Проектирование конструкции фундамента ІІ типа сооружения, страница 6

Ai/Ei=(195,5×1,2+ 183,5×1)/13000+(159,5×1,2+ 127,5×1,2+ 100,35×1,2+ 80,6×1,4)/38000+ (63,75×1,2+ 51,85×1,2)/18000=0,05507

Em = åAi/å(Ai/Ei) = 1134,48/0,05507 = 20600,77

nm = (ånihi)/åhi=(0,3×2,2+0,27×5+0,42×2,4)/9,6=0,3144

wa = (1 – 0,31442)0,613×1876,5/20600,77×(9,9/2)3=0,000415 м

u =  (9,95 + 3,35)0,000415=0,00552 м.  < 2,87 см – условие выполняется

5. Проектирование свайных фундаментов

5.1. Общие сведения

Свайный фундамент состоит из группы свай, объединен­ных сверху общей плитой, называемой ростверком. Ростверк изготавливается из монолитного конструктивно армированногo бетона класса не ниже В 25 и предназначен для передачи нагрузки от сооружения на сваи.

Размеры ростверка в плоскости обреза назначают не­сколько больше размеров

надфундаментной части опоры (рис:    ).

Так же, как и фундамент мелкого заложения, в случае необходимости, ростверк может иметь развитие размеров от обреза к подошве, оформленное в виде уступов под опреде­ленным углом развития δ (см. рис.       ).

Ростверк считается жестким, если угол его развития до 30°, в противном случае—гибким. Под опоры мостов ростверки проектируют, как правило, жесткими. Такие роствер­ки не требуется проверять на прочность.

Сваи могут располагаться вертикально и наклонно. Вклю­чение наклонных свай повышает жесткость фундамента на восприятие горизонтальных сил и моментов. Поэтому такие фундаменты часто применяют в мостостроении.

В зависимости от расположения свай в фундаменте свай­ные фундаменты могут быть симметричными или несиммет­ричными относительно плоскости моста и плоскости опоры. Несимметричный свайный фундамент под мостовую опору может оказаться более экономичным. Однако в курсовом про­екте рекомендуется проектировать симметричный фундамент как в плоскости моста, так и в поперечной плоскости.

В курсовом проекте свайные фундаменты и их основания рассчитываются по двум группам предельных со­стояний;

первая группа—по несущей способности свай и несущей способности основания;

вторая группа — по отклонению верха опоры и по осадке.

Высокие технико-экономические показатели свайного фун­дамента определяются рациональным выбором типа и разме­ра свай, их расположением в фундаменте, а также примене­нием эффективных методов организации производства работ по его сооружению.

Проектирование свайного фундамента ведется в следую­щем порядке.

5.2. Назначение основных параметров фундамента.

 5.2.1. Выбор основных отметок и размеров фундамента

Свайный фундамент характеризуется тремя основными отметками: обреза фундамента OL, подошвы ростверка FL и нижних концов свай PL (см. рис.     ). В курсовом проекте отметка обреза задана. Поэтому при проектировании свайно­го фундамента можно варьировать лишь отметкой подошвы ростверка и отметкой нижних концов свай.

При фиксированной отметке обреза фундамента отметка подошвы ростверка определяется его высотой h. Минимальное значение этой высоты складывается из величины необходимой заделки свай в ростверк t1 и минимально допустимой толщины слоя бетона над головами свай to(h³to+t1).

По действующим нормам [6] величина t1 принимается не менее половины периметра призматической сваи. Мини­мально допустимую толщину бетона над головами свай в не­обходимых случаях определяют из расчета его на продавливание свай. В курсовом проекте эту толщину разрешается принимать без расчета не менее 0,5 м.

В пучинистых грунтах глубина заложения подошвы низ­кого ростверка, как и подошвы массивного фундамента, назначается не менее расчетной глубины промерзания [4]. При проектировании фундамента русловых опор моста, когда грунты основания не промерзают, это требование отпадает.

Размеры плиты ростверка в плане на уровне OL, как и в случае фундамента мелкого заложения, должны быть боль­ше размеров опоры на ширину обреза Со=0,2—0,6 м в каж­дом направлении (см. рис.    ).

Сваи выбирают с учетом:

инженерно-геологического строения основания;

наличия в строительной организации, которая будет вы­полнять проект, необходимого оборудования и механизмов;

результатов технико-экономического сравнения вариантов фундамента с различными типами и размерами свай.

В курсовом проекте примем сваи мостовые СМ, железобетонные, сплошного квадратного сечения, с ненапрягаемой арматурой, характеристики которых указаны в табл. 5.1. [  ] При этом длину свай назначим так, чтобы их нижние концы были заглублены в достаточно прочный несущий слой основания на величину t2 (см рис       ) не менее:

в пески крупные и средние, а также глинистые грунты с IL<0,1 - 0,5 м, в прочие виды нескальных грунтов — 1,0 м

Длину свай округляют в большую сторону до ближайшей стандартной длины, т.е. до целых метров. При этом во всех случаях погруженная в грунт (с учетом размыва) длина сваи должна быть не менее 4 м.

Примем сваи марки СМ 12-35.

5.2.2 Определение несущей способности сваи

Несущая способность по грунту на вдавливание Fd (кН) забивных висячих свай сплошного поперечного сечения определяют по формуле [6] (см рис     ):

Fd = gc (gcR×R×A + Uågcf fi×hi), 

где gc—коэффициент условий работы сваи в грунтах, при­нимаемый равным 1; R—расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл 22 [  ] кПа, А— площадь поперечного сечения сваи, м2, U—периметр попе речного сечения сваи, fi—расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, определяемое по табл 23, кПа [   ], hiтолщина i-го слоя грунта, м; nчисло слоев; gсR ,gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи. Для применяемых в курсовом проекте забивных свай сплошного сечения gсR =gcf = 1.

Суммирование в формуле (       ) распространяется на все пройденные сваей слои грунта (с учетом размыва).

Подсчет сил трения по боковой поверхности сваи сводится в табл. 5.1

                                                                                            Таблица 5.1