Курсовая работа (т): Проектирование фундаментов пятиэтажного жилого дома
На отметке уровня грунтовых вод:
На подошве 3 слоя (глина тугопластичная):
Т.к. ниже залегает глина и является водоупором (IL≤0.25) , то
необходимо учесть давление столба воды на глину:
На подошве 4 слоя (глина полутвёрдая, насыщенная водой):
Определяем дополнительное к природному вертикальное напряжение в грунте
под подошвой фундамента и строим эпюру 
;
,
где 
среднее давление на уровне подошвы фундамента.
- коэффициент, учитывающий изменение дополнительного
вертикального напряжения по глубине и определяемый по ([3],таблица 24) в
зависимости от относительной глубины 
и соотношения сторон 
,
Где z -глубина рассматриваемого сечения ниже подошвы фундамента
=10 (для ленточного фундамента);
Толщу грунта разбиваем на слои мощностью не более 0,4b: 
Вычисления 
для любых горизонтальных сечений ведём в табличной форме
(табл. 3.1).
По полученным данным 
и 
строим эпюры (рисунок 3.2). Определяем нижнюю границу
сжимаемой толщи (ВС). Она находится на горизонтальной плоскости, где
соблюдается условие:
Осадка каждого слоя определяется по формуле:
,
где β - коэффициент для всех видов грунтов - 0,8
среднее дополнительное вертикальное напряжение в 
том слое грунта.
где 
= 10см. (табл.Б1[5].)
Вычисления сводим в таблицу 3.2:
Таблица 3.2-Таблица по расчёту осадок
см 
см
Как
видно из таблицы 3.1 нижняя граница сжимаемости толщи (ВС) располагается на
отметке - 135,75м.
Рисунок
3.5. Схема к определению осадок методом послойного суммирования
.1.7 Определение сечения арматуры подошвы фундамента
Изгибающий
момент в плите 
центрально-нагруженного фундамента определяется по
формуле:
где
-среднее давление по подошве фундамента , по формуле:
где
-вылет консоли фундамента, м
-вертикальная
нагрузка по верху фундамента, кН
= 
-площадь
подошвы фундамента, м
Площадь
сечения продольной рабочей арматуры подошвы фундамента определяется по формуле:
где
=365МПа-расчётное сопротивление ненапрягаемой
арматуры.
-рабочая
высота сечения принимается равной от верха сечения до центра тяжести арматуры, 
Конструктивно
принимаем рабочую арматуру 6Ø20мм
класса S400 с шагом 200мм, и поперечную арматуру 19Ø10мм класса S400 (см. рис. 3.3).
Рисунок
3.6. Конструкция фундамента и его армирования
3.2 Проектирование свайных фундаментов
.2.1 Определение глубины заложения ростверка (скважина №3, сеч. 6-6)
Глубина заложения фундаментов определяется с учетом: назначения, а также конструктивных особенностей зданий и сооружений; величины и характера нагрузок, воздействующих на фундаменты; глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов.
Расчётная глубина сезонного промерзания
расчёт см. п. 3.1.1.
Учитывая, что суглинки являются пучинистыми грунтами при промерзании, глубина заложения фундамента под наружную стену должна назначаться по условию недопущения морозного пучения грунтов. Следовательно, глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины сезонного промерзания, т.е. не менее 0.575 м.
Принимаем выступ верхнего обреза фундамента над планировочной отметкой
равным 0,65м. Учитывая, что высота 2-х фундаментных блоков равна 1,2м, а
толщина ростверка 0,3 м, принимаем глубину заложения ростверка d=0,85 м.
.2.2 Определение длины сваи
(3.19)
где: 
- глубина заделки сваи в ростверк 0,05м;
- глубина забивки сваи в несущий слой грунта 0,7м;
- расстояние от подошвы до несущего слоя грунта 7,45м;
м
Принимаем сваю С90.30-10.
.2.3 Определение несущей способности сваи по прочности грунта
Определяем расчётное усилие на сваю по грунту:
(3.20)
где 
- периметр поперечного сечения сваи: 1,2 м,
- коэффициент работ сваи в грунте,
расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи по
табл. 17 [3];
- площадь поперечного сечения сваи: 
,
- коэффициент условий работы грунта соответственно под нижним
концом и по боковой поверхности сваи. 
мощность i-го слоя грунта;
расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой
поверхности сваи по табл. 18 [3].
;
Расчёт сводим в таблицу 3.3:
Таблица 3.3 -Определение несущей способности сваи
Расчётная допустимая нагрузка на сваю:
(3.21)
где
коэффициент надёжности для жилых зданий. 
Рисунок 3.7. Расчётная схема к определению несущей способности сваи
(скв.№3)
Определяем расчётное усилие на сваю по материалу:
(3.22)
где 
при 
коэффициент продольного изгиба. 
.
призменная прочность бетона сваи на сжатие. Для С16/20
площадь
поперечного сечения сваи.
расчётное
сопротивление арматуры на сжатие, 
Для 
площадь
поперечного сечения сжатой арматуры.
.2.4 Определение количества свай в ростверке
Количество свай в кусте:
(3.23)
Недогрузка составит 
.
Расстояние между сваями:
;
Так как расстояние между сваями должно находиться в диапазоне 
, примем
.
Рисунок 3.8. Схема конструирования ростверка
Определим фактическую нагрузку на сваи:
(3.24)
где 
-принимается равной расстоянию между сваями;
-глубина заложения;
-коэффициент надежности по нагрузке;
-количество свай;
Условие выполняется.
.2.5 Проверка прочности основания куста свай
Определим размеры условного фундамента
Средневзвешенное значение угла внутреннего трения в пределах длины сваи
определяется по формуле:
; (3.25)
.
Определяем угол 
под которым строится условный фундамент:
; 
.
;
Находим стороны условного фундамента:
Определим давление под подошвой условного фундамента:
; (3.26)
; (3.27)
где 
- вес грунта, сваи, ростверка соответственно;
Вычисляем расчётное сопротивление для условного массивного фундамента.
Уточняем расчётное сопротивление грунта (по формуле 3.6):
,
грунт фундамент свая основание
где 
- коэффициенты условий работы, принимаем по табл. 15, [3]
; 
;
т.к. прочностные характеристики приняты на основе статических
данных;
- безразмерные коэффициенты, определяемые в зависимости от
угла внутреннего трения. В данном случае по т. 16 [3], методом интерполяции при
т.к. 
.
, 
- осреднённое значение удельного веса грунтов, залегающих
выше подошвы фундамента и ниже подошвы фундамента соответственно.
Рисунок 3.9. Схема для определения границ условного фундамента
- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента.
кПа
- глубина подвала
Подставляя найденные значения в формулу имеем:
