14-этажный 84-квартирный жилой дом

Министерство образования Республики Беларусь

Брестский государственный технический университет

Кафедра оснований, фундаментов, инженерной геологии и геодезии

Курсовой проект

«14-этажный 84-квартирный жилой дом»

Выполнил:

студент 4 курса СФ

гр.ПП-2 Арабей Р.Г.

Принял:

Фёдоров В.Г.

Брест 2006г.

РЕФЕРАТ

Проектирование фундаментов для крупнопанельного 14-этажный 84-квартирный жилой дом. Пояснительная записка / Арабей Р.Г. гр.ПП-2 – Брест: 2006 г./ 56 страниц, 15 иллюстраций, 6 таблиц, 10 источников.

Ключевые слова: фундамент, основание, грунт, свайный, ленточный, заложение, обрез, сопротивление, отказ.

Содержит результаты расчёта и конструирования фундаментов здания в 3-х вариантах: мелкого заложения на естественном основании, на искусственном основании, свайного.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2.ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

3. ВАРИАНТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА

3.1 Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1.1 Выбор глубины заложения фундамента

3.1.2 Определение сечения арматуры подошвы фундамента

3.1.3 Определение осадки фундамента

3.2 Проектирование свайных фундаментов

3.2.1 Определение глубины заложения ростверка

3.2.2 Определение длины сваи

3.2.3 Определение несущей способности сваи

3.2.4 Проектирование ростверка

3.2.5 Определение осадки фундамента методом эквивалентного слоя

3.2.6 Расчет ростверка по прочности

3.2.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа свай

3.3 Проектирование фундаментов на искусственном основании

3.3.1 Принимаем, в качестве искусственного основания песчаную подушку

3.3.2 Определяем ориентировочные размеры фундамента

3.3.3 Расчет размеров песчаной подушки

3.3.4 Определение сечения арматуры подошвы фундамента

3.3.5 Проверка прочности подстилающего слоя грунта

3.3.6 Расчет осадки фундамента

4. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

5. РАСЧЁТ ТЕЛА ФУНДАМЕНТА

6.ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование оснований и фундаментов является комплексной задачей, в которой должны быть учтены требования, обеспечивающие необходимую их прочность, устойчивость, долговечность. Тип проектируемого фундамента определяется инженерно-геологическими условиями строительной площадки, в зависимости от которых могут быть предложены различные конструктивные варианты. Правильный выбор основания может быть обеспечен лишь на основе всестороннего изучения геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Район строительства – г. Брест.

Данные по геологическим изысканиям представлены в табл.1.

Таблица 1

№ варианта	№ скважины	Глубина отбора образца от поверхности, м	Гранулометрический состав, %					Плотность частиц s, г/см3	Плотность грунта , г/см3	Влажность %	Пределы пластич-ности
			>2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	<0,1
											P	L
8	Скв.№1	2	0	0,5	1,5	7	91	2,66	1,73	27,1	18,6	28,6
	Скв.№1	4	0	1	1	8	90	2,65	1,82	26	18,5	29
	Скв.№2	5	0	0,5	0,5	4,0	95	2,75	2	27	20	40
	Скв.№2	9	0	0,5	0,5	3	96	2,77	2,01	27	22	43
	Скв.№3	13	2	21	33	21	23	2,66	1,99	15,2	0	0

2.ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

Исходный материал для проектирования фундаментов - данные инженерно-геологических условий строительной площадки и физико-механические характеристики грунтов, используемых в качестве оснований, даны в табл.1. Характеристики грунтов необходимо вычислять для каждого слоя отдельно, согласно их порядку залегания.

1 слой.

Определяем наименование пылевато-глинистого грунта и его физико-механические свойства, если w = 27,1 %; w_P = 18,6 %; w_L = 28,6 %; r_S = 2,66 т/м³; r = 1,73 т/м³.

Наименование пылевато-глинистых грунтов определяют по числу пластичности:

J_P = w_L - w_P = 28,6 – 18,6 = 10 %.

Согласно табл.4/2/ данный пылевато-глинистый грунт является суглинком,

т.к. 7 % < J_P = 10 % < 17 %.

