основания и фундаменты

4.4.5].При определении fi по таблицам пласты грунтов разбитs на элементарные слои (однородные) толщиной li= 1,5 м.Fd = 1 х(0,9х1335х0,09 + 0,8 х (0,9х13,4х1,5 + 0,9х22,4х1,5 + 0,9х24,7х1,5) = 173,48 кНОпределив несущую способность сваи по материалу и грунту, выбираем наименьшее значение и используем его в дальнейших расчетах:Fd = 173,48 кН.Определение необходимого числа свай в фундаментеЧисло свай, необходимых для восприятия нагрузки на фундамент рассчитываем по формуле:где Nn = 530,96 кН – расчетная нагрузка на фундамент по первому предельному состоянию;γk = 1,4 – коэффициент надежности для Fd, определенного расчетным путем;a – расстояние между осями свай, a ≤ 3d, где d = 0,3 м – размер поперечного сечения сваи;dp = 1,2 м – глубина заложения ростверка;γср = 20 кН/м2 – средний удельный вес материала ростверка фундамента и грунта.Рассчитав необходимое число свай, округляем цифру до целого числа. Для конструирования ростверка примем 6 свай. Конструирование свайного ростверка и его расчётПри конструировании ростверка принято рядовое размещение свай в плане, рис.8.Расстояние между висячими сваями принято a = 3d = 0,9 м.Рис.8 - Схема размещения свай и ростверкаШирина ростверкапринята 1,8 м, длина ростверка – 2,7 м, высота ростверка – 0,3 м.Монолитныйростверк свободно опирается на сваи, величина закладки сваи в ростверкпринята 5 см.Определим фактический вес ростверка с учетом веса грунта на его уступах, рисунок 9.Рис.9 Расчетная схема для определения веса ростверка и грунтаNфр = Nр + Nгр,(19)где Nф – вес фундамента;Nгр – вес грунта на уступах фундамента;Определим вес фундамента:Nр = Vр х γжб = (Vр + V1) γжб = (1,46+0,08) 23 = 35,40 кН,где Vф = (Vр + V1) – объём фундамента и части колонны под землей;γжб = 23 кН/м3 удельный вес железобетона.Определим вес грунта на уступах фундамента:Nгр = Vгр х γср = (dрxbрxlр – Vф) γср =(1,2 х 1,8 х 2,7 – 1,54) 18,1 = 77,70 кН,где Vгр = (dрxbрxlр – Vф) – объем грунта на уступах фундамента.Nфр = 35,40 + 77,70 = 113,10кН.Проверка свайного фундамента по первому предельному состояниюОдиночную сваю в составе фундамента по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия:где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю:где Nd – расчётная вертикальная нагрузка на свайный фундамент, включая вес ростверка и грунта на его уступах;Mx и My – расчетные моменты относительно главных осей в плоскости подошвы ростверка. Равны нулю, т.к. момент отсутствует по заданию;x и y – расстояние от главных осей до оси сваи, для которой вычисляется несущая способность;xi и yi – расстояние от главных осей свайного фундамента до оси каждой сваи;Fd - несущая способность сваи определена в п.3.2.γk = 1,4 – коэффициент надежности для Fd, определенного расчетным путем.Nd = γfmNn + Nфр = 1,15х530,96 + 113,10 = 723,70 кН.Условие выполнено. Расчетная вертикальная нагрузка, действующая на сваю, не превышает несущей способности сваи.Проверка свайного фундамента по второму предельному состояниюПроверим давление на грунт в плоскости нижних концов свай, т.е. по подошве условного фундамента abcd, рис.10.Для определения размеров подошвы условного фундамента abcd проведем плоскости от внешней грани крайней сваи под углом α:где IImt – осредненное значение угла внутреннего трения:Рис.10 Определение границ условного фундаментагде IImt.i – расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями грунтов толщиной hi. Углы внутреннего трения пересекаемых грунтов равны, расчёт не требуется.Определим размеры условного фундамента:by = bc + 2 tg α h = 1,2 + 2 tg 22 x 4,5 = 2,1м;ly = lc + 2 tg α h = 2,1 + 2 tg 22 x 4,5 = 3,0м,где by, ly – ширина и длина условного фундамента;bc, lc – расстояние между внешними гранями свай.