Проектирование монтажного цеха
Конструирование ростверка Фундамент проектируем из 9 свай размещая по углам квадратного ростверка и в центре; расстояние между осями свай назначаем равное 3d: 30,30=0,9 м. ТЕХНИКО — ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ Для сравнения производим расчёт стоимости и трудозатрат на устройство фундамента под одну металлическую колонну. Конструирование ростверка Фундамент проектируем из 4 свай размещая… Читать ещё >
Проектирование монтажного цеха (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание Исходные данные проектирования.
Оценка инженерно-геологических условий.
Расчет фундамента мелкого заложения (1-й вариант).
3.1 Нагрузки действующие на фундамент.
3.2 Конструирование фундамента
3.3 Расчёт осадки фундамента
4. Расчет свайного фундамента (2-й вариант).
4.1 Выбор глубины заложения ростверка и конструкция сваи
4.2 Определение несущей способности
4.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай
4.4 Конструирование ростверка
4.5 Расчёт осадки фундамента
5. Расчет свайного (буронабивного) фундамента (3-й вариант).
5.1 Выбор глубины заложения ростверка и конструкция сваи
5.2 Определение несущей способности
5.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай
5.4 Конструирование ростверка
5.5 Расчёт осадки фундамента
6. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
7. Разработка конструкции гидроизоляции
1. Исходные данные Проектируемое сооружение — монтажный цех.
Место строительства — г. Новороссийск.
Время производства работ нулевого цикла — апрель.
Наружные стены выполнены из железобетонных блоков толщиной =510мм, =20 кН/м3.
Перегородки выполнены из шлакоблоков толщиной =120 мм, =18 кН/м3. Перекрытия из железобетонных панелей весом =2,6 кН/м3.
Полы деревянные по лагам.
2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки Рассчитываем характеристики физического состояния:
1) Торф.
Грунт отобран из скважин № 1, 2, 3 с глубины 1,0 м.
Плотность: р=?/g=8,0/9,81=0,82 т/м3.
Плотность сухого грунта: рd=р/(1+?)=0,82/1,31=0,626 т/м3.
Удельный вес сухого грунта: ?d=рd?g=0,626?9,81=6,14 кН/м3.
Пористость: n=1-?d/?s=1−6,14/15,4=0,60.
Коэффициент пористости: е=n/(1-n)=0,60/(1−0,6)=1,51.
Объем твердых частиц грунта в единице объема: m=1/(1+е)=1/(1+1,51)=0,40.
Коэффициент водонасыщенности: Sr=???s/(e???)=0,31?15,4/(1,51?10)=0,32.
По коэффициенту водонасыщенности — грунт маловлажный.
2) Глина.
Грунт отобран из скважин № 1, 2, 3 с глубины 3,0 м.
Плотность: р=?/g=18,7/9,81=1,91 т/м3.
Плотность сухого грунта: рd=р/(1+?)=1,91/(1+0,35)=1,41 т/м3.
Удельный вес сухого грунта: ?d=рd?g=1,41?9,81=13,85 кН/м3.
Пористость: n=1-?d/?s=1−13,85/26,9=0,49.
Коэффициент пористости: е=n/(1-n)=0,49/(1−0,49)=0,96.
Объем твердых частиц грунта в единице объема: m=1/(1+е)=1/(1+0,96)=0,51.
Коэффициент водонасыщенности: Sr=???s/e???=(0,35?26,9)/(0,96?10)=0,98.
По коэффициенту водонасыщенности — грунт насыщен водой.
Определяем показатель пластичности грунта (Jр):
Jр=WL-WP=39−21=18, Jр>17 — глина.
Определяем показатель текучести грунта (JL):
JL=(W-WP)/(WL-WP)=(35−21)/(39−21)=0,74
0,50
Модуль деформации грунта Е=8800 кПа (1, табл.1, прил. 1).
Грунт средней несущей способности.
3) Глина.
Грунт отобран из скважин № 1, 2, 3 с глубины 6,0 м.
Плотность: р=?/g=17,9/9,81=1,83 т/м3.
Плотность сухого грунта: рd=р/(1+?)=1,83/(1+33)=1,37 т/м3.
Удельный вес сухого грунта: ?d=рd?g=1,37?9,81=13,46 кН/м3.
Пористость: n=1-?d/?s=1−13,46/25,8=0,048.