По показателю текучести определяем состояние суглинка:

.

Согласно табл.7/2/ данный суглинок является текучепластичным, т.к. 0,75 < J_L = 0,86 < 1,0.

Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

.

Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

.

По табл.11/2/ определяем показатели прочности грунта; по табл.9/2/ – модуль общей деформации; по табл.12/2/ – расчетное сопротивление (в данном случае это не представляется возможным).

Вывод: данный грунт не может быть использован в качестве естественного основания.

2 слой.

Определяем наименование пылевато-глинистого грунта и его физико-механические свойства, если w = 26 %; w_P = 18,5 %; w_L = 29 %; r_S = 2,65 т/м³; r = 1,82 т/м³.

Наименование пылевато-глинистых грунтов определяют по числу пластичности:

J_P = w_L - w_P = 29 – 18,5 = 10,5 %.

Согласно табл.4/2/ данный пылевато-глинистый грунт является суглинок, т.к. 7 % < J_P = 10,5 % < 17 %.

По показателю текучести определяем состояние суглинка:

.

Согласно табл.7/2/ данный суглинок является мягкопластичным,

т.к. 0,5< J_L = 0,71 < 0,75

Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

.

Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

.

По табл.11/2/ определяем показатели прочности грунта: j_n = 16,2°; C_n = 16,4 кПа; по табл.9/2/ – модуль общей деформации: Е=8,4 МПа; по табл.12/2/–расчетное сопротивление: R₀ = 191,2 кПа.

Вывод: исследуемый грунт – суглинок мягкопластичный, для которого: j_n = 16,2°;

C_n = 16,4 кПа; Е = 8,4 МПа; R₀ = 191,2 кПа.

3 слой.

Определяем наименование пылевато-глинистого грунта и его физико-механические свойства, если w = 27 %; w_P = 20 %; w_L = 40 %; r_S = 2,75 т/м³; r = 2,0т/м³.

Наименование пылевато-глинистых грунтов определяют по числу пластичности:

J_P = w_L - w_P = 40 – 20 = 20 %. Согласно табл.4/2/ данный пылевато-глинистый грунт является глиной, т.к. J_P = 20 % > 17 %.

По показателю текучести определяем состояние глины:

.

Согласно табл.7/2/ данная глина является тугопластичной, т.к. 0,25 < J_L = 0,35 < 0,5.

Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

.

Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

.

По табл.11/2/ определяем показатели прочности грунта: j_n = 17°; C_n = 50 кПа; по табл.9/2/ – модуль общей деформации: Е=18МПа; по табл.12/2/–расчетное сопротивление:

R₀ = 306,3 кПа.

Вывод: исследуемый грунт – глина тугопластичная, для которой: j_n = 17°; C_n = 50 кПа; Е = 18 МПа; R₀ = 306,3 кПа.

4 слой.

Определяем наименование пылевато-глинистого грунта и его физико-механические свойства, если w = 27 %; w_P = 22,0 %; w_L = 43 %; r_S = 2,77 т/м³; r = 2,01 т/м³.

Наименование пылевато-глинистых грунтов определяют по числу пластичности:

J_P = w_L - w_P = 43 – 22 = 21 %.

Согласно табл.4/2/ данный пылевато-глинистый грунт является глиной, т.к. J_P = 21 % > 17 %.

По показателю текучести определяем состояние глины:

.

Согласно табл.7/2/ данная глина является полутвердой, т.к. 0 < J_L = 0,24 < 0,25.

Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

.

Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

.

По табл.11/2/ определяем показатели прочности грунта: j_n = 19°; C_n = 54 кПа; по табл.9/2/ – модуль общей деформации: Е = 21МПа; по табл.12/2/–расчетное сопротивление:R₀ = 320 кПа.

Вывод: исследуемый грунт – глина полутвердая, для которой: j_n = 19°; C_n = 54 кПа; Е = 21 МПа; R₀ = 320 кПа.

5 слой.

Определяем вид песчаного грунта по крупности, его состояние и механические характеристики, если =1,99 т/м³; _s=2,66 т/м³; w=15,2 %; гранулометрический состав приведён в табл.1.

