Oif_arch_Oliynik_2010

Конструюємо фундамент (рис. 6.4).

Рис.6.4. Схема конструювання фундаменту.

3. Перевіряємо фактичний тиск під підошвою фундаменту

р= ∑ NII ; b ×1

де ∑NII = NII + Gф + Gгр;

Об’єм фундаменту – фундаментна плита та три стінові блоки (умовно приймаємо фундаментну подушку прямокутного перерізу 2.0´0.5 м) на 1 м довжини:

Vф = 2.0´0.5 + (0.5´0.6)´3 = 1.0 + 0.9 = 1.9 м3/м

Питома вага бетонних стінових блоків 24 кН/м3, а фундаментної плити 25

кН/м3:

Gф = 1.0´25 + 0.9´24 = 46.6 кН/м.

Об’єм ґрунту на уступах фундаменту:

Vгр = (bпл - bф.бл)×(d - bф.бл) = (2.0 – 0.5)´(1.8 – 0.5) = 1.95м3/м

Приймаємо питому вагу ґрунту зворотної засипки 17 кН/м3;

Тоді: Gгр = 1.95´17 = 33.2 кН/м;

Середній тиск під підошвою фундаменту

= 375 + 46.6 + 28.05 =

p 227.4 кПа < R = 241.2 кПа; 2.0

Таким чином, розміри фундаменту достатні, конструюємо остаточно фундамент (рис. 6.5).

42

Згідно з конструктивними вимогами: позначка верхнього обрізу ростверку приймається – 0,15 м. Глибина стакану для колон приймається по типовому рішенню: для колон 0.4× 0.4 м; 0.5× 0.5 м і 0.5× 0.8 м – 0.9 м. В даному випадку приймаємо глибину стакану 0.9 м. Товщина ростверку нижче дна стакану приймається попередньо 0.4 м, а в подальшому уточнюється розрахунком на продавлювання.

По конструктивним вимогам dр = 0.15 + 0.9 + 0.4 = 1.45 м. Заокруглюючи до 0.1 м приймаємо глибину закладання ростверку dр = 1.5 м. 2. Визначаємо несучу здатність палі по ґрунту.

Визначимо довжину палі. Аналізуючи ґрунтові умови і фізико-механічні властивості ґрунтів, можна впевнитись, що супісок пластичний має невеликий розрахунковий опір під вістрям палі, тому його треба прорізати, заглибивши палю в пісок середньої крупності мінімум на 0.8...1.0 м.

Звідси необхідна довжина палі повинна бути l палі = 0.3 + (8.3 – 1.5) + 0.9 = 8.0 м. Приймаємо по ГОСТ (додаток 3) палю С80-30 (довжина 80 дм,

поперечним перерізом 30× 30 см).

Складаємо розрахункову схему поряд із геологічною колонкою (рис. 6.6) і визначаємо несучу здатність палі по ґрунту.

44

Несуча здатність висячої палі визначається по формулі:

u

Fd = γ c (γ cRRA + u∑γ cf .i × hi × fi ) i =1

де -γ c = 1; γ cR = 1; γ cf = 1 - при зануренні паль дизель–молотами (див. табл. 4.1);

A = 0.3× 0.3 = 0.09 м2 – площа поперечного перерізу палі; U = 4× 0.3 = 1.2 м – зовнішній периметр палі;

Глибина нижнього кінця палі від природного рельєфу Н = 9.2 м.

Розрахунковий опір R ґрунту під нижнім кінцем палі визначаємо по табл.4.2 (для піску середньої крупності з інтерполяцією по глибині).

Розрахунковий опір ґрунту по бічній поверхні палі визначаємо по табл.4.3. Для цього розбиваємо товщу на шари (не більше 2.0 м) і визначаємо середню глибину розміщення шару від поверхні ґрунту. Шар супіску товщиною 6.8 м ділимо на чотири шари, а шар піску товщиною 0.9 м – на один:

h1 = 2.0 м; h2 = 2.0 м, h3 = 2.0 м, h4 = 0.8 м, h5 = 0.9 м.

В пісок паля заглиблена на h5 = 0.9 м < 2 м.

