Пособие_по_практическим_занятиям_2023v3
.pdf
Задача №10. Расчет осадки свайного фундамента
Определение размеров условного фундамента
Расчет свайного фундамента по деформациям основания производится аналогичным образом, как и фундамента на естественном основании с использованием метода послойного суммирования,
согласно ТКП 45-5.01-256-2007.
При этом рассматривается условный фундамент, границы которого в соответствии с рисунком 11 определяются следующими плоскостями:
а) снизу — плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай; б) с боковых сторон — вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстоящими от наружных граней
крайних рядов вертикальных свай на h·ϕII,mt/4, но не более двух диаметров или двух меньших сторон поперечного сечения сваи (2d), в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-
глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, а при наличии наклонных свай — вертикальными плоскостями, проходящими через нижние концы этих свай; в) сверху — поверхностью планировки грунта АБ.
Угол ϕII,mt представляет собой осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:
jII,mt = (∑jII,i hi)/∑ hi
где jII,i - расчетное значение угла внутреннего трения i -го слоя, прорезаемого сваей; hi - толщина прорезаемого сваей i-го слоя.
В случае, если какой-либо из прорезаемых сваей слоев грунта является слабым границы условного фундамента определяются в прочном слое грунта.
Рис.11 Определение размеров условного фундамента: а) – если все слои грунта прочные (j¹0); б)-
где lу, h
если второй или первый и второй слабые. На схеме a=j II,mt/4.
Размеры условного фундамента в плане будут равны:
lу = lр + 2×h tg(jII,mt/4)
bу = bр + 2×h tg(jII,mt/4)
bу - длина и ширина подошвы условного фундамента; -расчетная длина сваи.
Проверка давления под подошвой условного фундамента
Давление под подошвой условного фундамента при определении осадки методом послойного суммирования не должно превышать расчетного сопротивления основания R, определяемого по формуле (5.16) 45-5.01-67-2007.
При этом необходимо учитывать, что b= by, d -глубина заложения условного фундамента (глубина погружения свай) от планировочной отметки.
Полная нагрузка на основание условного фундамента будет равна:
NII,y = NII + GII,p + GII,св + GII,гр |
где NII - расчетная нагрузка по II группе предельных состояний на уровне образе фундамента. |
GII,p - вес конструкции фундамента и ростверка; |
GII,св - вес свай; |
GII,гр - вес грунта в объеме условного фундамента. |
Выполняем проверку давления под подошвой условного фундамента: |
NII,y/Ay < Rу |
где Ау - площадь подошвы условного фундамента; |
Rу – расчетное сопротивление грунта основания по подошве условного фундамента. |
Определение осадки свайного фундамента |
Определение осадки свайного фундамента производится в той же последовательности, что и |
фундамента на естественном основании. Расчетная схема определения осадки свайного фундамента |
приведена на рис.12 |
Рис.12 Расчетная схема определения осадки основания под свайным фундаментом. |
Если ниже подошвы условного фундамента на глубину более 4×bу залегают однородные грунты осадку фундамента допускается определять методом эквивалентного слоя.
В этом случае осадка определятся по формуле:
S = Avω × by × mv × po ,
где Аvw -коэффициент эквивалентного слоя, принимаемый в зависимости от типа грунта размеров и формы подошвы условного фундамента по табл.17 [1];
by – ширина условного фундамента;
mv – относительный коэффициент сжимаемости;
po – дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента.
Относительный коэффициент сжимаемости в рамках курсового проекта допускается принимать равным:
mv = β , E
где Е – модуль общей деформации грунта,
β = 1 - 2 ×υ 2
1 -υ
n - коэффициент бокового расширения грунта, принимаемый по табл. 17 [1]. При выполнении условия
S £ Su
требования II группы предельных состояний в рамках курсовой работы будут считаться выполненными.