Наименование песчаного грунта определяем по табл.3/2/: масса частиц крупнее 0,5 мм составляет менее 21+33=54% > 50% значит, грунт - песок крупный.

Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

.

Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

.

По табл.5/2/ устанавливаем, что песок пылеватый, плотный, т.к. е = 0,54 < 0,55.

Степень влажности:

где r_W = 1,0 т/м³ - плотность воды.

Согласно табл.6/2/ - песок влажный, т.к. 0,5 < < 0,8.

По табл.8/2/ определяем показатели прочности грунта: j_n = 40,3°; C_n = 1,1 кПа; по табл.9/2/ – модуль общей деформации: Е=41 МПа; по табл.12/2/–расчетное сопротивление:

R₀ = 600 кПа.

Вывод: исследуемый грунт – песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой, для которого: j_n = 40,3°; C_n = 1,1 кПа; Е = 41 МПа; R₀ = 600 кПа.

Сводная таблица характеристик слоёв грунта

Таблица 2

№ слоя	Наименование грунта	Мощность слоя, м	 	s s	d d	w,%	wL,%	wP,%	IP,%	IL	e	Sr	Cn, кПа	n,o	R0, кПа	Е, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Суглинок текучепластичный	3,3	1,73	2,66	1,361	27,1	28,6	18,6	10	0,85	0,95	0,76	-	-	-	-
			17,3	26,6	13,61
2	Суглинок мягкопластичный	1,5	1,82	2,65	1,44	26	29	18,5	10,5	0,71	0,84	0,82	16,4	16,2	191,2	8,4
			18,2	26,5	14,4
3	Глина тугопластичная	3,0	2,0	2,75	1,575	27	40	20	20	0,35	0,75	0,99	50	17	306,3	18
			20,0	27,5	15,75
4	Глина полутвёрдая	3,4	2,01	2,77	1,58	27	43	22	21	0,24	0,75	1,00	54	19	320	21
			20,1	27,7	15,8
5	Песок крупный, плотный, влажный	-	1,99	2,66	1,73	15,2	-	-	-	-	0,54	0,75	1,1	40,3	600	41
			19,9	26,6	17,3

3. ВАРИАНТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА.

3.1 Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1.1 Выбор глубины заложения фундамента

Составляем геологическую колонку грунтов слагающих строительную площадку:

Рис.1. Схема к выбору глубины заложения фундамента.

Из инженерно-геологических условий строительной площадки видно, что в качестве основания можно использовать 2-ой слой (суглинок мягкопластичный), который не является просадочным грунтом.

Необходимо учитывать и тот факт, что заглубление подошвы фундамента ниже WL также нежелательно, т.к. возрастает трудоемкость и стоимость работ по устройству фундамента. Следовательно, основание фундамента – 2-ый слой суглинок мягкопластичный.

Определим нормативную глубину сезонного промерзания по формуле: ; либо по схематической карте /2/. По карте находим, что для г. Бреста:

Определяем расчетную глубину сезонного промерзания:

м;

где: k_h = 0,4 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, табл.13/2/.

Учитывая, что глина полутвердая может служить надёжным основанием, заглубляем фундамент в несущий слой на 0,60м.

Принимая во внимание то, что в рассматриваемой части здания есть подвал и, учитывая инженерно геологические условия строительной площадки, принимаем глубину заложения фундаментов 3,90 м, что больше .

Окончательно принимаем d₁ = 3,90м.

1. Определение размеров фундамента

• Определяем площадь фундамента:

где: кН/м³ – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах.

• Определяем ширину фундамента:

.

• Расчетное сопротивление грунта под фундаментом:

где: - коэффициент условий работы грунтового основания, табл. 15/2/;

- коэффициент условий работы здания во взаимодействии с основанием, табл. 15/2/, зависящий от вида грунта и отношения:.

k=1,1 – коэффициент надежности, п. 2.174/8/.

- коэффициенты, зависящие от , табл.16/2/;

, при b<10м (b=4,33м - ширина подошвы фундамента).

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

;

где: h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

– расчетное значение удельного веса материала пола подвала, ;

– толщина конструкции пола подвала, м.

