2.3 Проектирование грунтовых свай

Грунтовые сваи применяются для глубинного уплотнения сильно сжимаемых глинистых грунтов, рыхлых и слабых мелких и пылеватых песков, заторфованных грунтов и водонасыщенных глинистых и песчаных грунтов и не являются прочными несущими стержнями и служат лишь средством уплотнения и улучшения грунтов основания.

Проектирование грунтовых свай заключается в определении глубины погружения свай, их диаметра и количества, а также необходимого количества материала для их изготовления.

Зададимся характеристиками, которыми должен обладать грунт после его уплотнения песчаными сваями:

ρ_ds=1,7 г/см³— средняя плотность сухого грунта в уплотнённом состоянии(ρ_ds=1,65—1,7) г/см³;

Среднее значение коэффициента пористости должно быть, для суглинков, e=0,65….0,85.

В данных инженерно геологических условиях проектируем сваи, которые доходят до кровли суглинка тугопластичного, тогда длина песчаной сваи составит:

lсв=6,7-1,5+0,7=5,9м

Далее определим среднее значение коэффициента пористости e неуплотнённой толщи в природном состоянии:

где е₁h₁, е₂h₂—произведение пористости на высоту соответствующих слоёв, уплотняемых грунтовыми сваями.

Основным показателем при уплотнении грунтов грунтовыми сваями является выбранная величина коэффициента пористости уплотнённого грунта. Соответственно среднее значение пористости уплотнённого грунта:

Определяем прочностные и деформативные характеристики уплотнённого основания, имеем два первых слоя — суглинки твёрдые и песок мелкий рыхлый с коэффициентами пористости после уплотнения

=0,57 =0,56 . По таблицам 9,10,11[1] определим механические характеристики грунта:

R₀=282,5кПа; с_n=35,8кПа; φ_n=24,8; Е_n=26 МПа

R₀=200кПа; с_n=3,8кПа; φ_n=35,6; Е_n=37 МПа

В зависимости от природной пористости грунта и его проектной плотности устанавливаем расстояние между центрами свай

L=k d = 1.898 0.5 = 0.9489м = 1м

где d- диаметр грунтовых свай

Рисунок 2.1—К определению длинны грунтовых свай.

3 Расчёт и конструирование фундамента мелкого заложения

3.1 Определение глубины заложения фундамента

В данном пункте будет рассчитываться ленточный фундамент высотой 1,8 м, в здании без подвала при этом высота фундаментных блоков–1,5 м, высота фундаментной подушки — 0,3м.

Рисунок 3.1—Расчетная схема фундамента

3.2 Определение размеров подошвы фундамента

Расчетные значения нагрузок:

F_0п = 160 кН, М_0п = 4кН·м, Т_0п = 2 кН.

Определим площадь подошвы фундамента под колонну в плане по формуле

; (3.1)

Ширина квадратного фундамента равна

Уточняем расчетное сопротивление грунта по формуле (13)

(3.2)

где _С1 и _С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16, [1].

k – коэффициент, принимаемый: k=1,1 – т.к. они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; b – ширина подошвы фундамента, м;

_II и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³, при уплотнении песчаными сваями необходимо найти плотность уплотнённого грунта.

; (3.3)

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м(в данной курсовой работе подвала нет);

М_, М_q, М_с–безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;[1]

d₁ – глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала;

Уточняем значения b₁ при R₁=369,96 кПа:

,т.е. принимаем равное 0,8 м

Определяем R₂ при b₁=0,8 м:

,

Проверяем условие ‌‌‌│1- b_n/b_n-1│≤ 0.1;

│1- 1,48/1,447│=0,023 < 0.1 условие выполняется, дальнейшего уточнения ширины фундамента не требуется.

Требуемая ширина фундаментной подушки

Принимаем фундамент ФЛ 8.12-1 (0,81,18);

Конструируем фундамент:

Рисунок 3.2—К определению ширины подошвы фундамента.

найдем эксцентриситет при

(3.4)

,

Следовательно, размеры подошвы фундамента проверяем, как для внецентренно-загруженного фундамента.

При расчете внецентренно нагруженных фундаментов должны выполняться следующие условия:

(3.5)

(3.6)

(3.7)

Р_max/min =

Р_max =264,3 кПа<1.2R=446.24кПа

Р_min= 204,3 кПа < 0;

< R (3.8)

Р_ср= 263,96 кПа < R = 371,29кПа

Условие выполняется, следователь ширина подошвы фундамента определена, верно b=0,8 м.