Таблица 17. |
Значения коэффициента эквивалентного слоя Аνω для |
|
||||||
жестких фундаментов (по Н. А Цытовичу) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пески |
Суглинки пластичные |
|
|||
|
|
Гравий |
|
|
|
|
|
|
|
|
крупные, |
мелкие, |
|
|
Глины |
||
|
|
и галька |
IL<0.5 |
IL≥0.5 |
||||
|
|
|
средние |
пылева- |
текучепла- |
|||
η = l / b |
|
|
|
тые |
|
|
стичные |
|
Глины твердые |
Cуглинки |
Супеси |
Глины |
|||||
|
|
|||||||
|
твердые |
IL<0.5 |
IL≥0.5 |
пластичные |
|
|||
|
|
|
|
При значении v |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0,89 |
0,94 |
0,99 |
1,08 |
1,24 |
1,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
1,09 |
1,15 |
1.21 |
1,32 |
1,52 |
1,94 |
|
2 |
|
1,23 |
1,30 |
1.37 |
1,49 |
1,72 |
2,20 |
|
3 |
|
1,46 |
1,54 |
1,62 |
1,76 |
2,01 |
2,59 |
|
4 |
|
1,63 |
1,72 |
1,81 |
1,97 |
2,26 |
2,90 |
|
5 |
|
1,74 |
1,84 |
1,94 |
2,11 |
2,42 |
3,10 |
|
≥10 |
|
2,15 |
2,26 |
2,38 |
2,60 |
2,98 |
3,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 1. Таблицы для подбора исходных данных
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
Основные характеристики физического состояния грунта |
|
|
|||||
Ва- |
№ |
Грунтов. |
ρs |
ρ |
W |
Wp |
WL |
Рд |
|
ри- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ант |
|
|
г/см3 |
г/см3 |
|
% |
% |
|
|
|
сло |
воды |
|
МПа |
|
||||
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
1 |
0,5 |
2,70 |
1,94 |
0,18 |
0,12 |
0,31 |
2,90 |
|
0 |
2 |
|
2,65 |
1,88 |
0,23 |
- |
- |
4,40 |
|
|
3 |
|
2,71 |
2,17 |
0,17 |
0,20 |
0,35 |
7,50 |
|
|
1 |
|
2,70 |
1,99 |
0,24 |
0,13 |
0,38 |
2,40 |
|
1 |
2 |
0,5 |
2,62 |
1,89 |
0,21 |
- |
- |
4,10 |
|
|
3 |
|
2,61 |
2,15 |
0,15 |
0,18 |
0,27 |
8,90 |
|
|
1 |
|
2,82 |
1,89 |
0,17 |
0,16 |
0,37 |
5,70 |
|
2 |
2 |
|
2,61 |
2,02 |
0,22 |
- |
- |
6,80 |
|
|
3 |
0,5 |
2,80 |
2,16 |
0,18 |
0,17 |
0,27 |
5,50 |
|
|
1 |
0,5 |
2,62 |
1,94 |
0,20 |
- |
- |
3,80 |
|
3 |
2 |
|
2,68 |
2,12 |
0,15 |
0,13 |
0,19 |
3,20 |
|
|
3 |
|
2,70 |
2,17 |
0,13 |
0,12 |
0,25 |
4,80 |
|
|
1 |
|
2,83 |
1,98 |
0,29 |
0,21 |
0,48 |
3,20 |
|
4 |
2 |
0,5 |
2,61 |
2,00 |
0,23 |
- |
- |
8,30 |
|
|
3 |
|
2,69 |
2,15 |
0,15 |
0,12 |
0,24 |
4,70 |
|
|
1 |
0,5 |
2,63 |
1,96 |
0,24 |
- |
- |
3,90 |
|
5 |
2 |
|
2,82 |
2,05 |
0,21 |
0,18 |
0,28 |
2,10 |
|
|
3 |
|
2,81 |
1,98 |
0,14 |
0,15 |
0,22 |
7,80 |
|
|
1 |
0,5 |
2,62 |
1,92 |
0,29 |
- |
- |
6,50 |
|
6 |
2 |
|
2,83 |
1,95 |
0,24 |
0,15 |
0,35 |
2,40 |
|
|
3 |
|
2,70 |
2,14 |
0,18 |
0,18 |
0,30 |
4,20 |
|
|
1 |
|
2,74 |
1,96 |
0,22 |
0,19 |
0,42 |
3,10 |
|
7 |
2 |
0,5 |
2,55 |
1,96 |
0,21 |
- |
- |
5,80 |
|
|
3 |
|
2,73 |
2,12 |
0,15 |
0,13 |
0,19 |
6,20 |
|
|
1 |
0,5 |
2,66 |
1,88 |
0,20 |
- |
- |
6,60 |
|
8 |
2 |
|
2,75 |
1,97 |
0,21 |
0,14 |
0,33 |
5,50 |
|
|
3 |
|
2,80 |
2,16 |
0,18 |
0,13 |
0,25 |
2,80 |
|
|
1 |
|
2,76 |
1,85 |
0,13 |
0,14 |
0,37 |
6,10 |
|
9 |
2 |
0,5 |
2,61 |
1,95 |
0,23 |
- |
- |
5,20 |
|
|
3 |
|
2,75 |
2,08 |
0,17 |
0,13 |
0,25 |
8,60 |
|
Примечание: отметка грунтовых вод показывает расстояние от уровня верхней границы проектной скважины. Уровень грунтовых вод считается постоянным.