.

d_b=2м – глубина подвала(т.к. глубина подвала 2,2м, что больше 2м);

- Ширина фундамента при R₁= 237,6кПа

Значение R₂ отличается от предыдущего значения R₁ на 3,5%, что меньше 5%,

Выбираем плиту ФЛ.32.12, шириной 3,20 м, высотой 0,50 м. Поскольку высота плиты 0,50 м, то отметка подошвы фундамента изменится Следовательно окончательная глубина заложения фундамента равна 4,1 м.

• Фактическое давление под подошвой фундамента:

кПа;

.

Условие, необходимое для расчета по деформациям, выполняется. Производить расчет на прерывистость не требуется.

3.1.2 Определение сечения арматуры подошвы фундамента

Рис.2. К определению сечения арматуры.

Принимаем арматуру Ж16 S400(A_s=20,1см²) с шагом 100мм. Распределительную арматуру принимаем Ж6 S400 с шагом 250мм.

3.1.3Определение осадки фундамента

Строим эпюру распределения напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины ниже подошвы фундамента.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяют в характерных горизонтальных плоскостях:

• отметка подошвы фундамента:

кПа;

• на подошве второго слоя:

кПа;

• на отметке уровня подземных вод:

кПа;

• на подошве третьего слоя:

кПа;

где: - удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

кН/м³

• на кровле четвертого слоя (водоупор , т.к. J_L = 0,24 < 0,25. ):

кПа;

• на подошве четвертого слоя

кПа;

Далее определяем дополнительное (вертикальное) напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:

,

где: 235кПа; 68,01кПа

тогда: кПа.

Толщину грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои , толщиной 0,4b:

.

Эпюру распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте строим используя формулы:

где: - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих слоев.

где: - коэффициент, принимаемый по табл. 55 /8/ в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной .

Вычисление для любых горизонтальных сечений ведем в табличной форме (табл. 3)

По полученным результатам строим эпюру и определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: .

Так как расчеты не дали результатов, то нижнюю границу сжимаемой зоны определяем графическим способом (см. рис.3).

Определяем осадку основания каждого слоя по формуле:

где: - безразмерный коэффициент для всех видов грунтов.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя:

где: - предельно допустимая осадка сооружения; (для многоэтажных бескаркасных сооружений с несущими стенами из крупных панелей СНБ 5.01.01.-99 т. Б.1.).

.

Условие выполняется, т.е. деформации основания меньше допустимых.

Таблица 3.

Суглинок мягкопластичный
0	0	1	-	163,35	71,65	14,33	8400	-
70	0,44	0,967	70	157,96	84,93	16,99		1,354
Глина тугопластичная
128	0,8	0,881	58	143,91				0,243
256	1,6	0,642	128	104,87			18000	0,597
370	2,31	0,493	114	80,53	117,39	23,48		0,443
Глина полутвёрдая (водоупор)
370	2,31	0,93	0	80,53	144,39	28,88		0
384	2,4	0,477	14	77,92			21000	0,042
512	3,2	0,374	128	61,09				0,289
640	4	0,306	128	49,99				0,244
710	4,44	0,278	70	45,41	212,73	42,55		0,121
Песок крупный
747	4,669	0,265	37	43,29	216,72	43,34	41000	0,031

Осадка основания - условие выполняется .

Рис.3. К определению осадки фундамента методом послойного суммирования.

3.2 Проектирование свайных фундаментов

3.2.1 Определение глубины заложения ростверка

По схематической карте нормативная глубина промерзания: м. Расчетная глубина м.

Принимаем глубину заложения ростверка .

3.2.2 Определение длины сваи.

где: - глубина заделки сваи в ростверк

- глубина забивки сваи в несущий слой грунта

- расстояние от подошвы ростверка до несущего слоя грунта

.

Принимаем сваю С60, 3-2 (с поперечным армированием 4Ж10 S400).

3.2.3 Определение несущей способности сваи

где: U – периметр поперечного сечения сваи, U=1,2м;

- коэффициент работы сваи в грунте;

А – площадь поперечного сечения сваи, ;

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи;

h_i – толщина i-ого слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление i-ого слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа.

