Как видно из таблицы экономичнее свайный фундамент, поэтому расчет по деформациям производится для свайного фундамента
5. Расчет оснований по деформациям

Расчет оснований по деформациям сводится к определению расчетных величин стабилизированных осадок и сравнению их с предельными. При этом должно соблюдаться следующее условие:
S≤S_u, (5)
где S  возможная величина осадки здания, полученная расчетом;

S_u  предельно допустимая осадка, зависящая от жесткости здания, эксплуатационных требований.
5.1. Расчет осадки методом послойного элементарного суммирования
Строим графическую схему, на которой изображаются контуры проектируемого фундамента, напластования грунтов, эпюры природного и садочного давлений, нижняя граница сжимаемой толщи.
5.1.1. Построение эпюры природного давления грунта

Природным называется давление от веса вышележащих слоев грунта, определяемая по формуле
, (5.1)
где _i  удельный вес грунта;

h_i  мощность слоя грунта.
Ниже УГВ необходимо учитывать взвешивающее действие воды на скелет грунта и определять удельный вес грунта, взвешенного в воде по формуле
, (5.2)
где _s  удельный вес скелета грунта;

_  удельный вес воды;

e  коэффициент пористости грунта.
Ординаты эпюры _zgi вычисляются для всех характерных точек отметки подошвы фундамента, отметки границ слоев грунта, отметки уровня грунтовых вод. Кроме этого вычисляются ординаты вспомогательной эпюры 0,2_zg0.

На поверхности земли
_zg0=0; 0,2_zg0=0.
На контакте I и II слоя (мощность 1,2 м)
_zg1=h₁·γ₁, (5.3)
_zg1= 1,2·16,5 = 19,8 кПа,
0,2_zg1 = 0,2·19,8 = 3,96 кПа.
На контакте II и III слоя (мощность2,1 м)
_zg2=_zg1+h₂·γ₂ , (5.4)
_zg2= 19,8+19,7·2,1 =61,17 кПа,
0,2_zg2 = 0,2·61,17= 12,23 кПа.
На контакте III и IV слоев (мощность 1,7 м)
_zg3=_zg2+h₃·γ₃, (5.5)
_zg3 = 61,17 +19,6·1,7 = 94,49 кПа,
0,2_zg3 = 0,2·94,49 = 18,9 кПа.
На контакте IV и V слоев (мощность 6,3 м)
_zg4=_zg3+h₄·γ₄, (5.6)
_zg4= 94,49+6,3·19,9 = 219,49 кПа,
0,2_zg4 = 0,2·219,49 = 43,9 кПа.
На уровне подошвы условного фундамента (мощность 1,9 м)
_zg5=_zg4+h₅·γ₅, (5.7)
_zg5= 219,49+1,9·20,6 = 258,63 кПа,

---

0,2_zg3 = 0,2·258,63 = 51,7 кПа.
На подошве V слоя (мощность 5,3 м)

s_zg6=s_zg5+h₆·γ₆, (5.8)
s_zg6 = 258,63+24,65·20,6 = 310,13 кПа,
0,2s_zg3 = 0,2·310,13 = 62,03 кПа.
Полученные значения ординат эпюры природного давления и вспомогательной эпюры наносим на графическую схему.

Рисунок 8 - Эпюры природного и осадочного давления
5.1.2. Построение эпюры осадочных давлений. Осадочным называется давление, передаваемое фундаментом на грунт основания и вызывающее его уплотнение. Величина осадочного давления непосредственно под подошвой фундамента определяется как
σ_zp = р - σ_zg кПа, (5.9)
где P  среднее давление под подошвой фундамента, P =447,3 кПа;

_zg  природное давление в уровне подошвы фундамента на естественном основании, _zg=310,13 кПа.
При построении эпюры осадочных давлений толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои толщиной 0,4b, где b  ширина подошвы фундамента
0,4b = 0,4·3= 1,2 м.
Каждый слой грунта ниже условного фундамента разбиваем на слои толщиной 1,2 м.

