9-этажный жилой дом со встроенными помещениями

 

Временные нагрузки 

 

  Неодновременное загружение 6-ти этажей учитываем снижающим  коэффициентом по формуле:

 

  j_n1 = 0,3+0,6/Ön, где:

 

  n - число перекрытий, от которых  нагрузка передается на основание.

 

  j_n1 = 0,3+0,6/Ö9 = 0,4897

 

  Итого: 89,9575 кН

 

  Условия несущей способности грунтов  основания одиночной сваи или  в составе свайного фундамента имеет  вид:

 

  F_d

  N £ ¾ , где:

  ¡_K

 

  N - расчетная нагрузка, передаваемая  от сооружения на одиночную  сваю,

  F_d - несущая способность сваи по грунту,

  ¡_K - коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от метода определения несущей способности сваи по грунту.

  Подберем  длину забивной сваи и определим  ее несущую способность по грунту.

  Из  анализа грунтовых напластований  можно сделать вывод, что пластичная глина не обладает достаточным сопротивлением, а слой супеси имеет малую толщину. В качестве несущего слоя целесообразно  принять слой "пылевитый песок". Тогда длина забивной сваи, с учетом заглубления в несущий слой не менее 1 м, составляет L = 0,3+2,6+0,8+4,3+1 = 9 м. Принимаем забивную сваю типа С10-30 по ГОСТ 19804.1-79 длиной 10 м, сечением 30 х 30 см, свая при этом будет висячей. Погружение сваи будет осуществляться дизельным  молотом. Несущая способность висячей  забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2.02.03-85 как сумма сил расчетных  сопротивлений грунтов оснований  под нижним концом сваи и на ее боковой  поверхности по формуле:

 

  F_d = ¡_C · (¡_CR·R·A+U·å ¡_CF · f_i · h_i ), где

 

  ¡_C - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1,

  ¡_CR, ¡_CF - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидирующих скважин, равными 1,

  A - площадь опирания сваи на грунту, принимаемая равной площади поперечного  сечения сваи. A = 0,3·0,3 = 0.09 м²

  U - наружный периметр поперечного  сечения сваи 0,3·4=1.2 м,

  R - расчетное сопротивление грунта  под нижним концом сваи.

 

  Расчетное сопротивление грунта зависит от вида и состояния грунта и от глубины  погружения сваи.

 

  1650 - 1500

  R = 1500 + ¾¾¾¾¾¾ · (13 - 10) = 1590 [кПа]

  15 -10

 

  f_i - расчетное сопротивление i^-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, кПа.

 

  f₁ = 27кПа, f₂ = 29,4кПа, f₃ = 31,3кПа, f₄ = 32,1кПа, f₅ = 33,05кПа, f₆ = 34,28 кПа

 

  h_i - толщина i^-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м

 

  h₁ = 3,9 м, h₂ = 5,2 м, h₃ = 6,3 м, h₄ = 7,1 м, h₅ = 8,1 м, h₆ = 10,35 м

 

  Подставляем полученные значения в формулу и  определяем несущую способность  сваи С10-30 по грунту.

 

  F_d = 1·(1·1590·0,09+1,2·(27·3,9+29,4·5,2+31,3·6,3+32,1·7,1+33,05·8,1+34,28·10,35))

 

  F_d = 1710,0396 кПа

 

Определение количества свай в  свайном фундаменте

  Расчетную глубину промерзания грунта определяется по формуле:

  d_f = K_n · d_fn и зависит от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола .

 

  d_fn - нормативная глубина промерзания грунта, d_fn = 2,2 м,

  K_n - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0,6.

  тогда d_f = 2,2 · 0,6 = 1,32 м

  Количество  свай С10-30 под стену здания можно  определить по формуле:

 

  F_i · g_K 1,4 · 1672,6

  n = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,4 св., принимаем 2 сваи.

  F_d 1710,0396

 

  Расстояние  между сваями (шаг свай) вычисляется  по формуле:

 

  m_p · F_d 2 · 1710,039

  a = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,34 м

  F_d 1,4 · 1672,6

 

  m_p - число рядов свай

  Расстояние  между рядами свай равно 1,1 м.

  Ширина  ростверка в этом случае будет  равна 1,5 м.

 

  Собственный вес одного погонного метра ростверка  определяется по формуле: G_I^P = b · h_p · g_b · g_f, где

 

  b, h_p - соответственно ширина и толщина ростверка, м

  g_b - удельный вес железобетона, принимаемый g_b = 24 кН/м³

  g_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый g_f = 1,1

 

  Подставим в формулу соответствующие значения и величины:

 

  G_I^P = 1,5 · 0,6 · 1,1 · 24 = 23,76 кН/м

 

  Собственный вес группы на уступах ростверка  может быть определена по формуле: G_I^ГР = (b - b_c) · h · g_I‘ ·g_f, где:

 

  b_c - ширина цокольной части

  h - средняя высота грунта на уступах  ростверка, h = 1,25 м

  g_I‘ - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным g_I‘= 17 кН/м³

  g_f - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов g_f = 1,15

 

  G_I^ГР = (1,5 - 0,73) · 1,25 · 17 · 1,15 = 18,81 кН/м

 

  Расчетная нагрузка в плоскости подошвы  ростверка:

  å F_I = F_I’ + G_I^Р +G_I^ГР = 1672,6 + 23,76 + 18,81 = 1715,17 кН/м

 

  Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:

 

  a · å F_I 1,4 · 1715,17

  N = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1200,619 кН

  m_P 2

 

  Проверим  выполнение условия несущей способности  грунта в основании сваи:

 

  F_d 1710,0396

  N £ ¾ 1200,69 £ ¾¾¾¾¾ = 1221,46

  g_K 1,4

 

Расчет  осадки свайного фундамента

  Осадка  ленточных фундаментов с двухрядным расположением свай и расстоянием  между сваями (3 - 4 d) определяется по формуле:

 

  n · (1- n²)

  S = ¾¾¾¾¾ · d₀, где:

  p · E

 

  n - полная нагрузка на ленточный  свайный фундамент (кН/м) с учетом  веса условного фундамента в  виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху- поверхностью  планировки, с боков - вертикальными  плоскостями, проходящими по наружным  граням крайних рядов свай, снизу  - плоскостью, проходящей через нижние  концы свай.

  E, n - модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

  d₀ - коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2.02.03 - 85.

  Полная  нагрузка n складывается из расчетной  нагрузки, действующей в уровне планировочной  отметки, и собственного веса условного  ленточного фундамента.

  F_II’ = 535,23 - 0,73 · 1,1 · 2,4 = 533,3 кН/м, тогда полная нагрузка n равна:

 

  n = F_II’ + b · d · g, где:

 

  b - ширина фундамента, равна 1,4 м

  d - глубина заложения фундамента  от уровня планировочной отметки,  равна 13м

  g - среднее значение удельного веса свайного массива, g = 20кН/м³

 

  n = 533,3 + 1,4 · 13 · 20 = 897,3 кН/м