Определим расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента по (5):Определение среднего фактического давления по подошве условного фундаментаВ собственный вес условного фундамента включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента.Nуф = Nсв + Nр + Nгр,(24)Nсв = nxVсв х γжб = 6 x 4,5х0,3х0,3х 23 = 55,89 кН – вес свай;Nр = 35,40 кН – вес ростверка;Nгр = Vгрγср – вес грунта,где Vгр – объем грунта;γср - средний удельный вес грунта.Vгр = dybyly – Vр – Vсв = (1,2+4,5)2,1х3,0 – 1,54 – 2,43 = 31,94м3;Nгр = 31,94х18,9 = 605,01кН.Nуф = 55,89 + 35,40 + 605,01= 696,30кН.Определим среднее фактическое давление по подошве условного фундамента:где Aу = byly – площадь условного фундамента.Выполним проверку полученных значений давления под подошвой фундамента по расчётному сопротивлению грунта основания.p = 194,8 кПа < R0 = 404,0 кПа (условие выполнено).Расчёт осадки свайного фундамента методом послойного суммированияВыполним расчёт аналогично расчету для фундаментам мелкого заложения как в п.4.8.Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования на разных глубинах определяем напряжение от собственного веса грунта σzg по формуле (9) и вертикальное дополнительное напряжение σzp по формуле (10), возникающее от нагрузок, передаваемых сооружением.hi= 0,5 м < 0,4 by = 0,84– толщина i-того слоя.При определении σzp принимаем, что грунт однороден и изотропен на значительную глубину, давление по подошве фундамента распределяется равномерно. По полученным значениям σzg и σzp строим эпюры давлений на разных глубинах. При этом начало эпюры σzg от природной поверхности земли, а начало эпюры σzp от подошвы фундамента. Найдем начальные значения σzp и σzg:σzg,0 = γсрdу = 19,0 х (1,2 + 4,5) = 108,3 кН/м2;σzp,0 = p – σzg,0 = 194,8 – 108,3 = 86,5 кН/м2.Рассчитаем послойно все значения σzg и σzp, осадки s и соберем их в таблицу 5 для построения эпюр.Таблица 5 Расчетные данные для построения эпюр№ т.Слойhi, мz, мmασzgσzp0,2σzgs, м0100001108,386,521,70150,50,50,50,866117,874,923,60,002250,5110,792127,368,525,50,002350,51,51,40,648136,85627,40,002450,521,90,463146,34029,30,001550,52,52,40,374155,832,431,20,001650,532,90,304165,326,333,10,001750,53,53,30,251174,821,7350,001850,543,80,193184,316,736,90,001950,54,54,30,160193,813,838,801050,554,80,130203,311,240,70S= 0,011Выполним проверку осадок:S = 2,7 см < Su = 8 см (условие выполнено).На основании таблицы 6 построим эпюры на рис.11.Рис.11 Определение осадки свайного фундаментаГлава 6.РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ДВУМ ВАРИАНТАМВыполним экономическое сравнение вариантов, чтобы определить наиболее экономически выгодный вариант с использованием укрупненных единичных расценок [5, табл. 4.5.2].Для данного расчета необходимо заполним таблицу 6, перечислив все виды работ по устройству фундамента мелкого заложения (ФМЗ) и свайного (СФ) фундамента (одного и того же фундамента).Таблица 6Сравнение стоимости работ по устройству фундаментаНаименование работ и конструкцийСтоимость на ед. изм., руб.-коп.Кол-во ед. изм., (объем)Общая стоимость, руб.-коп.ФМЗ:191-88Земляные работыI. Разработка грунта под фундаменты:при глубине выработки до 2 м и ширине траншеи 1 м, м33-6025,28 м391-01при ширине котлована более 1 м стоимость земляных работ повышается на 7 %;0,2525,28 м36,32Устройство фундаментовII. Монолитные фундаменты: фундаменты железобетонные, отдельные (под колонны), м331-003,05 м394-55Свайный фундамент671-50Земляные работыI. Разработка грунта под фундаменты:при глубине выработки до 2 м и ширине траншеи 1 м, м33-6014,04 м350-54при ширине котлована более 1 м стоимость земляных работ повышается на 7 %;0,2514,04 м33-51Устройство фундаментовII. Ростверк - Монолитные фундаменты: фундаменты железобетонные, отдельные (под колонны), м331-002,8187-05IV. Железобетонные сваи: железобетонные до 12 м (с забивкой), м3 бетона88-406,0 шт530,4В качестве фундаментов для коттеджа выбраны фундаменты мелкого заложения как наиболее выгодный с экономической точки зрения(191,88 руб. < 671,50 руб.).