Середня глибина розміщення елементарних шарів буде:

Значення питомого тертя по бічній поверхні fi для кожного розрахункового елементу в межах шару супіску визначаємо подвійною інтерполяцією спочатку

45

Отримані дані заносимо в табл. 6.3.

Таблиця 6.3.

До визначення несучої здатності палі по бічній поверхні

Визначаємо несучу здатність палі по ґрунту:

Fd = 1×(1×3920×0.09 + 1.2(1×30.6×2.0 + 1×36.8×2.0 + 1×40.3×2.0 + + 1×41.7×0.8 + 1×63.1×0.9)) = 352.8 + 1.2×303.9 = 717.5 кН.

46

Так як при визначенні величин R та f використовувались нормативні табличні значення, у відповідності до вимог [4] з врахуванням коефіцієнту надійності по ґрунту γ g = 1.4 гарантована несуча здатність палі складе:

Пальовий фундамент розраховується по I-му граничному стану, тому навантаження визначаємо при середньому коефіцієнті надійності по навантаженню рівному γ f = 1.2:

позацентрове навантаження.

Приймаємо 5 паль в фундаменті і розміщуємо їх на мінімальній відстані

3d (рис.6.7).

Рис.6.7. Схема розміщення паль.

Відстань між осями паль:

Приймаємо звиси ростверку 0.10 м, що більше (0.05 + 0.15×0.3) = 0.095 м

47

Розміри ростверку в плані:

b = а = 2×Lос + d + 2×100 = 2×650 + 300 + 200 = 1800 мм.

Конструюємо пальовий фундамент і перевіряємо навантаження на палю -

див. формули (4.9...4.11).

Визначаємо вагу ростверку і ґрунту на його обрізах:

FI,р =1.8× 1.8 × 1.5 × 1.1× 20 = 106.9 кН.

Загальне навантаження:

∑NI = NI + FI, р = 2040 + 106.9 = 2146.9 кН

∑М1 = MI +TI × hр = 180 +144 ×(1.5 - 0.15) = 374.4 кН.

Nmax = 429.4 + 144.0 = 573.4 кН < 1.2×512.5 = 615.0 кН;

Nmin = 429.4 – 144.0 = 285.4 кН > 0

Всі перевірки виконуються. Отже, фундамент запроектований вірно.

Примітка: у випадку, якби хоча б одна з умов не виконувалась, необхідно було б збільшити відстань між палями по напряму дії моменту. При цьому ширину ростверку можна зменшити.

Рис.6.8. Варіант розміщення паль в ростверку - зменшена відстань між палями.

Креслення прийнятого варіанту фундаменту див. на рис.6.9.

48

Приклад 5. Визначення осідання фундаменту.

Вихідні дані. Необхідно визначити осідання стрічкового фундаменту (рис. 6.10), що має такі геометричні розміри: ширина підошви b = 1.6 м; глибина закладання d = 1.2 м. Середній тиск під підошвою фундаменту р =186 кПа. Ґрунтові умови будівельного майданчика приведені в табл. 6.4.

Примітка: в чисельнику дана питома вага піску вище рівня ґрунтових вод, в чисельнику – у виваженому стані (γsb).

Рішення.

1. Складаємо розрахункову схему для визначення осадок (М 1:50) і розбиваємо товщу ґрунтів починаючи від підошви фундаменту на 12...20 елементарних шарів (рис. 6.10) товщиною hі = 0.4b:

hі = 0.4b = 0.4×1.6 = 0.64 м.

2. Визначаємо напруження від власної ваги ґрунту в характерних точках:

на підошві першого шару

σzg .1 = γ1 × h1 = 15.0×0.5 = 7.5 кПа;

на рівні підошви фундаменту

σ zg.0 = σ zg .1 + γ 2 × h2I = 7.5 + 19.2×0.7 = 21.0 кПа;

на підошві другого шару

σ zg.2 = σ zg .1 + γ 2 × h2 = 7.5 + 19.2×3.0 = 65.1 кПа;

на рівні підземних вод

σ zg/ .3 = σ zg.2 + γ 3 × h3I = 65.1 + 18.4×1.9 = 100.1 кПа;

на підошві третього шару

на покрівлі четвертого шару з врахуванням тиску води (питома вага води

γw = 10 кН/м3) на покрівлю четвертого шару, так як він є водоупором

(IL = 0.24 < 0.5):

50