Коэффициент пористости: е=n/(1-n)=0,48/(1−0,48)=0,92.
Объем твердых частиц грунта в единице объема: m=1/(1+е)=1/(1+0,92)=0,52.
Коэффициент водонасыщенности: Sr=???s/e???=(0,33?25,8)/(0,92?10)=0,93.
По коэффициенту водонасыщенности — грунт насыщен водой.
Число пластичности: Ip=?L-?P=42−22=20; Ip>17 — глина Показатель текучести: IL=(?-?P)/(?L-?P)=(33−22)/(42−22)=0,55
0,50
Модуль деформации грунта Е=9900 кПа (1, табл.1 прил.1).
Грунт средней несущей способности.
4) Суглинок.
Грунт отобран из скважин № 1, 2, 3 с глубины 12,0 м.
Плотность: р=?/g=19,0/9,81=1,94 т/м3.
Плотность сухого грунта: рd=р/(1+?)=1,94/(1+27)=1,52 т/м3.
Удельный вес сухого грунта: ?d=рd?g=1,52?9,81=14,96 кН/м3.
Пористость: n=1-?d/?s=1−14,96/27,4=0,46.
Коэффициент пористости: е=n/(1-n)=0,46/(1−0,46)=0,84.
Объем твердых частиц грунта в единице объема: m=1/(1+е)=1/(1+0,84)=0,54.
Коэффициент водонасыщенности: Sr=???s/e???=(0,27?27,4)/(0,84?10)=0,88.
По коэффициенту водонасыщенности — грунт насыщен водой.
Определяем показатель пластичности грунта (Jр) :
Jр=WL-WP=28−17=11, 7
JL=(W-WP)/(WL-WP)=(27−17)/(28−17)=0,91
0,75< IL?1,0 — текучепластичный Модуль деформации грунта:
Е=?/m0=??(1+е)/m0=0,62?(1+0,84)/0,12=9,5 МПа Результат сводим в таблицу 1
Таблица 1
№ слоя | Глуби-на взятия пробы, м | удель-ный вес, s | удельный вес грунта, кН/м3 | Влаж-ность, W% | граница пластич-ности | удельное сцепле-ние, С | Угол внутреннего трения, град | коэф.сжимаемости, mО МПа-1 | ||
WL | WP | |||||||||
1,0 | 15,4 | 8,0 | ; | ; | ; | ; | ||||
3,0 | 26,9 | 18,7 | 0,025 | 0,40 | ||||||
6,0 | 25,8 | 17,9 | 0,038 | 0,20 | ||||||
12,0 | 27,4 | 19,0 | 0,055 | 0,12 | ||||||
3. Расчет фундаментов мелкого заложения (1-ый вариант) Определяем глубину заложения фундаментов:
Расчетная глубина промерзания dfn=doMt
Mt-безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных температур Mt =0 (2)
do=0,23 (для глин и суглинков)
dfn=0,230=0 м.
Конструктивно принимаем отметку подошвы фундамента -2250 мм.
3.1 Нагрузки, воздействующие на фундамент Итоговая.
Nобщ = 1100,0 кН/м.
М=30 кН? м.
3.2 Конструирование фундамента Определим в первом приближении ширину подошвы как для центрально нагруженного фундамента приняв ориентировочно Ro=315 кПа.
Тогда A=N/(R0-?ср?d);
где N=1100 кН/м — нагрузка в уровне верха фундамента.
?ср=20 кН/м3 — средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунта.
d=2,25 м — глубина заложения фундамента.
R0=315 кПа — расчётное сопротивление грунта.
А=1100/(315−20?2,25)=4,1 м²;
l/b=k=1,25
bi=(A/k)0.5=(4,1/1,25)=1,81 м.
Проверим условие: Р? R.
R=?c1??с2/k?[M??kz?b??11+Mg?d1??11'+(Mg-1)?db??11'+Mc?c11];
где ?c1=1,1 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
?c2=1,0 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
k=1,0 — коэффициент, если прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями;
М?=0,29 (1, табл.4);
Мg=2,17 (1, табл.4);
Мс=4,69 (1, табл.4);
b=1,81 м — ширина подошвы фундамента;
kz=1,0 — коэффициент принимаемый при b<10 м;
?11=18,5 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;
?11'=8,0 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;
d1=2,25 м — глубина заложения фундамента;
db=0 м — глубина подвала;
с11=25 кПа — расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
R=1,1?1,0/1,0?[0,29?1,0?1,81?18,5+2,17?2,25?8,0+4,69?25]=189 кПа При этом значении:
А2=1100/(189−20?2,25)=7,03 м²;
b2=(7,03/1,25)0,5=2,25 м.