|
|
Грансостав песчаных грунтов |
|
Таблица 2 |
|||||||
Вариант |
|
|
Содержание фракций (%), диаметром (мм). |
|
|
|
|||||
|
>10 |
10.0- |
5.0-2.0 |
2.0-1.0 |
1.0-0.5 |
|
0.5- |
0.25- |
|
<0.10 |
|
|
|
5.0 |
|
|
|
|
0.25 |
0.10 |
|
|
|
0 |
6,0 |
7,5 |
10,0 |
10,5 |
18,5 |
|
15,0 |
21,0 |
11,5 |
|
|
1 |
0,00 |
0,68 |
2,36 |
7,92 |
20,22 |
|
45,70 |
16,22 |
6,90 |
|
|
2 |
4,40 |
2,10 |
3,30 |
6,00 |
6,80 |
|
19,60 |
41,60 |
16,20 |
|
|
3 |
8,60 |
7,30 |
8,50 |
11,00 |
15,60 |
|
20,40 |
18,40 |
10,20 |
|
|
4 |
0,0 |
0,0 |
3,5 |
6,0 |
8,3 |
|
38,3 |
25,6 |
18,3 |
|
|
5 |
1,00 |
4,60 |
5,80 |
4,20 |
36,23 |
|
16,80 |
21,07 |
10,30 |
|
|
6 |
0,00 |
1,60 |
3,80 |
4,40 |
4,60 |
|
19,23 |
53,57 |
12,80 |
|
|
7 |
0,00 |
0,30 |
2,30 |
4,40 |
18,30 |
|
42,40 |
20,50 |
11,80 |
|
|
8 |
3,20 |
5,40 |
14,30 |
19,44 |
23,73 |
|
13,50 |
10,13 |
10,30 |
|
|
9 |
0,30 |
0,20 |
0,40 |
0,50 |
0,50 |
|
19,30 |
68,90 |
9,90 |
|
|
Таблица 3
|
|
Мощность слоя по скважинам |
|
|
||
№ Мощность слоя по скважинам, |
№ |
Мощность слоя по скважинам, |
||||
слоя |
м |
|
слоя |
|
м |
|
Ва- |
|
|
Ва- |
|
|
|
ри- |
|
|
ри- |
|
|
|
ант |
|
|
ант |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
|
1 |
2,0 |
2,5 |
3,5 |
0 |
2 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
5 |
2 |
4,0 |
5,5 |
5,0 |
|
3 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
|
3 |
3,0 |
2,0 |
2,0 |
|
1 |
3,5 |
4,0 |
3,5 |
|
1 |
4,5 |
5,0 |
4,0 |
1 |
2 |
3,0 |
3,5 |
5,0 |
6 |
2 |
3,5 |
3,5 |
4,0 |
|
3 |
4,0 |
3,5 |
4,0 |
|
3 |
2,0 |
2,5 |
3,5 |
|
1 |
2,0 |
3,5 |
3,0 |
|
1 |
4,0 |
3,5 |
4,0 |
2 |
2 |
2,5 |
3,0 |
3,0 |
7 |
2 |
2,0 |
1,5 |
2,5 |
|
3 |
6,0 |
3,5 |
4,0 |
|
3 |
3,0 |
4,5 |
4,0 |
|
1 |
3,5 |
4,5 |
3,5 |
|
1 |
1,0 |
1,5 |
4,0 |
3 |
2 |
2,5 |
1,5 |
2,0 |
8 |
2 |
5,0 |
4,5 |
3,0 |
|
3 |
4,0 |
3,0 |
3,5 |
|
3 |
4,0 |
4,0 |
3,0 |
|
1 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
|
1 |
3,0 |
3,5 |
5,0 |
4 |
2 |
4,5 |
5,0 |
4,0 |
9 |
2 |
4,0 |
3,5 |
4,0 |
|
3 |
3,5 |
3,5 |