При z₀=8,9м; R=2600кПа; AЧR=0,09Ч2600=234кН.

Таблица 4

z0,м		fi,кПа	hi,м
3,15		6,65	0,3	1,995
4,05		8,95	1,5	13,43
5,8		36,1	2	72,2
7,3		37,8	1,00	37,8
8,35		53,44	1,1	58,78
				184,21

Рис.4. К выбору глубины заложения ростверка.

Расчетно-допустимая нагрузка на сваю:

где: - для промышленных и гражданских сооружений.

Определяем количество свай:

Принимаем 2 сваи.

Расчетное усилие на сваю по материалу можно определять из условия:

;

где: m – коэффициент условий работы сечения, равный 1,0;

j - коэффициент продольного изгиба ствола, равный 1,0;

R_b=10,67МПа (для бетона марки )

А_b=0,09м² – площадь поперечного сечения бетона;

R_S =365МПа (S400); A_s=5,03см²=0,000503м² .

.

Так как несущая способность сваи по грунту меньше несущей способности сваи по материалу: < , то количество свай определено верно.

В дальнейших расчетах принимаем меньшее значение .

3.2.4 Проектирование ростверка

т.к. а_р < 3Чd=3Ч0,3=0,9 м, то располагаем сваи в два ряда, а с учетом плана фундамента здания принимаем расстояние между сваями 1000мм – по осям А, В, Г, Е и 900 мм – по оси 9 (сечение 3-3).

Рис.5. Двухрядное размещение свай.

Расчет фактического давления на сваю будем вести по осям А, В, Г, Е, т.к. расстояние между сваями там наибольшее и, следовательно, нагрузка будет больше.

Фактическое давление на сваю:

Т.к. проверка выполняется, то количество свай не меняем.

3.2.5 Определение осадки фундамента методом эквивалентного слоя

Должно соблюдаться условие .

Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

Определяем ширину условного фундамента:

Определяем вес условного фундамента:

Определим объём и вес ростверка и свай:

;

Определим объём условного фундамента:

Определим объём и вес грунта:

Определяем вес условного фундамента:

Среднее давление по подошве условного массивного фундамента:

Уточняем расчетное сопротивление грунта по формуле:

где: - коэффициент условий работы грунтового основания, табл. 15/2/;

- коэффициент условий работы здания во взаимодействии с основанием, табл. 15/2/, зависящий от вида грунта и отношения:.

k=1,1 – коэффициент надежности, п. 2.174/8/.

- коэффициенты, зависящие от , табл.16/2/;

, при b<10м (b=2,07м - ширина подошвы фундамента).

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

;

где: h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

– расчетное значение удельного веса материала пола подвала, ;

– толщина конструкции пола подвала, м.

.

d_b=2м – глубина подвала;

<, т.е. условие выполняется.

Дополнительное вертикальное напряжение на уровне подошвы условного фундамента:

.

Мощность эквивалентного слоя вычисляется по формуле:

;

где: 1,38- коэффициент эквивалентного слоя табл. 7.2. /1/

.

Осадку свайного фундамента вычисляют по формуле:

где: - коэффициент относительной сжимаемости грунта;

;

где: (для глины ).

Рис.6. К определению осадки свайного фундамента.

3.2.6 Расчет ростверка по прочности

Изгибающие моменты в ростверке и поперечную силу на грани сваи, возникающие в период строительства, определяем по формулам:

где: q_k – расчетная равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка:

l – расстояние между сваями в осях, м.

d – сечение сваи, м.

Расчёт на эксплуатационные нагрузки производится в зависимости от местных условий по различным расчётным схемам. Для всех схем нагрузок величина а (длина полу основания эпюры нагрузки), м, определяется по формуле:

где: E_p – модуль упругости бетона ростверка, кПа;

I_p – момент инерции сечения ростверка;

E_k – модуль упругости стеновых панелей над ростверком, кПа;

B_k - ширина панели крупнопанельной стены или цоколя;

0,0314 – коэффициент, имеющий м/см;

Максимальную ординату эпюры нагрузки над гранью сваи Ро для схемы №4 принимаем равной q₀:

Определение опорного и пролётного моментов, а также поперечной силы от нагрузок, возникающих в период строительства, производится по следующим формулам:

По полученным значениям M и Q проверяем принятое сечение ростверка, подбирают продольную и поперечную арматуру.