Принимаем: ФГ 3,0?2,4?0,3 с высотой h=1,5 м, площадь подколонника 1,8 м?1,2 м.
Окончательно найдём R:
R=1,1?1,0/1,0?[0,29?1,0?2,4?18,5+2,17?2,25?10,46+4,69?25]=199,2 кПа;
По принятым размерам фундамента определяем его вес:
Nf11=Vf??b=(3,0?0,3?2,4+1,8?1,2?1,65)?24=5,724?24=131,7 кН;
Где Vf — объём фундамента;
?b=24 кН/м3 — удельный вес бетона;
Расчётный вес грунта над уступами фундамента:
Ns11=(A?d-Vf)??11'=(3,0?2,4?2,25−5,724)?10,46=109,6 кН;
Найдём среднее давление по подошве фундамента и сравним его с расчётным сопротивлением грунта:
р11=(N+Nf11+Ns11)/(b?l)=(1100+131,7+109,6)/(3,0?2,4)=186,3 кПа;
186,3 кПа < 199,2 кПа Условие удовлетворяется, следовательно данный грунт способен нести соответствующую нагрузку при фундаменте мелкого заложения.
Недогруз составляет (199,2−186,3)/199,2=6,5%, что допустимо.
3.3 Расчёт осадки фундамента мелкого заложения Расчёт ведём методом послойного суммирования.
Дополнительное давление в плоскости подошвы фундамента:
р=р11-Gzog=p11-?11d?dn=186,3-(8?1,5+18,7?0,75)=160,3 кПа;
где ?11d — средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения фундамента.
Толщина слоя hi?0,4?b=0,4?2,4=0,96?1,0 м.
Gzg=??i?hi;
Gzp=??p;
грунт | N точки | Z (м) | Gzg (кПа) | 2?z/b | Gzp | Gzp.m (кПа) | ||
Глина ?=18,7 кН/м3 Е=8,8 МПа | 0,00 | 42,1 | 0,000 | 1,000 | 186,3 | ; | ||
0,75 | 56,1 | 0,625 | 0,890 | 165,8 | 176,05 | |||
1,75 | 74,8 | 1,458 | 0,555 | 103,4 | 134,60 | |||
Глина ?=17,9 кН/м3 Е=9,9 МПа | 2,75 | 92,7 | 2,292 | 0,303 | 56,5 | 79,95 | ||
3,75 | 110,6 | 3,125 | 0,200 | 37,3 | 46,90 | |||
4,75 | 128,5 | 3,958 | 0,131 | 24,4 | 30,85 | |||
5,75 | 146,4 | 4,792 | 0,095 | 17,7 | 21,05 | |||
6,75 | 164,3 | 5,625 | 0,071 | 13,3 | 15,50 | |||
В точке № 7 находится нижняя граница активной зоны, т. е. 0,2?G'zg? G’zg ;
Осадка:
S=?0??Gzpi?hi/Ei=0,8?(176,05?0,75+134,6)/8800+
+0,8?1?(79,95+46,9+30,85+21,05+15,5)/9900=0,065 м=6,3 см.
4. Расчет свайного фундамента (2-ой вариант)
4.1 Выбор глубины заложения ростверка и конструкции сваи Глубину заложения ростверка принимаем из конструктивных соображений dr=0,75 м и расположение обреза ростверка ниже поверхности грунта на 0,15 м.
Проектируем фундамент на действие распределенной нагрузки равной
N=1100 кН/м.
В соответствии с конструкцией сооружения нам необходимо запроектировать свайный фундамент. На глубине по данным инженерно-геологических изысканий залегает: торф (0−1,5 м), глина (1,5−4,0 м),
глина (4,0−9,0 м), суглинок (9,0−15,0 м). Наиболее благоприятным грунтом для использования в качестве несущего слоя является глина (4,0−9,0). Принимаем глубину заделки сваи в ростверк? z=5 см, в несущий слой грунта hz=3,5 м. Требуемая длина сваи: L=?z+?hgi+hz=0,05+(1,5+2,5)+3,5=7,55 м.
