Проектирование и расчет фундамента мелкого заложения

е₀= М_у/ N_у=2764,8/23900,92=0,1157 м

r= W_у/A=169,27/81,25=2,1 м

е₀/r=0,1157/2,1=0,0551<1 - условие выполняется.

 

5. Определение осадки фундамента мелкого заложения и проверка несущей способности подстилающего слоя грунта.

Конечная осадка основания :

S=β∑ⁿ _i=1, где β=0.8 – безразмерный коэффициент,

- среднее значение  дополнительного вертикального  напряжения в i-ом слое грунта: ;

α – коэффициент принимаемый  по таблице в зависимости от грунта ;

соотношение сторон подошвы  прямоугольного фундамента и относительной глубины , где - меньшая сторона подошвы фундамента;

- дополнительное  вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b_n ≥10 м принимается P₀=P); Р- среднее значение давление под подошвой фундамента – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента; – удельный вес грунта; - глубина заложения подошвы фундамента.

Находим значение  эпюры  вертикальных напряжений от действий собственного веса грунта и вспомогательное:

На поверхности земли:    

На уровне подошвы фундамента:

 

 

На уровне контакта 1-го и 2-го слоя:

 

 

 

 

 

 

На уровне контакта 2-го и 3-го слоев:

 

 

 

 

 

 

На уровне контакта 3-го и 4-го слоя:

 

 

 

 

 

 

 

 

zi	Ç=2zi/bn	αi					hi	Ei	,10-3 м
0	0	1	207.865	205.958   179.685   140.876   116.457   89.209   67.195   50.04   34.063   25.733   20.194	75.15	83.5   108.725   134.1   151.9   184.625   462.75   264.3   297.725   345.475   393.225	1   2   1   1   2.5   2.5   2.5   2.5   2.5   2.5	23.2   23.2   21.09   21.09   20   20   19.49   19.49   19.49   19.49	8.88   15.49   6.68   5.52   11.15   8.41   6.42   4.37   3.3   25.9
1	0.308	0.975	204.05		91.85
3	0.923	0.886	154.087		125.65
4	1.231	0.717	127.665		142.55
5	1.538	0.578	105.457		161.25
7.5	2.308	0.374	72.96		208
10	3.077	0.251	61.43		254.75
12.5	3.846	0.209	38.65		273.85
15	4.615	0.130	29.476		321.6
17.5	5.385	0.099	21.989		369.35
20	6.154	0.077	18.398		417.1

 

∑  96.12×10^-3 м

Осадка фундамента:

S=β∑ⁿ _i=1

S=7.4 см, что меньше допустимой осадки S=12 см

 

 

6. проектирование и расчёт свайного  фундамента.

Необходимо  запроектировать  свайный фундамент  из висячих забивных свай, буровых  столбов с уширениями и свай-оболочек. Все ранее собранные нагрузки остаются без изменения. Назначаем глубину заложения подошвы ростверка свайного фундамента d_р=3 м, высоту ростверка h_p= 1.5 м. Свая железобетонная размерами 40×40 см, длиной l_с=18 м. Для фундаментов опор мостов сваю заделывают в ростверк не менее чем на 2 стороны сваи, т.е. в данном случае на 0.8 м. Допускается также заделывать сваю в ростверк с помощью выпусков арматуры длиной, определяемой расчётом, но не менее ø30 продольной арматуры периодического профиля (ø18-24 мм),при этом тело сваи должно быть заделано в ростверк не менее чем на 10 см. Высота ростверка, считая от верхних концов свай или арматурных выпусков должна быть не менее 0.5 м для расположения над головами свай не менее двух арматурных сеток. Тогда конструктивная высота сеток:

1 вариант:  h_p,min=2×0.4+0.5=1.3 м

2 вариант:  h_p,min=30×0.02+0.1+0.5=1.2 м

Несущая способность  сваи:

 

Где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи(5045кПа);

А – площадь  опирания на грунт сваи (0.16 м²);

u – наружный периметр поперечного сечения сваи (1.6 м²);

f_i  - расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности;

h_i – толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи

 

 

 

 

 

hi,cp, м	fi, кПа	hi, м
2	4	h1=2
4	7	h2=1
5	24	h3=1
6	25	h4=1
7	43	h5=1
8	44	h6=2
10	46	h7=2
12	48	h8=2
14	50	h9=2
16	52	h10=2
17.2	53.2	h11=1.2

 

 

Определяем кол-во свай в  фундаменте:

 

Расстояние между сваями a=3b=1.2м

Т.к. фундамент внецентренно нагруженный, полученное расчетом кол-во свай увеличиваем на 25% принимаем равным 19 свай, а с учётом расположения свай в ростверке – 20 свай. Свесы ростверка принимаем равным 0.25 м, считая от наружных граней крайних рядов свай.

Определяем площадь ростверка  свайного фундамента:

 

Определяем вес ростверка  свайного фундамента:

 

 

 

 

 

Определяем вес грунта, лежащего  на обрезе ростверка свайного фундамента:

 

Вес свай в свайном фундаменте определяется следующим образом:

 

Определяем н-ку, действующую на каждую сваю:

- условие выполняется

Расчётную н-ку на одну сваю во внецентренно нагруженном фундаменте при эксцентриситете относительно двух главных осей инерции определяем:

 

Где M_x и M_y – моменты от расчётных н-к относительно главных центральных осей плана свай в плоскости подошвы ростверка;

x_i  и y_i – расстояние от главных  осей до оси каждой сваи;

х и у – расстояние от главных осей до оси каждой сваи, для которой определяется расчётная н-ка.

х=5 у=1.4

 

 

 

 

=1034.27<1458.04/1/4=1041.41 кН – условие выполняется

Производим проверку несущей  способности по грунту фундамента из свай как условного фундамента мелкого  заложения. Условный фундамент принимаем  в виде прямоугольного параллелепипеда. Среднее значение расчётных углов  внутреннего трения , прорезанных сваями:

 

 

Размеры условного фундамента будут равны: ширина условного фундамента

 

Площадь подошвы условного  фундамента:

 

Определяем среднее давление под подошвой условного фундамента по первой группе предельных состояний.

Общий объём условного  фундамента:

  
Объём грунта:

 

Среднее давление под подошвой условного фундамента, определённое по первой группе предельных состояний:

 

Определяем расчётное  сопротивление грунта основания  осевому сжатию R=989.74 кПа

Проверяем – условие выполняется

Определяем P_max, давление на грунт по подошве условного фундамента вдоль и поперёк моста.

вдоль моста:  a_c=4.96 м, b_c=14.36 м, М_с=3160.8кНм, F_h=315 кН

 

поперёк моста:

 

Проверяем условие  Р_max≤R/,  632.5≤848.35 кПа – условие выполняется

Определяем среднее давление под подошвой условного фундамента по действию нормативных н-к (по второй группе предельных состояний):

 

Определяем осадку свайного фундамента как условного  фундамента мелкого заложения. Расчёт производится аналогично определению  осадки фундамента мелкого  заложения.

Конечная осадка основания :

S=β∑ⁿ _i=1, где β=0.8 – безразмерный коэффициент,

- среднее значение  дополнительного вертикального  напряжения в i-ом слое грунта: ;

α – коэффициент принимаемый  по таблице в зависимости от грунта ;

соотношение сторон подошвы  прямоугольного фундамента и относительной глубины , где - меньшая сторона подошвы фундамента;

- дополнительное  вертикальное давление на основание (для фундаментов шириной b_n ≥10 м принимается P₀=P); Р- среднее значение давление под подошвой фундамента – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента; – удельный вес грунта; - глубина заложения подошвы фундамента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт осадки свайного фундамента как условного фундамента мелкого  заложения.

zi	Ç=2zi/bn	αi					hi	Ei   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49   19.49
0	0	1	367.21	389.46   431.96   463.83   485.08   516.96   559.46   601.96   644.46   686.96   729.46	344.29	318.63   256.66   174.9   128.94   110.345   88.65   65.41   48.54   38.38   32.19	2   1   1   1   1   2   2   2   2   2
2	0.88	0.860	410.71		302.97
4	1.77	0.611	454.46		210.36
6	2.65	0.405	474.21		139.44
7	3.09	0.344	495.71		118.44
8	3.53	0.297	538.21		102.25
10	4.51	0.218	580.71		75.05
12	5.3	0.162	623.21		55.77
14	6.18	0.120	665.71		41.31
16	7.06	0.103	708.21		35.46
18	7.95	0.084	750.71		28.92

 

 

_см≤12 см – условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт и конструирование  фундамента из буронабивных свай по первой группе предельных состояний.

Необходимо запроектировать  свайный фундамент из буронабивных столбов. Все ранее собранные  н-ки остаются без изменений. Назначаем глубину заложения подошвы ростверка свайного фундамента d_р=3 м, высоту ростверка h_p= 1.5 м. Свая ж/б размерами А=0.5 м^{2 ,} h_p= 1.5 м. Для фундаментов опор мостов сваю заделывают в ростверк не менее чем на 2 стороны сваи, т.е. в данном случае на 0.8 м. Допускается также заделывать сваю в ростверк с помощью выпусков арматуры длиной, определяемой расчётом, но не менее ø30 продольной арматуры периодического профиля (ø18-24 мм),при этом тело сваи должно быть заделано в ростверк не менее чем на 10 см. Высота ростверка, считая от верхних концов свай или арматурных выпусков должна быть не менее 0.5 м для расположения над головами свай не менее двух арматурных сеток.

1 вариант:  h_min=2×0.8+0.5=2.1 м

Несущая способность  сваи:

 

Где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи(5045кПа);

А – площадь  опирания на грунт сваи (0.16 м²);

u – наружный периметр поперечного сечения сваи (1.6 м²);

f_i  - расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности;

h_i – толщина i-го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи

 

 

 

 

 

 

hi,cp, м	fi, кПа	hi, м
2	4	h1=2
4	7	h2=1
5	24	h3=1
6	25	h4=1
7	43	h5=1
8	44	h6=2
10	46	h7=2
12	48	h8=2
14	50	h9=2
16	52	h10=2
17.2	53.2	h11=1.2