Ординаты эпюр осадочного давления на глубине z_i ниже подошвы фундамента определяем как
, (5.10)
где   коэффициент рассеивания, определяемый по таблице.
Вычисление ординат эпюры осадочных давлений производим по табличной форме.
Таблица 2 – Ординаты эпюр осадочных давлений

z, м	ξ = 2z1/b	
1	2	3	4
0	0	1	137,17
1,2	0,8	0,848	116,32
2,4	1,6	0,532	72,9
3,6	2,4	0,325	44,58
4,8	3,2	0,21	28,8
6	4	0,145	19,89

Толща грунта, практически влияющая на осадку фундамента называется сжимаемой. Сжимаемая толща ограничена сверху горизонтальной плоскостью

---

, проходящей через подошву фундамента, а снизу  горизонтальной плоскостью, в которой осадочного давление в пять раз меньше природного, т е. . Величиной сжатия грунта ниже уровня обычно пренебрегают, вследствие незначительности.

Мощность сжимаемой толщи легко определяется с помощью графического построения, которое заключается в наложении эпюры природных давлений _zg, вычерченной справа от оси с пятикратным уменьшением масштаба, на эпюру осадочных давлений _zp. Точка пересечения этих эпюр будет соответствовать нижней границе сжимаемой толщи (НГСТ). НГСТ располагается на глубине 2,8 м от подошвы условного фундамента.

Определение деформационных характеристик грунтов, входящих в сжимаемую толщу. Деформационные характеристики каждого слоя грунта в составе сжимаемой толщи определяются по данным, приведенным в задании на курсовой проект, путем построения соответственно компрессионной кривой или графика зависимости осадки штампа от давления на него.

По имеющимся данным строим кривую пробной нагрузки е=f(P) и определяем соответственно природное давление полное P₂ (сумма природного и осадочного давлений) в его средней части. Значения P₁ и P₂ наносится на ось давлений диаграммы и по графику определяется соответствующее значение коэффициентов пористости

Определяем модуль общей деформации грунта. Тогда коэффициент сжимаемости
m₀ = (e₁-e₂)/(P₂-P₁); (5.11)
m₀= (0,583-0,58)/(397,96-287,88) = 0,000027 кПа^1.
Коэффициент относительной сжимаемости
m_v = m₀/(1+e₀), (5.12)
m_v = 0,000027/(1+0,6) = 0,000017 кПа.
Модуль деформации грунта
E₀ = β/m_v, (5.13)
E₀= 0,8/0,000017=47337,3 кПа.

Рисунок 9 – Компрессионные свойства грунтов
По имеющимся данным строим кривую пробной нагрузки S=f(P) и определяем соответственно природное давление полное P₂ (сумма природного и осадочного давлений) в его средней части. Тогда. Значения P₁ и P₂ наносится на ось давлений диаграммы и по графику определяется соответствующее значение осадок S₁ и S₂.

5.2. Расчет осадки фундамента
Полная осадка фундамента определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи, т. е.
, (5.14)
где S_i  осадка каждого элементарного слоя грунта определяется как

---

, (5.15)
где  среднее давление в середине рассматриваемого элементарного слоя;

h_i  толщина элементарного слоя;

  безразмерный коэффициент, =0,8;

E₀  модуль деформации грунта.
Тогда
S₁ = ((137,16+116,32)/2)·(0,8·1,2/47337) = 0,0026 м,
S₂ = ((116,32+72,9)/2)·(0,8·1,2/47337) = 0,0019 м,
S₃ = ((72,9+63,4)/2)·(0,8·0,4/473372) = 0,00046 м.
Полная осадка фундамента
∑S_i = 0,0026+0,0019+0,00046= 0,00493м = 0,5 см <8 см,
0,5 см < 8 см  условие выполняется.
5.3 Расчет осадки методом эквивалентного слоя
Расчет осадки методом эквивалентного слоя грунта производится в следующем порядке.

Ориентируясь на преобладающий ниже подошвы фундамента (или условного фундамента) грунт, задаются значением коэффициента относительной поперечной деформаций v, если преобладают глинистые грунты v=0,3, песчаные v=0,2.

Преобладающим грунтом в рассматриваемом примере является суглинок тугопластичный, следовательно, v=0,30. По таблице [3] для условного фундамента с прямоугольной подошвой размером 4,5x2,2 м определяется коэффициент эквивалентного слоя А_wconst= 1,108 и вычисляется высота эквивалентной толщи грунта, как
һ_э=А_{w const}∙b_усл, (5.16)
һ_э=1,108∙3=3,324 м.
Вычисляется мощность толщи грунта, практически влияющей на осадку фундамента
H=2һ_э, (5.17)
H =2∙3,324=6,65 м.
Полученная величина Н откладывается вниз по оси условного фундамента от его подошвы. Строится треугольная эпюра осадочных давлений, основание которой равно величине σ_zp=137,17 кПа, определенной ранее на уровне подошвы условного фундамента, а высота Н=6,65 м.