Выбираем стандартную ж/б сваю С8−35 ГОСТ 19 804–79 ее сечение 0,300,30 м и длинна 8,0 м, бетон класса В15, рабочая арматура 4O12 класса А-I, длина острия 150 мм.
4.2 Определение несущей способности Свая работает на центральное сжатие. Так как несущая способность висячих свай по материалу больше, чем по грунту определяем несущую способность принятой сваи:
Fd= c (C, RRA+uC, fhifi);
R=1150 кПа — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
c =1,0 — коэффициент условий работы сваи в грунте;
А=0,09 м2 — площадь поперечного сечения сваи;
u=1,2 м — периметр поперечного сечения сваи;
hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (hi? 2 м);
fi — расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи;
C, R =1,0 — коэффициент условий работы грунта;
C, f =1,0 — коэффициент условий работы грунта;
При открытом залегании торфа его трение не учитывается.
h1 =1,0 м; f1=6,0 кПа; z1=2,0 м.
h2 =1,5 м; f2=7,8 кПа; z2=3,25 м.
h3 =1,5 м; f3=20,0 кПа; z3=4,75 м.
h4 =1,5 м; f4=21,5 кПа; z4=6,25 м.
h4 =1,7 м; f4=22,3 кПа; z5=7,85 м.
Fd=1,0(1,11 500,09+1,2(1,06,0+1,57,8+1,520,0+1,521,5+1,722,3))=
=245 кН;
Силу расчётного сопротивления сваи по грунту находим по формуле, для коэффициента надёжности? k=1,4:
FRS=Fd/ ?k=245/1,4=175 кН.
В дальнейших расчётах используем меньшее значение силы расчётного сопротивления сваи:
FR= FRS=175 кН.
4.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай Среднее давление на основание под ростверком:
pg= Fd/(3d)2=175/(30,30)2=216 кПа;
Ориентировочная площадь подошвы ростверка:
Аg=N/(pg-?срdp?f)=1100/(216−200,751,1)?5,5 м²;
?ср=20 кН/м3 — среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;
?f =1,1 — коэффициент надёжности по нагрузке;
dp =0,75 м — глубина заложения ростверка;
Вес ростверка: Ng= ?f Аg? срdp=1,15,520,00,75=91 кН Определяем число свай в ростверке:
np= ?м (N+Ng)/FR=1,2(1100+91)/175=8,2
?м =1,0 … 1,6 — коэффициент, учитывающий действие момента.
Принимаем ?м =1,2.
Принимаем число свай — 9 шт.
4.4 Конструирование ростверка Фундамент проектируем из 9 свай размещая по углам квадратного ростверка и в центре; расстояние между осями свай назначаем равное 3d: 30,30=0,9 м.
Высота ростверка h=0,6 м.
Рассматриваем свайный фундамент, как с высоким свайным ростверком.
Проверяем фактическую нагрузку на сваи:
Объём бетона ростверка: Vр=0,6?5,5=3,3 м³.
Нагрузка на сваю: РФ=(N+NP)/np? FRS
NP=3,3?24?1,1=87,12 кН Рф=(1100+87,12)/9=132 кН < 175 кН Проверяем давление на грунт по второй группе предельных состояний в плоскости нижних концов свай, т. е. по подошве условного фундамента.
Средний угол внутреннего трения:
?ср=(?1l1+ ?2l2+ ?3l3+ ?4l4)/(l1+ l2+ l3+ l4)=(142,5+213,7)/(2,5+3,7)=18?10?;
?=18?10?/4=4?32?;
Размеры подошвы условного фундамента и её площадь:
ly= 0,3+27,95tg4?32?=1,6 м;
ly=by;
Ау=1,62=2,56 м²;
Вес условного фундамента: Ny=2,56(1,358,0+7,217,9)=357,6 кН;
Средний удельный вес грунта условного фундамента:
?ср= Ny/(Ауdy)=357,6/(2,568,7)=16,1 кН/м3;
Определим расчетное сопротивление грунта на уровне нижнего конца сваи:
R=?c1??с2/k?[M??kz?b??11+Mg?d1??11'+(Mg-1)?db??11'+Mc?c11];
где ?c1=1,1 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
?c2=1,0 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
k=1,0 — коэффициент, если прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями;
М?=0,56 (1, табл.4);
Мg=3,24 (1, табл.4);
Мс=5,84 (1, табл.4);
b=0,3 м — ширина сваи;
kz=1,0 — коэффициент принимаемый при b<10 м;
?11=18,95 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже сваи;
?11'=16,43 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше конца сваи;
d1=8,7 м — глубина заложения сваи;
db=0 м — глубина подвала;
с11=38 кПа — расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под сваей;
R=1,1?1,0/1,0?[0,56?1,0?0,3?18,95+3,24?8,7?16,43+5,84?38]=757 кПа РII=(N+Ny)/Ay=(1100+357,6)/2,56=570 кПа < R=757 кПа Условие выполняется.
