3 Слой-суглинок

- среднее значение коэффициента Пуассона; d=0.227м – диаметр штампа; ω=0.8 - безразмерный коэффициент, зависящий от жесткости и формы подошвы штампа.

;

;

;

.

_{S1=1.83∙10-3м; S2=2,225∙10-3м;}

кПа;

4 Слой-песок

- среднее значение коэффициента Пуассона; d=0.227м – диаметр штампа; ω=0.8 - безразмерный коэффициент, зависящий от жесткости и формы подошвы штампа.

;

;

;

.

_{S1=1.535∙10-3м; S2=1,555∙10-3м;}

кПа;

- средний коэффициент относительной сжимаемости, где

; h₁=0.5 м;

; h₂=3,5 м;

; h₃=3,5 м;

; h₄=0,3 м;

; для суглинка мягкопластичного

;

; суглинка тяжелого пылеватого ;

; суглинка тяжелого пылеватого ;

; - дополнительное давление под подошвой фундамента.

- осадка не превышает предельно допустимую.

Проверяем прочность подстилающего слоя.

;

кПа, по прил. I, табл. 8 поределяем коэффициент α=

Дополнительное напряжение на кровле слабого слоя:

кПа.

Природное напряжение (от собственного веса грунта) на кровле слабого слоя:

; ;;; .

17∙1.6+18.8∙1.3=51.64 кПа, т.к суглинок текучий находится ниже уровня подземной воды, определяем удельный вес грунта во взвешенном состоянии:

;

Суммарное напряжение на кровле слабого слоя составит;

кПа.

Условная ширина подошвы фундамента, опирающаяся на кровлю слабого слоя:

Определяем расчетное сопротивление слабого грунта:

; . .

кПа < кПа.

Условие выполняется т.е. размеры фундамента подобраны верно.

Расчет основания по несущей способности

Так как на фундамент передаются горизонтальные нагрузки, необходимо выполнить расчет основания по несущей способности.

Приведенные размеры по подошве фундамента:

, ,

Символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой ожидается потеря устойчивости основания.

.

Коэффициенты формы подошвы фундамента:

;

;

.

Угол δ наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание:

Проверяем условие: , где, условие выполняется, следовательно расчет ведем по формуле:

N_,N_q,N_c– безразмерные коэф. определяемые по таб.5.28[1]

N_=

N_q=

N_c=

F_u=b`l`(N__l`<sub>I</sub>+N<sub>q</sub><sub>q</sub><sub>I</sub>`d+N_c_cc_I)=1.9∙3.08∙(0.796∙0.6∙3.08∙17+2.946∙3.42∙17.81∙2.4+8.33∙1.48∙1.8/1.5)=2753 кН

Проверяем условие:

, . Условие выполняется, устойчивость основания обеспечивается при принятых размерах фундамента.

6. Расчет фундамента глубокого заложения.

Расчет фундамента под первое сечение.

Проектируем свайный фундамент с забивными железобетонными сваями и монолитным ростверком. Глубину заложения верха ростверка принимаем из конструктивных соображений 1.8 м. Высоту ростверка принимаем равной 0.6 м. Величина заделки сваи в ростверк принимаем 0.3 м. В качестве естественного основания принимаем глину тугопластичную.

Предварительно принимаем сваю С7 – 30 длиной 7 м квадратного сечения 0.3х0.3 м. Определим несущую способность одной сваи

_NII=2029 кН, М_IIx=265 кНм, Q_xII=66 кН, М_IIу=97 кНм, Q_уII=18 кН,

кН/м³ м

L_св=0,3+0.9+3,5+2,3=7 м – длина сваи.

l_св=6.7м – длина сваи без учета защемления в ростверке.

- несущая способность принятой одиночной сваи, где

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

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай, .

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи ;

А – площадь опирания на грунт сваи, А=0,3²=0,09;

u- наружный периметр поперечного сечения сваи,u=4∙0,3=1,2м;

- Расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

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

; h₁=0.9 м; f₁=

; h₂=1,75 м; f₂=

; h₃=1,75 м; f₃=

; h₄=1,15 м; f₄=

; h₅=1,15 м; f₅=

, где коэффициент надежности по грунту.

Определяем необходимое число свай

Определим нагрузку приходящуюся на каждую сваю во внецентренно нагруженном фундаменте:

- вес подколонника;

- вес ростверка;

- коэффициенты надежности по нагрузке;

;

;

- вес грунта;

– расчетная вертикальная нагрузка по подошве ростверка;

–расчетный момент, приведенный к подошве ростверка, в направлении оси x;

–расчетный момент, приведенный к подошве ростверка, в направлении оси y;

x, y расстояние от центра наиболее удаленной сваи до осей соответственно;

x=0.45м; y=0.6м;

кН;

кН;

;

1.2P_CB=1,2∙447,99 кН > P_max

Неравенства выполняются, следовательно проверка условий работы крайних свай показала, что свайный фундамент запроектирован рационально.

Свайный фундамент с висячими сваями условно принимают за массивный жесткий фундамент глубокого заложения, контур которого ограничен размерами ростверка, свай и некоторым объемом грунта.

Производим проверку сопротивления грунта основания в горизонтальной плоскости нижних концов свай. Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями:

;

Размеры опорной площади условного свайного фундамента:

м;

м;

Объем свайного условного фундамента:

где

- объем свай;

- объем ростверка и подколонника;

–объем грунта

Средневзвешенное значение удельного веса грунта в свайном фундаменте с учетом взвешивающего действия воды ниже уровня подземных вод:

;

Вес грунта в объеме условного свайного фундамента:

;

Вес подколонника, ростверка и свай:

;

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

;

Краевые давления по подошве условного свайного фундамента:

;

кНм;

кНм;

; ;

;

;

Расчетное сопротивление несущего слоя основания:

кПа; 1.5R=980.07

Неравенства выполняются, значит размеры фундамента подобраны верно.

Расчет осадки основания

_{Построим эzp и эzg}

;

;

;

;

.

_;

- осадка методом эквивалентного слоя, где

- мощность эквивалентного слоя;

- коэффициент эквивалентного слоя приложение I, табл. 19;

;

_{Определим модуль деформации}

1 слой-cуглинок полутвердый е=0,72 β=0,62

;

; - природное давление в середине первого слоя от уровня подошвы условного свайного фундамента;

; - полное давление в середине первого слоя.

.

_{S1=2,126∙10-3м; S2=5,05∙10-3м;}

кПа;