Грунты и основания
Страница 3
где S – конечная осадка отдельного фундамента, см;
hi – толщина i-го слоя грунта основания, см;
Ei – модуль деформации i-го слоя грунта, кПа;
b - безразмерный коэффициент, равный 0.8;
szpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней Zi-1 и нижней Zi границах слоя, кПа.
Условие соблюдается, т.к. S=4,8см<Su=8см.
3. Свайные фундаменты
3.1. Основные положения по расчету и проектированию свайных фундаментов
Фундаменты из забивных свай рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 по двум предельным состояниям:
- по предельному состоянию первой группы ( по несущей способности): по прочности – сваи и ростверки, по устойчивости – основания свайных фундаментов;
- по предельному состоянию второй группы ( по деформациям ) – основания свайных фундаментов.
Глубина заложения подошвы свайного ростверка назначается в зависимости от:
- наличия подвалов и подземных коммуникаций;
- геологических и гидрогеологических условий площадки строительства ( виды грунтов, их состояние, положение подземных вод и т. д. );
- глубины заложения фундаментов прилегающих зданий и сооружений;
- возможности пучения грунтов при промерзании.
|
Описание грунтов |
Мощность слоя, м |
|
Рыхлый насыпной грунт из мелкого песка с органическими примесями
r=1,3(0.9) т/м3, j=12° |
3.0 |
|
Торф коричневый водонасыщенный,
Jl=0.6,r=(1,2)0.6 т/м3, j=8° |
2,0 |
|
Слой суглинка Jl=0,3 r=1,8(1,15) т/м3,
Е=14000 кПа, j=22°, С=50 кПа |
5,0 |
|
глина Jl=0,2 r=2,1 т/м3,
Е=20000 кПа, j=20°, С=100 кПа |
14,0 |
|
Горизонт подземных вод от поверхности
земли , м |
1,5 |
В скобках указана плотность грунта во взвешанном состоянии. Мощность пласта в колонне изм-ся от кровли до его подошвы.
3.2. Расчет и конструирование свайных фундаментов
Прежде всего необходимо выбрать тип сваи, назначить ее длину и размеры поперечного сечения. Длину сваи определяют как сумму L=L1+L2+L3.
L1 – глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальными нагрузками не менее 5 см.
L2 – расстояние от подошвы плиты до кровли несущего слоя.
L3 – заглубление в несущий слой.
Принимаем железобетонные сваи, квадратного сечения размером 300х300 мм.
L=0.15+7.3+1=8,45=9м.
Несущая способность Fd ( в кН ) висячей сваи по грунту определяется как сумма сопротивления грунтов основания под нижним концом сваи и по боковой поверхности ее:
Fd=gc×( gcr×R×A+U×ågcf×fi×li ),
Где gc –коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый gc=1.0.
gcr и gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи ( табл. 3 СНиП 2.02.03-86 ); для свай, погруженных забивкой молотами, gcr =1.0 и gcf =1.0;
А – площадь опирания на грунт сваи, в м2, принимаемый по площади поперечного сечения сваи;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;
U – периметр поперечного сечения сваи, м;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа;
li – толщина i-го слоя грунта, м.
При определении fi пласты грунтов расчленяются на слои толщиной не более 2м.
A=0.3*0.3=0.09 м.
gс=1; gCR=1; gсf=1;
R=4825кПа U=0.3*4=1.2 м.
|
№ |
h |
z |
f |
|
1 |
1,5 |
0,75 |
26,5 |
|
2 |
1,5 |
2,25 |
30 |
|
3 |
2,00 |
4 |
0 |
|
4 |
2,00 |
6 |
42 |
|
5 |
1,50 |
7,75 |
44 |
|
6 |
1,50 |
9,25 |
45 |
|
7 |
0,5 |
10,5 |
65 |
Fd=1×( 1×4825×0,09+1,2×(1,5*26,5+1,5*30+0+2*42+1,5*44+1,5*45+0,5*65))=835,95 кН
Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю, определяются из зависимости:
где gк – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.
кН;
Определим кол-во свай по формуле:
,
где 
Проверка несущей способности сваи:
N<P,
Для внецентренно нагруженого свайного фундамента необходима проверка нагрузки
yi – расстояние от главной оси свайного поля до оси каждой сваи, м;
Np,| - расчетный вес ростверка, кН;
кН; < P=597 кН
n – количество свай в кусте.
Определим отказ сваи, необходимый для контроля несущей способности сваи.
h - коэффициент, принимаемый равным 1500 кН/м2 ;
А – площадь поперечного сечения сваи, м2 ;
A=0.09 м2 ;
Ed – расчетная энергия удара молота, кДж;
Ed=32 кДж;
m1 – полный вес молота, кН;
m1=35,0 кН;
m2 – вес сваи с наголовником, кН;
m2=18.3 кН;
m3 – вес подбабка, кН;
m3=18 кН;
e - коэффициент восстановления энергии удара, e2=0,2;
Ed=0,9×G×H,
G – вес ударной части молота, кН;
H - расчетная высота падения ударной части молота, м;
3.3. Расчет основания свайного фундамента по деформациям
При расчете осадки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент, в состав которого входят ростверк, сваи и грунт.
h – длина сваи, м;
Давление Р в кПа по подошве условного фундамента определяется с учетом веса условного массива:
,
Где A1 – площадь подошвы условного фундамента, м2;
Nd1 – суммарный вес условного массива и нагрузок, приложенных на уровне обреза ростверка, кН.
Nd1=N0+G1+ G2+ G3 .
Здесь N0 – нагрузка, приложенная на уровне обреза ростверка;
G1 – вес ростверка;
G2 – вес свай=4*(8,3*0,09)*25=75;
G3 – вес грунта в объеме выделенного условного массива G3=13*3+6*2+11,5*5+21*1=129,5.