4.5 Расчёт осадки свайного фундамента Дополнительное давление в плоскости подошвы условного фундамента:
р=р11-Gzog=p11-?11d?dn=570−16,43?8,7=427 кПа;
p11=(N/?f+Ny)/Ay=(1100/1,2+357,6)/2,56=500 кПа;
?f=1,2 — среднее значение коэффициента надёжности по нагрузке;
?11d — средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения фундамента.
Толщина слоя hi?0,4?b=0,4?1,6=0,64?0,6 м.
Gzg=??i?hi;
Gzp=??p;
Кn=ly/by=1.0
грунт | N точки | Z (м) | Gzg (кПа) | 2?z/b | Gzp | Gzp.m (кПа) | ||
Глина ?=17,9 кН/м3 Е=8,8 МПа | 0,00 | 155,73 | 0,000 | 1,000 | 427,0 | ; | ||
0,30 | 161,10 | 0,375 | 0,970 | 414,2 | 420,6 | |||
Суглинок ?=19,0 кН/м3 Е=9,5 МПа | 0,90 | 172,50 | 1,125 | 0,598 | 255,4 | 334,8 | ||
1,50 | 183,90 | 1,875 | 0,357 | 152,5 | 204,0 | |||
2,10 | 195,30 | 2,625 | 0,223 | 101,9 | 127,2 | |||
2,70 | 206,70 | 3,375 | 0,146 | 62,4 | 82,2 | |||
3,30 | 218,10 | 4,125 | 0,103 | 44,0 | 53,2 | |||
3,90 | 229,50 | 4,875 | 0,075 | 32,0 | 38,0 | |||
В точке № 7 находится нижняя граница активной зоны, т. е. 0,2?Gzg? Gzp ;
Осадка:
S=?0??Gzpi?hi/Ei=0,8?0,3?420,6/8800+
+0,8?0,6?(334,8+204,0+127,2+82,2+53,2+38,0)/9500=0,055 м=5,5 см
5. РАСЧЕТ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ (2-ой вариант).
5.1 Выбор глубины заложения ростверка и конструкции сваи Глубину заложения ростверка принимаем из конструктивных соображений dr=0,75 м и расположение обреза ростверка ниже поверхности грунта на 0,15 м.
Проектируем фундамент на действие распределенной нагрузки равной
N=1100 кН/м.
В соответствии с конструкцией сооружения нам необходимо запроектировать свайный фундамент. На глубине по данным инженерно-геологических изысканий залегает: торф (0−1,5 м), глина (1,5−4,0 м),
глина (4,0−9,0 м), суглинок (9,0−15,0 м). Наиболее благоприятным грунтом для использования в качестве несущего слоя является глина (4,0−9,0). Принимаем глубину заделки сваи в ростверк? z=5 см, в несущий слой грунта hz=3,5 м. Требуемая длина сваи: L=?z+?hgi+hz=0,05+(1,5+2,5)+3,5=7,55 м.
Выбираем буронабивную сваю O 0,6 м и длинна 8,0 м.
5.2 Определение несущей способности Свая работает на центральное сжатие. Так как несущая способность буронабивных свай по материалу больше, чем по грунту определяем несущую способность принятой сваи:
Fd= c (C, RRA+uC, fhifi);
R=1150 кПа — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
c =1,0 — коэффициент условий работы сваи в грунте;
А=0,2826 м2 — площадь поперечного сечения сваи;
u=1,884 м — периметр поперечного сечения сваи;
hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (hi? 2 м);
fi — расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи;
C, R =1,0 — коэффициент условий работы грунта;
C, f =0,8 — коэффициент условий работы грунта;
При открытом залегании торфа его трение не учитывается.
h1 =1,0 м; f1=6,0 кПа; z1=2,0 м.
h2 =1,5 м; f2=7,8 кПа; z2=3,25 м.
h3 =1,5 м; f3=20,0 кПа; z3=4,75 м.
h4 =1,5 м; f4=21,5 кПа; z4=6,25 м.
h4 =1,7 м; f4=22,3 кПа; z5=7,85 м.
