R = (1,15.1.1,8.18,5 + 5,59.1,3.18,5 +1,95.4) =225,7кПа;

РΙΙ = 400/1,8.10+20.1,3 = 246,2 кПа

Условие РΙΙ ≈ R выполняется, расхождение менее 5%. Окончательное ширину подошвы ленточного фундамента принимаем: в =2 м.

2.4 Расчет свайного фундамента

Расчет производим под несущую наружную стену жилого здания. Планировочная отметка – 0,6 м. Отметка пола подвала – 2,30 м. NoΙΙ = 354 кН. Отношение длины здания L = 56 м к его высоте Н=20 м составляет L/H=1,4. Проектируем свайный фундамент с железобетонными забивными сваями. Инженерно-геологические условия показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 – Инженерно-геологические условия площадки и план расположения свай

Для определения глубины заложения ростверка конструктивно назначаем его толщиной 60 см, а т. к. здание имеет подвал, глубину заложения ростверка свайного фундамента принимаем 2,32 м.

Принимаем железобетонную сваю; длину сваи устанавливаем по грунтовым условиям 6 м, длина острия 0,25 м.

Определяем несущую способность сваи Fd:

Fd = γc (γcr RA+u∑ γcf fi hi); (13)

где R – расчетное сопротивление грунта, под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи;

u – наружный периметр сваи;

fi – сопротивление i-гo слоя;

f1 = 6 кПа;

f2 = 29 кПа;

f3 = 31 кПа.

γc, γcr и γcf – коэффициенты условий работы грунта;

γc = γcr = γcf = 1;

hi – толщина i-го слоя;

Fd = 1 [1.2300.0.0,9+1.2.1 (6.1.8+29.2.5+31.2,32) = 382 кН

Расчетная нагрузка составляет 382/1,4 = 273 кН

Определим количество свай на 1 м фундамента

n=424/273–7,5.0,9.2,32.25=1,74 св/м

где Nоi=1,2Nоii =1,2.354=424kH

Определим расстояние между сваями dP=l/l, 74=0,57 м,

т. к. n<2 и l, 5d <0.57 <3d, принимаем двухрядное шахматное расположение свай, расстояние между рядами равно:

сР = √ (3d)2 – (dp)2= √(3.0,3)2-0,57 = 0,7 м (14)

Ширина ростверка принимается по формуле

b = d+(m-l) cP +2 = 0.3+2.0.1+0.7 = 1,2 м. (15)

Принимаем ширину ростверка равным 1,2 м.

Определим нагрузку, приходящуюся на 1 сваю.

Ncb= 424+15,84/1,74 = 252,7кН

Нагрузку сравним с её расчетной допускаемой величиной:

Ncb=252,7<273 кН – условие выполняется.

Проверяем давление на грунт под подошвой условного фундамента.

Для определения размера условного фундамента вычислим

αm=1/4 (j111 + j212 + j313 / ∑1i)=

=l/4 (15. 1,8+32. 2,5+12. 1,7/1,8+2,5+1,7)= 5,38

Определим условную ширину фундамента.

Тогда площадь подошвы условного фундамента равна:

Аусл = 1.Вусл = 2,3 м2 (16)

Объём условного фундамента равен:

Vусл = Аусл Lусл=2,3.6,4 = 14,7м3 (17)

Объём ростверка и подземной части стены:

VP = 1,2.1.0,5+0,3.1.0,4 = 0,72м3; (18)

Объём сваи на 1 м условного фундамента равен:

Vcb = 1,74.0,09м2.5,9 = 0,92м3; (19)

Объём грунта на 1 м условного фундамента равен:

Vгр = 14,7–0,72–0,92 =13м3; (20)

Вес условного фундамента:

Gгp = 13.18кН/м3 = 286,2кН. (21)

Вес сваи на 1 м стены:

Gcb = 0,92.25 = 23кН. (22)

Вес ростверка равен:

Gp = 0.72.24 =17.3кН. (23)

Тогда давление по подошве условного фундамента равно:

р =354+286+23+17,3/2,3 = 295,6кН/м2. (24)

Вычислим R для тугопластичной глины, расположенной под подошвой условного фундамента:

γс1 = 1,2 – коэффициент условия работы;

γс2 = 1 – коэффициент условия работы здания;

к = 1 – коэффициент надежности.

Прочностные характеристики глины СII = 13 кПа; jII = 12°.

Удельный вес глины определяется по формуле:

γ = 27–10/1+1 = 8,5 кН/м3. (25)

Находим усредненное значение удельного веса грунта для объёма условного фундамента

γср=19,5 *1,8+19,4. 2,5+18,2*17/1,8+2,5+1,7= 19,1кН/м3,

dв=6,4+0,2.22/19, l=6,6 м (26)

По таблице для значения jII = 12°, находим коэффициенты: Mq = 0,23; Мg = 1,94; Мc= 4,42;

Тогда расчетное сопротивление:

R = 1,2.1/1 (0,23.1. 8,5. 2,3+1,94. 6,6. 19,1+(1,94–1).2. 19,1+4,42.13) = 410кН/м2. (27)

Среднее давление по подошве равно:

Р = 295,6 кПа < R =410 кПа – условие выполняется при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний.

2.5 Выбор рационального типа фундамента

1 вариант – фундамент ленточный, монолитный b = 3,25 м;

2 вариант – фундамент ленточный, сборный b = 3,25 м;

3 вариант – фундамент свайный, из забивных железобетонных свай сечением 30´30 и длиной 6 м.

Выбор производится на основе сравнения ТЭП основных видов работ, выполняемых при возведении фундамента на участке стены длиной 1 м.

Таблица 3 – ТЭП вариантов фундаментов