Расчет фундаментов мелкого заложения. Расчет свайных фундаментов

        γ_II^/ - то же, залегающих выше подошвы;

       

 

С_II - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

 d_b =3м - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

d₁ - глубина заложения фундаментов

=1; =1; М_γ=0,25; М_q=2,01; М_с=4,5; γ_II^/=17,26; γ_I=16,04кН/м³; С_II=14,76кПа; b=2,5м тогда

 

                      

P_max= 263,8<1,2R=1,2*230,21=276,25 кН/м²

> 0

 

Проверка  выполняется.

 

Расчет осадки фундамента мелкого заложения в сечении 2-2

Проверка  принятых размеров фундамента по деформациям  осуществляется определением осадки основания s, которая определяется методом послойного суммирования по формуле:

,      где

   S_u=8 см – максимальная осадка основания, определяемая по приложению 4 СНиП 2.02.01-83;

 b -  безразмерный коэффициент, равный 0,8;

     s_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального   нормального напряжения в i-м слое грунта;

    h_i и Е_i -  соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

           n  - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Дополнительное  вертикальное напряжение по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента определяется по формуле:

s_zp = aP₀,               

где        a  -  коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины;

P₀ = P_cр. - s_zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание;

             P_ср.  - среднее давление под подошвой фундамента;

            s_zg,0 =g_II ^/d - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

 

Разбиваем толщу грунта на слои, высотой:

h_i=(0,240,4)b=(0,240,4)·2,5=(0,541)м

 

Схема к расчету осадки фундамента в сечении 2-2

 

№ точки	hi, м	Zi, м			кН/м2	кН/м2	кН/м2	к         Н/м2	E0i , МПа	Si, см
0		0	0	1	61,9		62,138	12,43	6               11
	0,55					61,188				2,04
1		0,5	0,4	0,977	60,476		70,958	14,2
	0,55					57,505				1,92
2		1	0,8	0,881	54,534		79,778	16
	0,55					50,634				1,68
3		1,5	1,2	0,755	46,735		88,598	17,7
	0,55					43,237				0,97
4		2	1,6	0,642	39,74		97,565	19,5
	0,55					36,892				0,84
5		2,5	2	0,55	34,045		106,53	21,3
	0,55					31,786				0,72
6		3	2,4	0,477	29,526		115,5	23,1
	0,55					27,762				0,63
7		3,5	2,8	0,42	25,998		124,47	24,9
	0,55					25,574
										7,81

              

 

Расчет осадки фундамента сводим в таблицу

 

 

Условия по прочности и  деформациям выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны верно.

 

Сечение 3-3 (без подвала):

 

Т.к данное сечение находится внутри здания, то климатические условия строительной площадки не учитываем.

d=1,15 м

 

 

 

А_тр=0,81м²

Проверим  принятые размеры подошвы фундамента по прочности:

Это центрально-нагруженный  фундамент, в сечении действует  продольная нагрузка N=342,5Кн.

Проверим  условие:

   

 

 

 

где R – расчетное сопротивление грунта, которое определяется по формуле 7 СНиП 2.02.01-83;

e – эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести площади подошвы фундамента, м     ;

 

 
           

 

где  , - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 3 СНиП 2.02.01-83;

k- коэффициент принимаемый: k=1, если просадочные характеристики грунта φ и С определены непосредственными испытаниями;

М_γ, М_g, М_с- коэффициенты принимаемые по таблице 4 СНиП 2.02.01-83;

k_z- коэффициент принимаемый 1 так как b<10м. согласно стр.9 СНиП 2.02.01-83;

b- ширина подошвы фундамента, м.;

γ_II-осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³;

γ_II^/ - то же, залегающих выше подошвы;

С_II - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

=1,25; =1,1; М_γ=0,41; М_q=2,63; М_с=5,2; γ_II= γ_I=17,73 кН/м³;

γ_II^/ = 17,73 кН/м³; С_II=51,43 кПа; b=0,9 м тогда:

 

P_max= 494,88<1,2R=1,2*410,3=492,33 кН/м²

Перегруз 0,5%.

Проверка выполняется.

 

Расчет осадки фундамента мелкого заложения в сечении 3-3

 

Осадка основания s определяется методом послойного суммирования по формуле:  

,      где

   S_u=8 см –максимальная осадка основания, определяемая по приложению 4 СНиП 2.02.01-83;

 b -  безразмерный коэффициент, равный 0,8;

         s_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального   нормального напряжения в i-м слое грунта;

         h_i и Е_i -  соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

        

 n  - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Дополнительное  вертикальное напряжение по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента определяется по формуле:

s_zp = aP₀,

Где a - коэффициент, принимаемый по табл.1 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины;

P₀ = P_cр. - s_zg,0 - дополнительное вертикальное давление на основание;

P_ср.  - среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 =g_II ^/d - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

  Р₀=Р_ср-б_zg,0                                            

Разбиваем толщу  грунта на слои, высотой:

h_i=0,3м

 

Схема к расчету осадки фундамента в сечении 3-3

 

 

 

 

 

