Определение нагрузок, действующих на свайный фундамент. Выбор длины свай и их сечений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН)

Кафедра инженерной геологии,

оснований и фундаментов

Методические указания и примеры

 расчета свайных фундаментов

 (к курсовому и дипломному проектированию)

для студентов направлений 270800 «Строительство»

всех форм обучения

Новосибирск 2011

Методические указания и примеры расчета разработаны к.т.н., профессором кафедры ИГОФ НГАСУ (Сибстрин)

Л.В. Нуждиным и к.т.н., доцентом кафедры ИГОФ

НГАСУ (Сибстрин) Б.В. Крутасовым

Утверждены методической комиссией

архитектурно-строительного факультета

мая 2011 г.

Рецензенты:

, д.т.н., профессор кафедры

ИГОФ НГАСУ (Сибстрин),

, к.т.н., доцент кафедры

ИГОФ НГАСУ (Сибстрин).

ОБЩИЙ ПОРЯДОК РАСЧЁТА

1.Назначение глубины заложения ростверка [1] - 7.11

При выполнении данной работы глубину заложения подошвы свайного ростверка  dp следует принимать минимальной в зависимости от заделки колонны в ростверк, а также минимальной толщины плиты ростверка (400 мм).

Расчётная высота ростверка при этом должна быть кратной 150 мм.

2.Определение нагрузок, действующих на свайный фундамент.

Расчёт свайных оснований по несущей способности и конструктивные расчёты свайных фундаментов производятся по расчётным нагрузкам, которые принимаются по основным сочетаниям нагрузок с коэффициентами надёжности  γf  , определяемыми по СНиП “Нагрузки и воздействия”. Осреднённое значение коэффициента надёжности в этом случае допустимо принимать 1,2.

Расчёт свайных оснований по деформациям выполняется на основное сочетание нагрузок с коэффициентом надёжности  γf=1. Расчётные вертикальные усилия, моменты и горизонтальные силы, действующие по обрезу ростверка, для расчётов по несущей способности обозначаются    NI, МI, QI , а для расчётов по деформациям соответственно NII, МII, QII.

При выполнении этого раздела используется ранее полученные данные о значениях приведённых нагрузок, относительно главных осей подошвы ростверка (см. § 4-1, задание № 2).

Расчётные значения приведённых нагрузок в этом случае определяются следующими выражениями:

NI=Nн0 ∙1,2                       NII=Nн0

MI,x=Mн0x ∙1,2                   MII,x=Mн0x

MI,y=Mн0y ∙1,2                   MII,y=M н0y

Здесь  Nн0 –вертикальная  составляющая всех нормативных нагрузок, приложенных в центре тяжести подошвы ростверка;

Mн0x , Mн0y– нормативные значения моментов внешних сил относительно главных осей  X, Y,  проходящих через центр тяжести подошвы ростверка.

3.Выбор длины свай и их сечений

[1]- п. 7.10, [2]- п. 8.3.2, п.8.3.3

Длина сваи назначается в зависимости от глубины заложения подошвы ростверка и положения несущего слоя, в который заглубляется конец сваи. Обычно заглубление свай в несущий слой ( lзаг. ) составляет не менее 1м, кроме пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести  IL=0,1, гравелистых, крупных и средней крупности песков, в которых lзаг. составляет не менее 0,5м.

Определенная трудность при выполнении этого этапа расчета возникает при выборе несущего слоя грунта. Здесь могут быть даны следующие рекомендации.

В случае, если геологический разрез площадки представлен только пылевато-глинистыми слоями грунтов различного вида и мощности, за несущий слой принимается тот слой грунта, где значение показателя текучести  ILимеет наименьшее значение.

В случае если основание представлено только напластованиями песчаных грунтов различной крупности, предпочтение следует отдавать грунтам с более крупной фракцией зерен.

При наличии в основании  песчаных и пылевато-глинистых  слоев грунта допускается несущий слой грунта назначать по расчётному сопротивлению грунтов  R табл. 1[1]. В этом случае для каждого отдельного слоя на условной глубине 3 м по табл.1[1] определяется расчётное сопротивление грунта. За несущий слой принимается тот слой, где больше значение  R .

Следует заметить, что при одинаковых значениях  R всегда предпочтительнее песчаные грунты.

После назначения несущего слоя грунта и глубины заделки нижнего конца сваи вычисляется расчётная длина сваи. За расчётную длину сваи принимается расстояние от подошвы ростверка до нижнего торца сваи (без учёта длины острия, см. рис.1) и определяется выражением:

lрас = ∑ li + lзаг     , где ∑ li- суммарная толщина прорезаемых слоёв с учётом глубины заложения подошвы ростверка;

lзаг - заглубление сваи в несущий слой грунта, принимаемое по рекомендациям настоящей главы.

Заказная длина сваи  lзакустанавливается с учётом глубины заделки сваи в ростверк. Глубина заделки сваи в ростверк может быть принята 30 см (25 см на отгиб продольной арматуры и 5 см на заделку сваи в ростверк).

Окончательно длина сваи и её сечение (марка сваи) назначается по номенклатуре забивных железобетонных свай квадратного сечения (например, табл.8.1[2], табл.1.1[4], ГОСТ 19804.1-79) в зависимости от заказной длины. При назначении сечения сваи следует отдавать предпочтение сваям сечением 30×30 см. По фактической длине сваи производится корректировка глубины заделки нижнего конца сваи в несущий слой.

Выбор длины сваи, в пределах задания, допускается производить