Курсовая работа (т): Проектирование фундаментов пятиэтажного жилого дома
.2.6 Определение осадки свайного фундамента методом эквивалентного слоя
Осадка свайного фундамента вычисляется по формуле:
, (3.28)
Определяем вертикальное напряжение от собственного веса грунта 
(см. п 3.1.3).
Дополнительное вертикальное напряжение на уровне подошвы условного
фундамента:
Мощность эквивалентного слоя вычисляем по формуле:
м. (3.29)
-коэффициент эквивалентного слоя, принимаем по табл. 19 [7].
Средний коэффициент относительной сжимаемости грунта в пределах активной
зоны:
; (3.30)
-толщина i-го слоя грунта в пределах активной зоны;
-коэффициент относительной сжимаемости грунта в пределах i-го
слоя;
-расстояние от нижней границы сжимаемой толщи до середины
i-го слоя.
, (3.31)
-модуль деформации i-го слоя из табл.2.1, МПа;
; (3.32)
- для глины по табл.10 [7] .
- для глины по табл.10 [7] .
- для песка по табл.10 [7] .
- для песка по табл.10 [7] .
Рисунок 3.10. Схема для определения осадки свайного фундамента методом
эквивалентного слоя
3.2.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа свай
Исходя из принятой в проекте расчётной нагрузки, допускаемой на сваю,
определяется минимальная энергия удара Э по формуле:
(3.33)
где: 
-эмпирический коэффициент, равный 25 Дж/кН;
-расчётная нагрузка, допускаемая на сваю и принятая в
проекте;
По таблице 26 [3] подбираем молот, энергия удара которого соответствует расчётной минимальной энергии удара.
Имеем - трубчатый дизель-молот с водяным охлаждением С-996 со следующими характеристиками:
масса ударной части - 1800 кг;
высота подскока ударной части - от 2000 до 2800 мм;
энергия удара - 27 кДж;
число ударов в минуту - не менее 44;
масса молота с кошкой - 3650 кг.
Далее производим проверку пригодности принятого молота по условию:
, (3.34)
где:Эр - расчётная энергия удара, Дж;- полный вес молота, 
;В - вес сваи, наголовника и
подбабка, 
кН;= 6;
Для трубчатых дизель-молотов расчётная энергия удара принимается:
(3.35)
где: 
=1,8т - вес ударной части молота, кН;- фактическая высота
падения ударной части молота, м; при выборе молотов, принимаемая на стадии
окончания забивки свай для трубчатых= 2,8м.
кДж
Имеем: 
Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной
оценки применимости выбранного молота, определяем отказ сваи:
м, (3.36)
где:
- остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного
удара молота, а при применении вибропогружателей - от их работы в течение 1
мин, м;
- коэффициент, принимаемый в зависимости от материала сваи,
кН/м2 ; при определении отказа железобетонных свай η=15,0
кН/м2;=0,09 - площадь,
ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола
сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м2;
- расчётная энергия удара молота, кДж;
- несущая способность сваи, кН;
- коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного
действия равным 1;
- полный вес молота, кН;
- вес сваи и наголовника, кН;
- вес подбабка, кН;
- коэффициент восстановления удара и при забивке
железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с
деревянным вкладышем 
;
Получаем:
. условие выполняется.
Принимаем трубчатый дизель-молот С-996.
.2.8 Конструирование ростверка
Проектируем ленточный ростверк под стеновые блоки.
. В период строительства
Расчётная схема ленточного ростверка - неразрезная многопролетная балка.
Рисунок 3.11. Расчётная схема ленточного ростверка
Определяем опорный и пролетный моменты ленточного ростверка:
; 
(3.37)
где:
- вес кирпичной стены высотой 
, но не меньше, чем высота одного
ряда блоков, определенный с коэффициентом 1,1 в пределах грузовой площади, и
собственный вес ростверка, кН/м; определяется по формуле:
, (3.38)
- ширина стенового блока; 
- высота стеновых блоков;
- пролет многопролетной балки;
-удельный вес бетона;
- расчётный пролет.
кНм;
кНм;
Определяем площади сечения опорной и пролетной арматуры:
; 
, (3.39)
где:
-высота рабочей зоны сечения;
=365МПа- расчётное сопротивление арматуры класса S400 на
сжатие;
;
. Расчёт ростверка на изгиб на этапе эксплуатации
Определим длину полуоснования эпюры нагрузки;
, (3.40)
где
- модуль упругости бетона;
- момент инерции сечения ростверка:
;
-ширина сечения ростверка;
-ширина панели крупнопанельной стены или цоколя;
-высота сечения ростверка.
;
-модуль упругости стеновых блоков над ростверком.
Определяем максимальную ординату эпюры нагрузки под гранью сваи:
(3.41)
где:
- расчётная равномерно распределенная нагрузка от здания на
уровне низа ростверка (вес стеновых блоков, полезная нагрузка Pф=457,94кН).
.
.
Определяем опорный и пролетный моменты ленточного ростверка:
;
Определяем площади сечения опорной и пролетной арматуры:
;
Расчётной является арматура, вычисленная по расчёту для этапа эксплуатации здания, то есть:
.
Принимаем опорную арматуру Ø18 класса S400, пролетную - Ø14 класса S400 с шагом 150мм.
Определим перерезывающую силу:
.
Полученное значение поперечной силы должно удовлетворять условию:
; (3.42)
Для бетона класса С20/25 
;
Условие выполняется.
Рисунок 3.12. Схема конструирования ленточного ростверка
.2.9 Определение глубины заложения ростверка (скважина №1, сеч. 3-3)
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 4-х фундаментных блоков равна 2,4м, а
толщина ростверка 0,3 м, принимаем глубину заложения ростверка d=2,05 м.
.2.10 Определение длины сваи
где: 
- глубина заделки сваи в ростверк 0,05м;
- глубина забивки сваи в несущий слой грунта 1,1м;
- расстояние от подошвы до несущего слоя грунта 2,95м;
м
Принимаем сваю С50.30-6.
.2.11 Определение несущей способности сваи по прочности грунта
Определяем расчётное усилие на сваю по грунту:
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 3.4:
Таблица 3.4 -Определение несущей способности сваи
Расчётная допустимая нагрузка на сваю:
где
коэффициент надёжности для жилых зданий. 