Глава 7.КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТПри устройстве оснований и фундаментов земляные, каменные, бетонные и другие работы должны выполняться с учетом требований СП 22.13330.2016, СП 48.13330.2019, СП 45.13330.2017, СП 70.13330.2012 и СП 71.13330.2017.Строительно-монтажные, погрузочно-разгрузочные и специальные работы должны выполняться с соблюдением правил техники безопасности, пожарной безопасности, санитарных норм и других правил, изложенных в данном СП, а также экологических требований.При обнаружении несоответствия фактических инженерно-геологических условий принятым в проекте допускается корректировка проекта производства работ.Методы производства работ не должны допускать ухудшение строительных свойств грунтов основания (повреждение механизмами, промерзание, размыв поверхностными водами и др.).При устройстве фундаментов в котлованах размеры последних в плане должны назначаться по проектным габаритам сооружения с учетом конструкции ограждения и крепления стен котлована, способов водоотлива и возведения фундаментов или подземных сооружений.Засыпка пазух грунтом и его уплотнение должны выполняться с обеспечением сохранности гидроизоляции фундаментов, стен подвалов и подземных сооружений, а также расположенных рядом подземных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и др.). При приемке законченных работ должно быть установлено соответствие фактически полученных результатов требованиям проекта. Указанное соответствие устанавливают сопоставлением проектной, исполнительной и контрольной документации.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ рамках курсовойработы по дисциплине «Основания и фундаменты» были изучены общие принципы проектирования оснований и фундаментов, такие как виды деформаций оснований, зданий и сооружений, выбор типов оснований и фундаментов, выбор типа и глубины заложения подошвы фундамента, выполнены расчёт сопротивления грунта и проверка давления по подошве фундамента.Выполнены расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов. Детально изучены последовательность проектирования и расчета свайных фундаментов, этапы проектирования, оценка инженерно- геологических условий, выбор глубины заложения ростверка, выбор размеров свай. В представленной работев качестве исходных данных принят коттедж, запроектированный в курсовой работе по дисциплине «Архитектура», что позволяет лучше понять взаимосвязь этих дисциплин.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВСвод правил: СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия" Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2).Свод правил: СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.Свод правил: СП 131.13330.2020 Строительная Климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация (с Поправками) (утв.Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 190-ст.«Методические указания по написанию и защите курсовых работ» Московский Открытый Институт, 2020г.Догадайло, А. И. Механика грунтов. Основания и фундаменты : учебное пособие / А. И. Догадайло, В. А. Догадайло. — Москва : Юриспруденция, 2012. — 191 c. — ISBN 978-5-9516-0476-7. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ruСтроительство, реконструкция, капитальный ремонт объектов капитального строительства. Нормативные документы на строительные конструкции и изделия. Основания и фундаменты зданий и сооружений : сборник нормативных актов и документов / составители Ю. В. Хлистун. — Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2015. — 822 c. — ISBN 978-5-905916-36-6. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ruПРИЛОЖЕНИЯ