4,0 |
|
3 |
2,0 |
3,5 |
3,0 |
Таблица 4
Расстояние между скважинами
№ варианта |
Расстояние ме- |
|
жду скважинами, |
|
м |
0 |
12 |
1 |
14 |
2 |
17 |
3 |
22 |
4 |
18 |
5 |
21 |
6 |
14 |
7 |
25 |
8 |
24 |
9 |
23 |
Таблица 5
Отметки устья скважин
№ вари- |
Скв.1 |
Скв.2 |
Скв.3 |
анта |
|
|
|
0 |
178.23 |
177.45 |
177.18 |
1 |
134.56 |
135.12 |
134.98 |
2 |
121.45 |
120.12 |
120.98 |
3 |
142.65 |
143.90 |
143.02 |
4 |
115.76 |
116.42 |
116.23 |
5 |
223.54 |
222.12 |
222.99 |
6 |
156.99 |
156.02 |
155.26 |
7 |
122.14 |
122.89 |
123.76 |
8 |
144.12 |
143.34 |
144.78 |
9 |
125.56 |
126.16 |
125.96 |
Таблица 6
Характеристики проектируемого здания
№ вари- |
Размеры здания |
Тип ко- |
Размеры |
анта |
(длина х ширина |
лонны |
колонны, |
|
х высота),м |
|
мм |
|
|
|
|
0 |
66х24х18 |
1-ветв. |
500х400 |
1 |
72х36х18 |
2-ветв. |
1400х500 |
2 |
72х18х12 |
1-ветв. |
600х400 |
3 |
60х12х12 |
2-ветв. |
1900х500 |
4 |
60х24х14,4 |
1-ветв. |
800х400 |
5 |
54х24х16,8 |
2-ветв. |
1400х500 |
6 |
48х18х12 |
1-ветв. |
800х500 |
7 |
60х18х9,6 |
2-ветв. |
1900х500 |
8 |
48х24х13,2 |
1-ветв. |
900х500 |
9 |
60х36х9,6 |
2-ветв. |
1400х500 |
Таблица 7
Варианты районов строительства зданий
№ варианРайон строительта ства
0Минск
1Полоцк
2Киев
3Санкт-Петербург
4Кострома
5Сыктывкар
6Уфа
7Псков
8Москва
9Ульяновск
Таблица 8
Расчетные нагрузки
№ вариан- |
|
NI,кН |
|
|
NII,кН |
|
|
MI,кНм |
|
|
MII,кНм |
|
та |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
1100 |
|
1000 |
|
220 |
|
200 |
|
||||
1 |
2200 |
|
2000 |
|
330 |
|
300 |
|
||||
2 |
3300 |
|
3000 |
|
250 |
|
230 |
|
||||
3 |
4400 |
|
4000 |
|
170 |
|
160 |
|
||||
4 |
1400 |
|
1300 |
|
180 |
|
170 |
|
||||
5 |
2500 |
|
2300 |
|
370 |
|
340 |
|
||||
6 |
3600 |
|
3300 |
|
280 |
|
260 |
|
||||
7 |
4700 |
|
4300 |
|
190 |
|
180 |
|
||||
8 |
1800 |
|
1700 |
|
360 |
|
350 |
|
||||
9 |
3000 |
|
2700 |
|
200 |
|
180 |
|
||||
Приложение 2. Условные обозначения при оформлении инженерно-гео- логического разреза