Fd=1(111 500,2826+1,8840,8(16+1,57,8+1,520,0+1,521,5+1,722,3))=502,63 кН;
Силу расчётного сопротивления сваи по грунту находим по формуле, для коэффициента надёжности? k=1,4:
FRS=Fd/ ?k=502,63/1,4=359 кН.
В дальнейших расчётах используем меньшее значение силы расчётного сопротивления сваи:
FR= FRS=359 кН.
5.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай Среднее давление на основание под ростверком:
pg= Fd/(3d)2=359/(30,30)2=444 кПа;
Ориентировочная площадь подошвы ростверка:
Аg=N/(pg-?срdp?f)=1100/(444−200,751,1)?2,6 м²;
?ср=20 кН/м3 — среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;
?f =1,1 — коэффициент надёжности по нагрузке;
dp =0,75 м — глубина заложения ростверка;
Вес ростверка: Ng= ?f Аg? срdp=1,12,620,00,75=43 кН Определяем число свай в ростверке:
np= ?м (N+Ng)/FR=1,2(1100+43)/359=3,8
?м =1,0 … 1,6 — коэффициент, учитывающий действие момента.
Принимаем ?м =1,2.
Принимаем число свай — 4 шт.
фундамент осадка свая конструкция
5.4 Конструирование ростверка Фундамент проектируем из 4 свай размещая по углам квадратного ростверка; расстояние между осями свай назначаем равное 3d: 30,60=1,8 м.
Высота ростверка h=0,6 м.
Рассматриваем свайный фундамент, как с высоким свайным ростверком.
Проверяем фактическую нагрузку на сваи:
Объём бетона ростверка: Vр=0,6?2,6=1,56 м³.
Нагрузка на сваю: РФ=(N+NP)/np? FRS
NP=1,56?24?1,1=41,2 кН Рф=(1100+41,2)/4=285,3 кН < 359 кН Проверяем давление на грунт по второй группе предельных состояний в плоскости нижних концов свай, т. е. по подошве условного фундамента.
Средний угол внутреннего трения:
?ср=(?1l1+ ?2l2+ ?3l3+ ?4l4)/(l1+ l2+ l3+ l4)=(142,5+213,7)/(2,5+3,7)=18?10?;
?=18?10?/4=4?32?;
Размеры подошвы условного фундамента и её площадь:
ly= 0,6+27,95tg4?32?=1,9 м;
ly=by;
Ау=1,92=3,61 м²;
Вес условного фундамента: Ny=3,61(1,358,0+7,217,9)=505 кН;
Средний удельный вес грунта условного фундамента:
?ср= Ny/(Ауdy)=505/(3,618,7)=16,1 кН/м3;
Определим расчетное сопротивление грунта на уровне нижнего конца сваи:
R=?c1??с2/k?[M??kz?d??11+Mg?d1??11'+(Mg-1)?db??11'+Mc?c11];
где ?c1=1,1 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
?c2=1,0 — коэффициент условий работы (1, табл.3);
k=1,0 — коэффициент, если прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями;
М?=0,56 (1, табл.4);
Мg=3,24 (1, табл.4);
Мс=5,84 (1, табл.4);
d=0,6 м — диаметр сваи;
kz=1,0 — коэффициент принимаемый при b<10 м;
?11=18,95 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже сваи;
?11'=16,43 кН/м3 — осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше конца сваи;
d1=8,7 м — глубина заложения сваи;
db=0 м — глубина подвала;
с11=38 кПа — расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под сваей;
R=1,1?1,0/1,0?[0,56?1,0?0,6?18,95+3,24?8,7?16,43+5,84?38]=758 кПа РII=(N+Ny)/Ay=(1100+505)/3,61=445 кПа < R=757 кПа Условие выполняется.