Расчет  осадки фундамента в сечении 3-3 сводим в таблицу

№ точки	hi, м	Zi, м			кН/м2	кН/м2	кН/м2	кН/м2	E0i , МПа	Si, см
0		0	0	1	423,4		22,4	4,49	28                     6
	0,35					392,3				1,68
1		0,35	0.677	0.853	361,16		28,3	5,66
	0,35					297,9				1,28
2		0,6	1,33	0.554	234,57		34,1	6,83
	0,35					188,4				0,81
3		0,9	2	0.336	142,26		40	8
	0,35					117,7				0,5
4		1.2	2,67	0.22	93,15		45,8	9,2
	0,35					78,3				0,34
5		1,5	3,33	0.15	63,51		51,7	10,34
	0,35					54,6				1,37
6		1,8	4	0.108	45,73		57	11,4
	0,35					39,4				0,98
7		2,1	4,67	0.08	33,03		62,3	12,45
	0,35					30,1				0,75
8		2,4	5,33	0.064	27,1		67,6	13,5
	0,35					24,3				0,61
9		2,7	6	0.051	21,6		72,8	14,6
	0,35					19,7				0,49
10		3,0	6,67	0.042	17,78		78,1	15,63
	0,35					16,2				0,4
11		3,3	7,33	0.035	14,68		83,4	16,7
	0,35									7,21

 

 

Условия по прочности и деформациям  выполняются, следовательно, размеры  фундамента подобраны верно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет и конструирование фундаментов на забивных сваях

 

Расчетное сечение	Расчетная нагрузка	Расчетный момент	Вид фундамента	Наличие подвала
2-2	192,5 кН	2,5	Монолитный ленточный под ж/б стену	+
3-3	342,5 кН	+/-30,7	Монолитный столбчатый под ж/б стену	-

 

Расчет свайного фундамента в сечении 2-2: N=507,1кН.

 

Глубину заложения  подошвы ростверка принимаем  с учетом глубины подвала:   d_b=3,6м

Принимаем глубину  заложения подошвы ростверка d_р=3,6м.

       Принимаем железобетонную сваю  С3,0-40 длиной 3 метров, сечением 40х40 см.

Несущая способность сваи по грунту определяется по формуле 8 СНиП 2.02.03-85:

,

 

 

где g_c — коэффициент условий работы сваи в грунте;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа , принимаемое по табл.1 СНиП 2.02.03-85;

A — площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

u — наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа , принимаемое по табл.2 СНиП 2.02.03-83;

       h_i — толщина 1-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

g_cR g_cf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.03-83.

Расчетная схема  сваи для определения её несущей  способности по грунту

В соответствии со СНиП, расчетной схемой и характеристиками грунтов, прорезаемых сваей определяем:

g_с=g_сR= g_сf=1;    A=0,4*0,4=0,16 м²;   и=4*0,4=1,6м;   R =1350 кПа , тогда

 

Требуемое количество свай в ростверке:

,

где   =1,4 –коэффициент надежности (несущая способность сваи определена расчетом);

 

 

 

Расчет свайного фундамента в сечении 3-3: N=342,5кН

 

Так как фундамент  находиться в части дома без  подвала, то принимаем глубину заложения подошвы ростверка

 

Принимаем железобетонную сваю С4,0-40 длиной 3 метра, сечением 40х40 см.

Несущая способность сваи по грунту определяется по формуле 8 СНиП 2.02.03-85:

Расчетная схема сваи для определения её несущей способности по грунту

 

В соответствии со СНиП, расчетной схемой и характеристиками грунтов, прорезаемых сваей, определяем:

g_с=g_сК= g_са=1    A=0,3*0,3=0,16 м²;   u=4*0,4=1,6м;   R =5100 кПа , тогда

Требуемое количество свай в ростверке:

 

,

где   =1,4 –коэффициент надежности (несущая способность сваи определена расчетом);

 

 

Проверка  свайного фундамента по деформациям

Сечение 2-2

Осредненное значение углов внутреннего  трения для слоев грунта, прорезаемых сваей:

Условная  площадь фундамента:

 

 

;

;

;

.

.

 

 

 

Расчетное сопротивление  грунта под подошвой фундамента определяется по формуле:

=1,2; =1,06; М_γ=0,26 ; М_g=2.05; М_с=4.55; b=1,4 м; γ_II = (γ₁ h₁+ γ₂ (d-h₁))/d =18,23 кН/м³;γ_II^/= γ_I=20,8кН/м³;  С_II=50,48 кПа; d₁= 1,12 м. 

 

 

Сечение 3-3

 

Осредненное значение углов внутреннего  трения для слоев грунта, прорезаемых сваей:

 

 

 

Условная  площадь фундамента:

 

 

Давление  под подошвой фундамента:

 

 

;

;

;

.

.

 

Расчетное сопротивление  грунта под подошвой фундамента определяется по формуле:

=1,3; =1,23; М_γ=1,15 ; М_g=5,42; М_с=7,81; b=2.01 м; γ_II = (γ₁ h₁+ γ₂ (d-h₁))/d =17,4 кН/м³;γ_II^/= γ_I=20,8кН/м³;  С_II=0,69 кПа; d₁= dp=0,6 м. 

Расчет  осадки свайного фундамента в сечении 2-2

 

Осадка основания s определяется методом послойного суммирования по формуле:

,

Вертикальное  напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

 

 Дополнительное вертикальное давление на основание  составляет: