9-этажный жилой дом со встроенными помещениями - (диплом)

Данное жилое здание имеет сложную конфигурацию в плане. Девятиэтажный 744-квартирный жилой дом имеет встроенные помещения:

    парикмахерская,
    Бюро путешествий,
    магазин.

Жилой дом расположен в центре города, главным фасадом выходит на главный проспект города - пр. Коммунистический и улицу Солнечная. Площадка строительства попадает на территорию, застроенную ранее частными домами. Запроектированы следующие конструкции:

фундамент свайный, с монолитным ростверком и сборными железобетонными блоками, перекрытия и покрытия - сборные железобетонные,

жилой дом оборудован пассажирским лифтом, грузоподъемностью 400 кг. Инженерно- геологические условия строительной площадки

Исследуемую площадку пересекает ряд инженерных коммуникаций: водопровод, канализация, теплотрассы. Поверхность участка сравнительно ровная, с общим понижением рельефа в южном и юго-восточном направлении. Абсолютные отметки поверхности изменяются в пределах от 86, 3 м до 92, 85 м. Максимальная разность отметок в целом по участку составляет 6, 55 м.

Геологический разрез участка был составлен на основе инженерно- геологических изысканий, которые были сделаны по скважине N 1.

Слой_I - современные образования представлены преимущественно почвенным слоем. Насыпной грунт мощностью 0, 5 м. По составу насыпной грунт неоднородный, сложен преимущественно песком, реже суглинком с примесью почвы гравия. Среднее содержание примесей - 10%. По степени уплотнения от собственного веса смешавшийся.

Слой_II - слагает верхнюю часть разреза верхнечетвертичных аллювиальных отложений от подошвы слоя I, сложен преимущественно песком коричневым пылевитым, реже средней крупности; средней плотности, от маловлажного до водонасыщенного состояния с прослойками и линзами суглинка. Мощность слоя 1, 3 м.

Слой_III- слагает верхнюю часть разреза от подошвы слоя II до глубины 2, 5 м. Слой представлен коричневым суглинком, является тугопластичным. Слой_IV - представлен коричневым пылевитым песком, плотный, влажный. Мощность слоя составляет 3, 4 м. На глубине 4, 5 м находится прослойка суглинка. В этом слое проходит уровень подземных вод на глубине 5, 4 м от поверхности. Слой_V - слагает среднюю часть разреза от подошвы слоя IV до глубины 6, 7 м. Слой представлен коричневым суглинком, текучим. Мощность слоя 0, 8 м. Слой_VI- Слагает нижнюю часть митологического разреза верхнечетвертичных аллювиальных отложений от подошвы слоя V до конечной глубины скважины (15-20м). Слой представлен песком коричневым, преимущественно пылевитым, маловлажный; с редкими прослойками и мизалями суглинка на глубине 7, 5 м. Физико - механические свойства грунтов площадки строительства приведены в таблице.

Сводная таблица расчётных значений физико - механических характеристик грунтов

    Наименование
    Мощ
    Плотность
    Удельный вес
    Показатели
    Показатели
    Коэфф.
    степень
    Угол вн.
    Сцеп
    Модуль
    грунта
    ность
    частиц
    грунта
    сухого
    текучести
    текучести
    порист.
    влажн.
    трения
    ление
    деформ
    слоя
    rs
    r
    rd
    gs
    g
    грунта gd
    Wp
    WL
    Ip
    IL
    e
    Sr
    j
    C
    E
    Песок
    1, 7
    2, 69
    1, 86
    1, 65
    26, 9
    18, 6
    16, 5
    0, 63
    0, 56
    33
    0, 01
    21, 5
    Суглинок
    2, 5
    2, 71
    2, 04
    1, 76
    27, 1
    20, 4
    17, 6
    21
    13
    8
    0, 38
    0, 54
    0, 8
    24
    0, 022
    6
    Песок
    5, 9
    2, 66
    1, 9
    1, 7
    26, 6
    19
    17
    0, 565
    0, 56
    33
    0, 01
    6
    Суглинок
    6, 7
    2, 74
    2, 06
    1, 73
    27, 4
    20, 6
    17, 3
    21
    13
    8
    0, 38
    0, 58
    0, 8
    21
    0, 021
    18
    Песок
    15
    2, 68
    1, 82
    1, 64
    26, 8
    18, 2
    16, 4
    0, 634
    0, 46
    33
    0, 01
    21, 7
    Сбор нагрузок на фундамент крайней стены

Для дальнейшего расчета фундамента необходимо определить нагрузки. Постоянные нормативные нагрузки:

    Покрытия
    Чердачные перекрытия с утеплителем
    Межэтажные перекрытия
    Перегородки
    Вес парапета
    Кирпичная кладка
    Вес плиты лоджии
    2, 54 кН/м2
    3, 80 кН/м2
    3, 60 кН/м2
    1, 00 кН/м2
    1, 00 кН/м2
    18, 00 кН/м2
    10, 60 кН/м2
    Временные нормативные нагрузки:
    На 1 м2 проекции кровли от снега
    На 1 м2 проекции чердачного перекрытия
    На 1 м2 проекции межэтажного перекрытия
    1, 50 кН/м2
    0, 75 кН/м2
    1, 50 кН/м2

Определим нагрузку на наружную систему. Грузовая площадь между осями оконных проемов:

    А = 3, 125·3=9. 375 м2, где:
    3, 125 - расстояние между осями,
    3 - половина расстояния в частоте между стенами.

Нормативные нагрузки на 3, 125 м длины фундамента на уровне спланированной отметки земли (кН):

    Постоянные нагрузки от конструкции:
    Покрытия
    2, 54 · 9, 375
    23, 8125кН
    Чердачного перекрытия
    3, 8·9, 375
    35, 625 кН
    9-ти межэтажных перекрытий
    9·3, 6 · 9, 375
    303, 75 кН
    Перегородок на 9-ти этажах
    9 · 1 · 9, 375
    84, 375 кН
    Карстена выше чердачного перекрытия:
    0, 77 · 1, 5 · 6, 3 · 1, 8 · 3, 125
    40, 93 кН

Стена со 2-го этажа и выше на длине 3, 125 м за вычетом оконных проемов

    0, 77· (3, 125·2, 8-1, 484·1, 35) ·1, 8·10·8
    748, 06 кН
    Вес системы 1-го этажа
    0, 77· (3, 125·2, 8)-1, 8·10
    121, 275 кН
    Вес от перекрытий подвала
    3, 125·3, 6·6, 6·1
    74, 25 кН
    Вес от покрытий парикмахерской
    3, 125·3, 45·6, 1·1
    65, 76 кН
    Вес от лоджий
    8·10, 6
    84, 8 кН
    Итого:
    1582, 646кН
    Временные нагрузки
    На кровлю от снега
    1, 5 · 9, 375
    14, 06 кН
    Чердачные перекрытия
    9, 375 · 0, 75
    7, 031 кН
    На 9-ти межэтажных перекрытиях с коэффициентом jn1 = 0, 489
    9, 375 · 10 · 0, 489 · 1, 5
    68, 864 кН

Неодновременное загружение 6-ти этажей учитываем снижающим коэффициентом по формуле:

    jn1 = 0, 3+0, 6/Цn, где:

n - число перекрытий, от которых нагрузка передается на основание.

    jn1 = 0, 3+0, 6/Ц9 = 0, 4897
    Итого: 89, 9575 кН

Условия несущей способности грунтов основания одиночной сваи или в составе свайного фундамента имеет вид:

    Fd
    N Ј ѕ , где:
    ЎK

N - расчетная нагрузка, передаваемая от сооружения на одиночную сваю, Fd - несущая способность сваи по грунту,

ЎK - коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от метода определения несущей способности сваи по грунту.

Подберем длину забивной сваи и определим ее несущую способность по грунту. Из анализа грунтовых напластований можно сделать вывод, что пластичная глина не обладает достаточным сопротивлением, а слой супеси имеет малую толщину. В качестве несущего слоя целесообразно принять слой "пылевитый песок". Тогда длина забивной сваи, с учетом заглубления в несущий слой не менее 1 м, составляет L = 0, 3+2, 6+0, 8+4, 3+1 = 9 м. Принимаем забивную сваю типа С10-30 по ГОСТ 19804. 1-79 длиной 10 м, сечением 30 х 30 см, свая при этом будет висячей. Погружение сваи будет осуществляться дизельным молотом. Несущая способность висячей забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2. 02. 03-85 как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

    Fd = ЎC · (ЎCR·R·A+U·е ЎCF · fi · hi ), где

ЎC - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1, ЎCR, ЎCF- коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидирующих скважин, равными 1,

A - площадь опирания сваи на грунту, принимаемая равной площади поперечного сечения сваи. A = 0, 3·0, 3 = 0. 09 м2

U - наружный периметр поперечного сечения сваи 0, 3·4=1. 2 м, R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.

Расчетное сопротивление грунта зависит от вида и состояния грунта и от глубины погружения сваи.

    1650 - 1500
    R = 1500 + ѕѕѕѕѕѕ · (13 - 10) = 1590 [кПа]
    15 -10

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, кПа.

f1 = 27кПа, f2 = 29, 4кПа, f3 = 31, 3кПа, f4 = 32, 1кПа, f5 = 33, 05кПа, f6 = 34, 28 кПа

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м

h1 = 3, 9 м, h2 = 5, 2 м, h3 = 6, 3 м, h4 = 7, 1 м, h5 = 8, 1 м, h6 = 10, 35 м

Подставляем полученные значения в формулу и определяем несущую способность сваи С10-30 по грунту.

Fd = 1·(1·1590·0, 09+1, 2·(27·3, 9+29, 4·5, 2+31, 3·6, 3+32, 1·7, 1+33, 05·8, 1+34, 28·10, 35))

    Fd = 1710, 0396 кПа
    Определение количества свай в свайном фундаменте

Расчетную глубину промерзания грунта определяется по формуле: df = Kn · dfn и зависит от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола .

dfn - нормативная глубина промерзания грунта, dfn = 2, 2 м, Kn - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0, 6.

    тогда df = 2, 2 · 0, 6 = 1, 32 м

Количество свай С10-30 под стену здания можно определить по формуле:

    Fi · gK 1, 4 · 1672, 6
    n = ѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕ = 1, 4 св. , принимаем 2 сваи.
    Fd 1710, 0396
    Расстояние между сваями (шаг свай) вычисляется по формуле:
    mp · Fd 2 · 1710, 039
    a = ѕѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕ = 1, 34 м
    Fd 1, 4 · 1672, 6
    mp - число рядов свай
    Расстояние между рядами свай равно 1, 1 м.
    Ширина ростверка в этом случае будет равна 1, 5 м.

Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле: GIP = b · hp · gb · gf, где

    b, hp - соответственно ширина и толщина ростверка, м
    gb - удельный вес железобетона, принимаемый gb = 24 кН/м3

gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый gf = 1, 1

    Подставим в формулу соответствующие значения и величины:
    GIP = 1, 5 · 0, 6 · 1, 1 · 24 = 23, 76 кН/м

Собственный вес группы на уступах ростверка может быть определена по формуле: GIГР = (b - bc) · h · gI‘ · gf, где:

    bc - ширина цокольной части
    h - средняя высота грунта на уступах ростверка, h = 1, 25 м

gI‘ - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным gI‘= 17 кН/м3 gf - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов gf = 1, 15

    GIГР = (1, 5 - 0, 73) · 1, 25 · 17 · 1, 15 = 18, 81 кН/м
    Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка:

е FI = FI’ + GIР +GIГР = 1672, 6 + 23, 76 + 18, 81 = 1715, 17 кН/м

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:

    a · е FI 1, 4 · 1715, 17
    N = ѕѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕ = 1200, 619 кН
    mP 2

Проверим выполнение условия несущей способности грунта в основании сваи:

    Fd 1710, 0396
    N Ј ѕ 1200, 69 Ј ѕѕѕѕѕ = 1221, 46
    gK 1, 4
    Расчет осадки свайного фундамента

Осадка ленточных фундаментов с двухрядным расположением свай и расстоянием между сваями (3 - 4 d) определяется по формуле:

    n · (1- n2)
    S = ѕѕѕѕѕ · d0, где:
    p · E

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент (кН/м) с учетом веса условного фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху поверхностью планировки, с боков - вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай.

E, n- модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

d0 - коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2. 02. 03 - 85. Полная нагрузка n складывается из расчетной нагрузки, действующей в уровне планировочной отметки, и собственного веса условного ленточного фундамента. FII’ = 535, 23 - 0, 73 · 1, 1 · 2, 4 = 533, 3 кН/м, тогда полная нагрузка n равна:

    n = FII’ + b · d · g, где:
    b - ширина фундамента, равна 1, 4 м

d - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки, равна 13м g - среднее значение удельного веса свайного массива, g = 20кН/м3

    n = 533, 3 + 1, 4 · 13 · 20 = 897, 3 кН/м

Для определения коэффициента d0 необходимо знать глубину снимаемой толщи HC, которая в свою очередь, зависит от значения дополнительных напряжений, развивающихся в массиве грунта под фундаментом.

    Дополнительные напряжения определяются по формуле:
    n
    sZР = ѕѕѕ · an, где:
    p · h
    n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м
    h - глубина погружения свай, м

an- безразмерный коэффициент, зависит от приведенной ширины b = b/h и приведенной глубины рассматриваемой точки z/h, где z - фактическая глубина рассматриваемого слоя грунта от уровня планировки

    b = 1, 4/10 = 0, 14

Вычисленные значения дополнительных напряжений сведем в табл. № 1 Природные напряжения от действия собственного веса грунта определяются по формуле:

    n
    szg = е giII · hi, где:
    i=1
    giII - удельный вес i - го слоя,
    hi - толщина i - го слоя.

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента будут равны:

szdyg = 10, 03 · 1, 7 + 10, 74 · 0, 8 + 10, 24 · 3, 4 + 10, 66 · 0, 8 + 9, 95 · 6, 3 = 131, 672

Для дальнейшего расчета осадки необходимо знать удельный вес грунта твердых частиц

    gS = grS, где
    g - ускорение свободного падения, g = 9, 8 м/с2
    rS - плотность грунта твердых частиц.

gS1 = 26, 36 gS2 = 26, 55 gS3 = 26, 068 gS4 = 26, 85 gS5 = 26, 26

    gS · gw
    gSB = ѕѕѕѕ , где
    1+e
    gS - удельный вес твердых частиц
    gw - удельный вес воды
    e - коэффициент пористости

gSb1 = 10, 03 gSb2 = 10, 74 gSb3 = 10, 26 gSb4 = 10, 66 gSb5 = 9, 95

    n
    szg = е giII · hi sgz1
    i=1

sgz1 = szdyg + g1 · h1 = 131, 672 + 10 · 0, 31 = 134, 1245 кПа szg2 = szg1 + g2 · h2 = 134, 1245 + 10 · 0, 38 = 137, 9055 кПа szg3 = szg1 + g3 · h3 = 137, 9055 + 10 · 0, 766= 145, 567 кПа и так далее....

Аналогично рассчитываются другие значения и сводятся в табл. 1. Ориентировочно, глубину снимаемой толщи HC можно определить из условия:

    szp Ј 0, 2 · szg.

Анализ табл. 1 показывает, что это условие выполняется примерно на относительной глубине z/h = 1, 9. Тогда HC= 1, 9 · 9, 7 = 18, 43 м Z- глубина от подошвы фундамента, м

Коэффициент Пуассона для песка, n = 0, 3. Пользуясь номограммой при HC/h = 1, 9 м и b = 0, 14 находим d0 = 2, 15. Осадка фундамента будет равна:

    n · (1- n2) 897, 3 · (1 - 0, 32)
    S = ѕѕѕѕѕ · d0 = ѕѕѕѕѕѕѕ · 2, 15 = 0, 025 м = 2, 5 см.
    p · E 3, 14 · 21700

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами не должна превышать 10 см. Следовательно, условия

    S Ј SU выполняется S = 2, 5 см Ј SU = 10 см.
    Таблица 1
    Z/h
    an
    szp [кПа]
    Z [м]
    szq [кПа]
    0, 2 · szq[кПа]
    1, 01
    8, 3858
    246, 87
    0, 08
    131, 672
    26, 208
    1, 05
    6, 5894
    193, 84
    0, 39
    134, 1245
    26, 824
    1, 1
    5, 02116
    147, 8
    0, 77
    137, 9055
    27, 581
    1, 2
    3, 4265
    100, 94
    1, 54
    145, 567
    29, 1137
    1, 3
    2, 67217
    78, 65
    2, 31
    153, 2285
    30, 6457
    1, 4
    2, 23026
    65, 7
    3, 08
    160, 89
    32, 178
    1, 5
    1, 9357
    57, 02
    3, 85
    168, 5515
    33, 71
    1, 6
    1, 72092
    50, 69
    4, 62
    176, 213
    35, 2426
    1, 7
    1, 5566
    45, 85
    5, 39
    183, 874
    36, 7749
    1, 8
    1, 42544
    41, 99
    6, 16
    191, 536
    38, 3072
    1, 9
    1, 31756
    38, 81
    6, 93
    199, 1975
    39, 839
    2, 0
    1, 22684
    36, 11
    7, 7
    206, 859
    41, 3718
    2, 1
    1, 14922
    33, 84
    8, 47
    214, 5205
    42, 904
    2, 2
    1, 0818
    31, 86
    9, 24
    222, 182
    44, 436
    2, 3
    1, 0225
    30, 12
    10, 01
    229, 8435
    45, 96
    2, 4
    0, 9699
    28, 57
    10, 78
    237, 505
    47, 5
    2, 5
    0, 9229
    27, 189
    11, 55
    245, 1665
    49, 03
    Подбор молота для погружения свай

От правильности выбора дизель - молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель - молот можно подобрать по отношению веса его ударной части к весу сваи, которое должно быть для штанговых дизель - молотов 1, 25 при грунтах средней плотности.

Минимальная энергия удара, необходимая для погружения свай определяется по формуле:

    E = 1, 75 · a · FV, где:
    а - коэффициент, равный 25 Дж/кН,
    FV - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН.
    E = 1, 75 · 25 · 535, 23 = 23416, 31 Дж

Пользуясь техническими характеристиками дизель - молотов подбирают такой молот, энергия удара которого соответствует минимальной. Возьмем трубчатый дизель молот Ф - 859 с энергией удара 27 кДж. Полный вес молота Gh = 36500 Н, вес ударной части Gb= 18000 Н, вес сваи С10 - 30 равен 22800 Н. Вес наголовника принимаем равным 2000 Н. расчетная энергия удара дизель - молота Ф - 859:

    ЕР = 0, 4 · Gh’ · hm, где:
    Gh’ - вес ударной части молота
    hm - высота падения ударной части молота, hm = 2 м.
    ЕР = 0, 4 · 2 · 18000 = 14400 Дж.
    Проверим пригодность принятого молота по условию:
    Gh + Gb
    ѕѕѕѕ Ј KM, где:
    EP
    Gh - полный вес молота
    Gb - вес сваи и наголовника

KM - коэффициент, принимаемый при использовании ж/б свай равным 6.

    (36500 + 22600 + 2000)
    ЕР = ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ = 4, 24 < G
    14400

Условие соблюдаются, значит принятый трубчатый дизель - молот Ф - 859 обеспечивает погружение сваи С10 - 30.

    Определение проектного отказа свай

Проектный отказ необходим для контроля несущей способности свай в процессе производства работ. Если фактический отказ при испытании свай динамической нагрузкой окажется больше проектного, то несущая способность сваи может оказаться необеспеченной. Формула для определения проектного отказа имеет вид: h · A · EP m1 + О2 · (m2 + m3)

    SP = ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ · ѕѕѕѕѕѕѕѕѕ , где:
    gK · FI / m · (gK · FI / m + h · A) m1 + m2 + m3

h - коэффициент, применяемый для железобетонных свай h = 1500 кН/м2 A - площадь поперечного сечения ствола сваи, м

    m - коэффициент, равный 1

gK- коэффициент надежности, принимаемый при определении несущей способности сваи по расчетуgK = 1, 4

    EP - расчетная энергия удара [кДж]
    FI - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, [кН]
    m1 - масса молота, [т]
    m2 - масса сваи и наголовника, [т]
    m3 - масса подбабка, [т]

О- коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свайО2 = 0. 2

    1500·0, 09·14, 4 3, 65+0, 2·(18+0)
    SP = ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ · ѕѕѕѕѕѕѕ = 0, 0021м = 2, 1мм
    (1, 4·535, 23)/1·(1, 4·535, 23/1+1500·0, 09) 3, 65+18+0
    Сбор нагрузок на фундамент средней стены

Для дальнейшего расчета фундамента необходимо определить нагрузки. Определение нагрузок на внутреннюю стену

Грузовая площадь - (3, 15 + 3, 1) · 1 = 6, 3 м2по длине здания - 1м, по ширине - половина расстояния чистоте между стенами в двух пролетах. Нагрузки на фундамент на уровне спланированной земли [кН/м2]: Постоянные нагрузки от конструкции

    Покрытия
    Чердачные перекрытия с утеплителем
    Межэтажные перекрытия
    Перегородки
    Кирпичная кладка
    2, 54 кН/м2
    3, 80 кН/м2
    3, 60 кН/м2
    1, 00 кН/м2
    18, 00 кН/м2
    Временные нагрузки от конструкций:
    Кровли от снега
    Чердачные перекрытия
    Межэтажные перекрытия
    1, 50 кН/м2
    0, 75 кН/м2
    1, 50 кН/м2
    Постоянные нагрузки от конструкции:
    Покрытия
    2, 54 · 6, 3
    16, 002кН
    Чердачного перекрытия
    3, 8 · 6, 3
    23, 94 кН
    9-ти межэтажных перекрытий
    9 · 3, 6 · 6, 3
    204, 12 кН
    Перегородок на 9-ти этажах
    9 · 1 · 6, 3
    56, 7 кН

Стены с 1-го этажа (объем дверных проемов примем 7, 5% объема всей кладки)

    0, 51 · 18 · 1 · 0, 925 · 29, 80
    253, 046 кН
    Итого
    553, 808кН
    Временные нагрузки
    На кровлю от снега
    1, 5 · 6, 3
    9, 45 кН
    Чердачные перекрытия
    0, 75 · 6, 3
    4, 725 кН

На 9-ти межэтажных перекрытиях с коэффициентом jn1 = 0, 4897

    6, 3 · 9 · 0, 4897 · 1, 5
    41, 6489 кН
    Итого
    55, 8239

Условия несущей способности грунтов основания единичной сваи или в составе свайного фундамента имеет вид:

    Fd
    N Ј ѕ , где:
    ЎK
    Определим несущую способность сваи по грунту Fd:
    Fd = ЎC · (ЎCR·R·A+U·е ЎCF · fi · hi)

Fd = 1·(1·1590·0, 09+1, 2·(27·3, 9+29, 4·5, 2+31, 3·6, 3+32, 1·7, 1+33, 05·8, 1+33, 67·9, 35)) Fd = 1645, 014 кН

Несущая способность сваи по грунту достаточно высокая. Необходимо проверить, выдержит ли такую нагрузку свая по материалу. Расчет по прочности материала железобетонных свай должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2. 03. 01-84. При этом свая рассматривается как железобетонный стержень, жестко закрепленный в грунте. Несущая способность сваи может быть определена без учета продольного изгиба.

    F = Ў · (ЎВ · RВ · AВ + RS · AS), где
    Ў - коэффициент условия работы, равен 1.

ЎВ - коэффициент условия работы бетона сваи, принимаемый для сваи сечением 30 х 30 смЎВ = 0, 85.

AВ, AS - площади поперечного сечения соответственно бетона и продольной арматуры, м2 RВ, RS- расчетное сопротивление осевому сжатию соответственно бетона и продольной арматуры, кПа.

Свая С7-30 согласно ГОСТ 19804. 1 - 79 изготавливается из бетона класса В15 с RВ = 8500кПа и армируется в продольном направлении четырьмя стержнями Ж12мм A - II с RS = 280000 кПа. Несущая способность сваи С7-30 по материалу будет равна:

F = 1 · (0, 85 · 8500 · 0, 08954 + 0, 00045 · 280000) = 773, 54 кН

Как видно из сравнения, несущая способность сваи по материалу меньше, чем по грунту. Следовательно, в дальнейших расчетах свайного фундамента в данных грунтовых условиях за несущую способность сваи следует принимать значение по прочности материала, как наименьшее.

    Определение количества свай в свайном фундаменте

В данных инженерно - геологических условиях при расположении уровня подземных вод на глубине 5, 4 м, глубина заложения подошвы ростверка зависит от расчетной глубины промерзания грунта. Нормативная глубина промерзания грунта для г. Северска может быть принята dfn= 2, 2 м. Расчетная глубина промерзания зависит от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола и определяется по формуле:

    df = Kn · dfn, где:

dfn - нормативная глубина промерзания грунта, dfn = 2, 2 м, Kn - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0, 5.

тогда df = 2, 2 ·0, 6 = 1, 1 м. Глубина заложения ростверка - 3, 3 м, что больше расчетной глубины промерзания грунта.

    Определим количество свай С7-30 под стену здания.
    Fi · gK 1, 4 · 609, 6319
    n = ѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 1, 1 св. Принимаем n = 2 сваи.
    Fd 773, 54
    Расстояние между сваями (шаг свай) вычисляется по формуле:
    mp · Fd 2 · 773, 54
    a = ѕѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 1, 3 м
    Fd 1, 4 · 609, 6319
    mp - число рядов свай
    Ширина ростверка в этом случае будет равна 1, 5 м.

Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле: GIP = b · hp · gb · gf, где

    b, hp - соответственно ширина и толщина ростверка, м
    gb - удельный вес железобетона, принимаемый gb = 24 кН/м3

gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый gf = 1, 1

    Подставим в формулу соответствующие значения и величины:
    GIP = 1, 5 · 0, 6 · 1, 1 · 24 = 23, 76 кН/м

Собственный вес группы на уступах ростверка может быть определена по формуле: GIГР = (b - bc) · h · gI‘ · gf, где:

    bc - ширина цокольной части
    h - средняя высота грунта на уступах ростверка, h = 1, 25 м

gI‘ - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным gI‘= 17 кН/м3 gf - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов gf = 1, 15

    GIГР = (1, 5 - 0, 73) · 1, 25 · 17 · 1, 15 = 18, 81 кН/м
    Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка:

е FI’ = FI’ + GIР +GIГР = 609, 6319 + 23, 76 + 18, 81 = 672, 2019 кН/м

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:

    a · е FI 1, 3 · 552, 2019
    N = ѕѕѕѕ = ѕѕѕѕѕѕѕ = 423, 93 кН
    mP 2

Проверим выполнение условия несущей способности грунта в основании сваи:

    Fd
    N Ј ѕ
    gK
    773, 54
    423, 93 кН Ј ѕѕѕѕ = 552, 52
    1, 4
    Расчет осадки свайного фундамента

Осадку ленточных с двухрядным расположением свай и расстоянием между сваями (3 - 4 d) определяется по формуле:

    n · (1- n2)
    S = ѕѕѕѕѕ · d0, где:
    p · E

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент (кН/м) с учетом веса условного фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху поверхностью планировки, с боков - вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай.