Грунты, вошедшие в сжимаемую толщу (Н), считаются однородными с осредненными характеристиками.

В данном случае в пределах треугольной эпюры находится слой песка средней крупности h₁= 24,6 м, m_vm= 0,000017 m_vm

Вычисляется средняя осадка фундамента
S=h_э ∙m_vm ∙σ_zp, (5.18)
S=3,324·1,7·10^-5·137,17=0,7 см,
0,7 см < 8 см  условие выполняется.
6. Выбор сваебойного оборудования

Тип молота выбирается исходя из минимальной энергии удара, необходимой для забивки свай, которая определяется как:
Э = 1,75аР, (6.1)
где а – эмпирический коэффициент, а = 25 Дж/кН;

Р – расчетная нагрузка на сваю, Р = 447,3 кН.

---

Тогда:
Э = 1,75·25·447,3 = 19570 Дж = 19,57 кДж.
Приняты по таблице СССМ-570 – паровоздушный молот одиночного действия, с расчетной паспортной энергией удара Э_р = 27 кДж должен удовлетворять условию:
g·(Q_n+q)/Э_р ≤ К, (6.2)
где Q_n – полная масса молота, Q_n = 2,7 т;

q – масса сваи и наголовника, q _с = 0,22·6 = 1,32 т,

g – ускорение свободного падения, g = 10 м/сек².
Значение коэффициента К, зависящего от материала сваи, типа молота принимаем равным

Таким образом:
10(2,7+1,32)/19,57 = 2,05 ≤ 5
Условие выполняется, окончательно для забивки свай принимается паровоздушный молот СССМ-570 одиночного действия, с расчетной паспортной энергией удара Э_р = 27 кДж.

Заключение
В данном курсовом проекте мы провели оценку инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Рассчитали варианты (при этом рассмотрели два варианта – фундамент мелкого заложения и фундамент свайный) для наиболее нагруженного фундамента под колонну промышленного здания.

По каждому варианту выбрали и обосновали глубину заложения фундамента, тип фундамента, тип основания, определили размеры фундамента и рассчитали по прочности материала.

Определили стоимость каждого варианта, сравнили рассмотренные варианты по технико-экономическим показателям и выбрали второй вариант- свайный фундамент.

Для данного фундамента выполнили расчет по II группе предельного состояния.

Список использованных источников
1 Берлинов М. В., Ягупов Б. А. Примеры расчета оснований и фундаментов. – М. : Лань, 2011. – 269 с.

2 Веселов В. А. Проектирование оснований и фундаментов. Основы теории и примеры расчета. : учебное пособие : – М. : Стройиздат, 2009. – 304 с.

3 Горшкова Л. В. Расчет и конструирование основания и фундаментов промышленных зданий: учебное пособие /. – Павлодар : Кереку, 2016. – 121 с.

4 Далматов Б. И., Бронин В. Н., Голли А. В. и др. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений / под ред. Б. И. Далматова. – 3-е изд. – М. : АСВ, 2006. – 428 с.

5 СНиП 2.01.07-85· Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М. : Стройиздат, 1987. – 60 с.

6 СНиП РК 5.01-01-2002 Основания зданий и сооружений. Строительные нормы и правила. – Астана : Комитет по делам строительства Министерство индустрии и торговли Республики Казахстан, 2002. – 82 с.

7 СНиП РК 5.01-03-2002 Свайные фундаменты. Строительные нормы и правила РК. – Астана : Комитет по делам строительства Министерство индустрии и торговли Республики Казахстан, 2002. – 84 с.

8 Ухов С. Б., Семёнов В. В., Знаменский В. В. и др. Механика грунтов основания и фундаменты. – М. : Высшая школа, 2002. – 566 с.8>0>195>10>

---

Смотрите также файлы

• Лабораторная работа. Администрирование Linux Модуль Инсталляция системы Установка операционной системы.docx

• Подтягивания на перекладине.doc

• Суммативное оценивание за раздел Облачные технологии Задания.docx

• Факультет Химия жне химиялы технология Орындаан хо, 3топ магистранты, Сардан Б. М. Жетекші.docx

• Решение n4 Главное квантовое число. Последний электрон находится на 4 уровне.docx