Строительство и архитектура \ Основания и фундаменты

Проектирование и расчет свайного куста под колонну (поперечное сечение колонны 800х400 мм), страница 2

Нормативные нагрузки:

Грунтовые условия строительной площадки:

Грунт №1: растительный слой, насыпь, ɣ=1,8 т/м3, h1=0,8м;

Грунт №2: супесь пластичная, IL=0,2, h2=3м;

Грунт №3: супесь текучая, IL=1,1, h3=4м;

Грунт №4: песок мелкий средней плотности, h4=5м;

Грунт №5: глина твердая, IL= -0,02, h5=6м.

Расчет фундамента:

Глубину заложения ростверка примем равной d=1,5м; высота ростверка hp=1,0м. длину сваи от подошвы ростверка до острия примем равной 9м; в соответствии со стандартами примем размеры сечения сваи 0,4х0,4м.

Определим несущую способность сваи:

, где

ɣс=1; ɣCR=1; ɣCF=1 – коэффициенты условий работы грунта;

R=10,5МПа=1050т/м2 – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А=0,4х0,4=0,16м2 – площадь опирания на грунт сваи;

u=4х0,4=1,6м – нагруженный периметр поперечного сечения сваи;

fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи;

f1=0,45МПа=4,5т/м2

f2=0 МПа

f3=0,45МПа=4,5т/м2

hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с поверхностью;

h1=2,3м

h2=4м

h3=2,7м

Общая нагрузка, которая может передаваться на сваи:

, где

N – расчетная нагрузка;

ɣк=1,4 – коэффициент надежности;

Ориентировочное число свай:

Принимаем n=4сваи.

Расчетная нагрузка на сваю N для фундаментов с вертикальными сваями определяется по формуле:

№сваи	хi	xi2	yi	yi2	Ni (т)
1	-0,82	0,67	0,82	0,67	122,94
2	0,82	0,67	0,82	0,67	135,79
3	-0,82	0,67	-0,82	0,67	110,09
4	0,82	0,67	-0,82	0,67	122,94
Итого		2,68		2,68

Проверка расчета по первому предельному состоянию заключается в выполнении неравенства:

Проверка выполнена.

Расчет свайного фундамента на деформации:

Свайный фундамент рассматривается как сплошной массив, длина и ширина которого равны:

, где

Lм и Вм – ширина и длина условного фундамента соответственно;

L и В – расстояние между наружными кромками крайних рядов свай;

Lсв – расстояние от подошвы ростверка до нижних концов свай

- средневзвешенное нормативное значение кгла внутреннего трения.

Проверка свайного фундамента:

38,03т < 145,7т – условие выполнено

– условие выполнено

Pmin = 35,86т>0 – условие выполнено

Pext <= 1,2R

Pext = 39,1т<1,2R = 174,84т - условие выполнено

Теперь необходимо проверить осадку свайного фундамента:

Ординаты эпюры природного давления:

, где

ɣ - объемный вес слоя;

h – мощность слоя;

ɣк – объемный вес слоя грунта, в котором находится рассматриваемая точка.

Природное давление на подошве:

1 слоя: σzg1= 1,8*0,8*10=14,4кПа

2 слоя: σzg2= 1,97*3*10+14,4=73,5кПа

Уровень грунтовых вод находиться на границе 4 и 5 слоёв, поэтому:

σzg2’= 79,3кПа

3 слоя: σzg3= 1,98*4*10+79,3=158,5кПа

4 слоя: σzg4= 2,04*5*10+158,5=260,5кПа

Таким образом, природное давление на отметке подошвы фундамента равно:

σzg0= 2,04*2,7*10+158,5=213,6кПа

Найдем величину дополнительного давления под подошвой фундамента: Ро=Р-σzg0=380,3-213,6=166,7кПа

Справа от оси фундамента строим эпюру дополнительного давления по формуле:

Грунтовое основание в пределах сжимаемой толщи необходимо разделить на элементарные слои, толщина которых не должна превышать 0,4b (0,4 м). Каждый элементарный слой должен лежать внутри грунтового пласта на геологическом разрезе.

Данные расчета отражены в таблице:

m	z	α	Ϭ=Pо*α
0	0	1	166,7
0,4	0,98	0,96	160,0
0,8	1,96	0,8	133,4
1,2	2,94	0,606	101,0
1,6	3,92	0,449	74,8
2	4,9	0,336	56,0
2,4	5,88	0,257	42,8
2,8	6,86	0,201	33,5
3,2	7,84	0,16	26,7
3,6	8,82	0,131	21,8
4	9,8	0,108	18,0

Определяем сжимаемую толщу основания z', под которой понимают расстояние между подошвой фундамента и отметкой, на которой дополнительной давление составляет 0,2 от природного давления.

Подсчитывается осадка фундамента:

Расчет свайного фундамента на продавливание:

Примем бетон класса В35 с расчетным сопротивлением 130т/м2. Зададимся рабочей высотой ростверка h=1,0м, защитный слой примем 5 см, тогда hо=1,0-0,05=0,95м.

Проверим всю рабочую высоту сечения