5.5 Расчёт осадки свайного фундамента Дополнительное давление в плоскости подошвы условного фундамента:
р=р11-Gzog=p11-?11d?dn=445−16,43?8,7=302 кПа;
p11=(N/?f+Ny)/Ay=(1100/1,2+505)/3,61=394 кПа;
?f=1,2 — среднее значение коэффициента надёжности по нагрузке;
?11d — средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения фундамента.
Толщина слоя hi?0,4?d=0,4?1,9=0,76?0,7 м.
Gzg=??i?hi;
Gzp=??p;
Кn=ly/by=1.0
грунт | N точки | Z (м) | Gzg (кПа) | 2?z/b | Gzp | Gzp.m (кПа) | ||
Глина ?=17,9 кН/м3 Е=8,8 МПа | 0,00 | 155,73 | 0,000 | 1,000 | 302,0 | ; | ||
0,30 | 161,10 | 0,375 | 0,970 | 293,0 | 297,5 | |||
Суглинок ?=19,0 кН/м3 Е=9,5 МПа | 1,00 | 174,40 | 1,053 | 0,702 | 212,0 | 252,5 | ||
1,70 | 187,70 | 1,790 | 0,384 | 116,0 | 164,0 | |||
2,40 | 201,00 | 2,527 | 0,238 | 71,9 | 94,0 | |||
3,10 | 214,30 | 3,263 | 0,156 | 47,1 | 59,5 | |||
4,00 | 227,60 | 4,211 | 0,101 | 30,5 | 38,8 | |||
В точке № 6 находится нижняя граница активной зоны, т. е. 0,2?Gzg? Gzg ;
Осадка:
S=?0??Gzpi?hi/Ei=0,8?0,3?297,5/8800+
+0,8?0,7?(252,5+164,0+94,0+59,5+38,8)/9500=0,044 м=4,4 см
6. ТЕХНИКО — ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ Для сравнения производим расчёт стоимости и трудозатрат на устройство фундамента под одну металлическую колонну.
Виды работ | Фундаменты | |||
мелкого заложения | свайный | буронабивной | ||
Подсчитываем количество материала идущего на устройство фундаментов (ж/б в м3)
1-ый вариант:
Подколонник — 3,89 м³
Ростверк — 2,16 м³
Общий объем V=3,89+2,16=6,05 м³
Cтоимость
Общая стоимость
2-ой вариант:
Подколонник — 0,36 м³
Ростверк — 0,768 м³
Общий объем V=0,36?9+0,768=4,0 м³
Cтоимость
Общая стоимость
3-ий вариант:
Подколонник — 0,36 м³
Ростверк — 1,083 м³
Колонна — 2,26 м³
Общий объем V=0,36?4+1,083+2,26?4=11,563 м³
Cтоимость
Общая стоимость
На основе проведенного технико-экономического сравнения принимаем 1-ый вариант как наиболее выгодный.
7. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ Фундаменты изолируют от капиллярного подсоса влаги из грунта. Водонепроницаемость стен и пола сооружения можно обеспечить применением плотного монолитного бетона специального состава с пластифицирующими водоотталкивающими добавками. При недостаточной плотности бетона или при сборных фундаментах с целью защиты подземных конструкций устраивают гидроизоляцию.
Применяем гидроизоляцию: окрасочную, которую чаще применяют для предотвращения от капиллярной влаги. Она наносится в 2−4 слоя. Окрасочную гидроизоляцию делают на битумно-полимерной основе.
Наружную гидроизоляцию наносят в процессе возведения здания. Её желательно наносить после осадки здания, что гарантирует надёжную эксплуатацию.
Качественную гидроизоляцию можно сделать лишь в том случае, когда котлован находится в сухом состоянии, поэтому до устройства гидроизоляции производят временное понижение уровня грунтовых вод дренажём или водоотливом.
Литературы СНиП 2.02.01−83 «Оснований зданий и сооружений». Москва, Стройиздат, 1985 г.
СНиП 2.02.03−85 «Свайные фундаменты». Москва, Стройиздат, 1985 г.
СНиП 2.01.87−85 «Строительная климотология и геофизика». Москва, Строийздат, 1985 г.
В.А.Веселов «Проектирование оснований и фундаментов». Москва, Стройиздат, 1990 г.
Е.А. Сорочан «Основания фундаментов и подземных сооружений». Москва, Стройиздат, 1985 г.