По Q проверяем выбор высоты ростверка:

- условие выполняется.

Расчёт армирования ленточного ростверка.

Верхнюю арматуру рассчитываем по опорному моменту:

Нижнюю арматуру рассчитываем по пролётному моменту:

Рис.7. Эпюры опорного, пролётного моментов и поперечной силы.

3.2.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа свай

Определяем минимальную энергию удара Э:

;

где: a - коэффициент равный 25 Дж/кН;

Р=325,04кН – расчетная допускаемая нагрузка на сваю;

По табл. 8.29-8.322 /8/ подбираем молот, энергия удара которого соответствует расчетной минимальной.

Имеем – трубчатый дизель-молот С-995 со следующими характеристиками:

• масса ударной части – 1250 кг;

• высота подскока ударной части – 2800…2000 мм;

• энергия удара – 19,00 кДж;

• число ударов в минуту – не менее 44;

• масса молота с кошкой – 2600 кг.

Далее производим проверку пригодности принятого молота по условию:

где: G_h – полный вес молота, Н;

G_b – вес сваи, наголовника и подбабка, Н;

k_m – коэффициент принимаемый по табл. 8.33 /8/ и k_m=6;

Э_р – расчетная энергия удара, Дж;

где: G'_h - вес ударной части молота, кН;

h_m – фактическая высота падения ударной части молота, м.

Имеем:

Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной оценки применимости выбранного молота определяем отказ свай:

где: S_a – остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного удара молота;

h - коэффициент принимаемый по табл. 10 СНиП /13/ в зависимости от материала сваи h=1500 кН/м²;

А – площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи, м² А=0,3Ч0,3=0,09м²;

E_d – расчетная энергия удара молота Е_d=31,5 кДж;

F_d – несущая способность сваи F_d=455,05 кН;

М – коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия, равный 1;

m₁ – вес молота, кН;

m₂ – вес сваи и наголовника, кН;

m₃ – вес подбабка, m₃=1 кН.

e – коэффициент восстановления удара при забивке ж/б свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянными вкладышами e²=0,2.

3.3Проектирование фундаментов на искусственном основании

3.3.1 Принимаем, в качестве искусственного основания песчаную подушку.

Глубину заложения фундамента подбираем с учетом климатических условий (глубина промерзания ) и конструктивных особенностей фундамента (Принимаем фундаментную плиту высотой 0,3м и три фундаментных блока высотой 0,6м. Причем фундамент выступает над планировочной отметкой на высоту 1,2м.). Исходя из выше изложенных условий принимаем глубину заложения фундамента на расстоянии 3м от планировочной отметки.

В качестве материала подушки принимаем песок крупный со следующими характеристиками:

Степень влажности:

следовательно, основанием является песок крупный, средней плотности маловлажный.

Определим нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта песчаной подушки:

по. т. 10 /2/: кПа; по. т. 8 /2/: Е=35 МПа, по. т. 12 /2/: кПа.

Рис.8. К определению глубины заложения фундамента на искусственном основании.

3.3.2 Определяем ориентировочные размеры фундамента

• Определяем площадь фундамента

где: кН/м³ – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах.

• Определяем ширину фундамента:

;

• Расчетное сопротивление грунта под фундаментом:

;

где: - коэффициент условий работы грунтового основания табл. 43 /8/;

-коэффициент условий работ здания во взаимодействии с основанием, зависящий от вида грунта и отношения: .

k=1,1 – коэффициент надежности по п. 2.174 /8/;

-коэффициенты, зависящие от , табл.16/2/;

k_z=1; при b<10м (b=1,44м - ширина подошвы фундамента)

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента.

- расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента:

d₁ – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

;

где: h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

– расчетное значение удельного веса материала пола подвала, ;

– толщина конструкции пола подвала, м.

.

d_b=2м – глубина подвала;

- Ширина фундамента при R₁= 968,5 кПа