E, n- модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

d0 - коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2. 02. 03 - 85. Полная нагрузка n складывается из расчетной нагрузки, действующей в уровне планировочной отметки, и собственного веса условного ленточного фундамента. FII’ = 609, 6319 - 0, 73 · 1, 1 · 2, 4 = 607, 704 кН/м, тогда полная нагрузка n равна: n = FII’ + b · d · g, где:

    b - ширина фундамента, равна 1, 4 м

d - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки, равна 10м g - среднее значение удельного веса свайного массива, g = 20кН/м3

    n = 607, 704 + 1, 4 · 10 · 20 = 887, 704 кН/м

Для определения коэффициента d0 (определяется по номограмме) необходимо знать глубину снимаемой толщи HC, которая в свою очередь, зависит от значения дополнительных напряжений, развивающихся в массиве грунта под фундаментом.

    Дополнительные напряжения определяются по формуле:
    n
    sZР = ѕѕѕ · an, где:
    p · h
    n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м
    h - глубина погружения свай, м

an - безразмерный коэффициент, зависит от приведенной ширины b’ = b/h, b = 1, 4 h = 6, 7; b’ = 0, 208 » 0, 21.

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента будет равно: szdyg = 10, 26 · 2, 6 + 10, 66 · 0, 8 + 10 · 3, 3 + 8, 63 · 3, 3 = 102, 5

Для дальнейшего расчета осадки необходимо знать удельный вес грунта твердых частиц

    gS = grS, где
    g - ускорение свободного падения, g = 9, 8 м/с2
    rS - плотность грунта твердых частиц.

gS1 = 26, 36 gS2 = 26, 55 gS3 = 26, 068 gS4 = 26, 85 gS5 = 26, 26

    gS · gw
    gSB = ѕѕѕѕ , где
    1+e
    gS - удельный вес твердых частиц
    gw - удельный вес воды
    e - коэффициент пористости

gSb1 = 10, 03 gSb2 = 10, 74 gSb3 = 10, 26 gSb4 = 10, 66 gSb5 = 9, 95

    n
    szg = е giII · hi sgz1
    i=1
    sgz1 = szdyg + g1 · h1 = 102, 51 + 10 · 0, 31 = 105, 6 кПа
    szg2 = szg1 + g2 · h2 = 105, 6 + 10 · 0, 38 = 109, 4 кПа

szg3 = szg1 + g3 · h3 = 109, 4 + 10 · 0, 766= 117, 1 кПа и так далее.... Аналогично рассчитываются другие значения и сводятся в табл. 2. Таблица 2

    Z/h
    an
    szp [кПа]
    Z [м]
    szq [кПа]
    0, 2 · szq[кПа]
    1, 01
    6, 5842
    277, 82
    0, 08
    102, 51
    20, 60
    1, 05
    5, 566
    234, 8588
    0, 39
    105, 6
    21, 12
    1, 1
    4, 684
    197, 6423
    0, 77
    109, 4
    21, 88
    1, 2
    3, 4208
    144, 3413
    1, 54
    117, 1
    23, 42
    1, 3
    2, 6889
    113, 4586
    2, 31
    124, 8
    24, 96
    1, 4
    2, 2693
    95, 7535
    3, 08
    132, 5
    26, 50
    1, 5
    1, 9742
    83, 3017
    3, 85
    140, 2
    28, 04
    1, 6
    1, 73838
    73, 3479
    4, 62
    147, 9
    29, 58
    1, 7
    1, 5861
    66, 9259
    5, 39
    155, 6
    31, 12
    1, 8
    1, 45049
    61, 2037
    6, 16
    163, 3
    32, 66
    1, 9
    1, 3388
    56, 4909
    6, 93
    171, 0
    34, 20
    2, 0
    1, 2452
    52, 5414
    7, 7
    178, 7
    35, 74
    2, 1
    1, 165
    49, 157
    8, 47
    186, 4
    37, 28
    2, 2
    1, 0956
    46, 229
    9, 24
    194, 1
    38, 82
    2, 3
    1, 027
    43, 3344
    10, 01
    201, 8
    40, 36
    2, 4
    0, 9807
    41, 38
    10, 78
    209, 5
    41, 90
    2, 5
    0, 9325
    39, 347
    11, 55
    217, 2
    43, 44

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5