Проектирование конструкции фундамента ІІ типа сооружения, страница 7

№ слоя осно-вания	Наименование грунта	№ расчетного слоя	hi ,м	li ,м	fi , кПа	fi× hi , кПа×м
1	песок мелкий плотный	1	1,5	1,1	35,7	53,55
1	песок мелкий плотный	2	1,5	2,6	45,3	67,95
1	песок мелкий плотный	3	1,35	4,025	53,06	71,62
2	Суглинок полутвердый	4	2	5,7	41,4	82,8
2	Суглинок полутвердый	5	2	7,7	43,7	87,4
2	Суглинок полутвердый	6	1	9,2	45,2	45,2
3	глина полутвердая	7	1	10,2	46,2	46,2

Глубина погружения нижнего конца сваи от дна водотока с учетом размыва равна 12,85 м. Следовательно, расчетное сопротивление под нижним концом сваи равно 3785 кПа. Площадь поперечного сечения сваи А=0,35²=0,1225 м², периметр поперечного сечения сваи U=0,35×4=1,4 м.

 F_d = 3785×0,1225 + 1,4(53,55+67,95+71,62+82,8+87,4+45,2+46,2)= 1100,3 кН.

Несущую способность сваи на выдергивание из грунта F_du (кН) определяют по формуле:

F_du = g_cu åg_cf f_i×h_i ,                                                                                         

g_c = 0,8.

F_du = 0,8×1,4 (53,55+67,95+71,62+82,8+87,4+45,2+46,2)= 509,3 кН.

Расчетная на­грузка на сваю из условия прочности ее ствола на растяже­ние Р_t (кН),

принимаемая по данным табл. 2.1.[  ] равна 240 кН.

5.2.3. Предварительное определение необходимого числа свай

и конструирование фундамента.

В курсовом проекте фундамент проектируют с простейшей рядовой расстановкой свай, симметричной относительно пло­скости моста и плоскости опоры. Общее количество свай ориентировочно определяют по формуле (с округлением до целого числа)                          

n = k_mg_k(F_u^o + G)/F_d,                                                                                                

где F_u^o —наибольшая вертикальная сила в плоскости обреза фундамента, кН; G — вес ростверка с учетом взвешивания во­дой, кН; k_m - коэффициент неравномерного загружения свай за счет действия момента М° принимают в пределах от 1,3 до 1,5; γ_k —коэффициент надежности, принимаемый для фунда­ментов с низким ростверком, равным 1,4.

Для предварительного определения числа свай по форму­ле (   ) вес ростверка вычисляют по его минимальным раз­мерам:

G = (g_f g_б  - g_w) a_min b_min h_min                                                                                                                        

где g_f = 1,1—коэффициент надежности по нагрузке; g_б -  удельный вес бетона, принимаемый равным 24,0 кН/м³; g_w  - удельный вес воды (9,81 кН/м³); a_min ,b_min ,h_min —мини­мальные размеры ростверка в плане по обрезу и его мини­мальная высота, назначаемые с учетом рекомендаций, изло­женных в 5.2.1.

G = (1,1×24  - 9,81) 9,8×3,2×1,2 = 624 кН;

n = 1,4×1,4(11162 + 624)/1100,3=21.

Конструирование свайного фундамента заключается в эффективной расстановке необходимого числа свай в рост­верке и его конструктивном оформлении.

При размещении свай в фундаменте необходимо выпол­нять требования норм проектирования, расстояние между осями соседних свай в уровне подошвы ростверка должно быть не менее 1,5 d_p, а в уровне нижних концов свай—не менее 3 d_p, где d_p — размер стороны поперечного сечения сваи. Минимальное расстояние между гранью сваи и гранью ростверка в плоскости его подошвы с₁ (см. рис.     ) должно быть не менее 0,25 м.

Сваи в фундаменте могут быть вертикальными и наклон­ными. Наклонные сваи не только увеличивают жесткость фундамента в плоскости их наклона, но и позволяют сокра­тить расстояние между сваями расходящихся (непараллель­ных) свай в уровне подошвы ростверка с₂ (см. рис.    ) до 1,5 d_p и тем самым разместить большее число свай в роствер­ке минимальных размеров. Наклоны свай ука­зывают в форме заложения т: 1, где т назначают целым числом.

5.2.4. Приведение нагрузок к подошве ростверка

Прежде чем приступить к расчетам предварительно за­проектированного фундамента, необходимо привести нагруз­ки к плоскости подошвы ростверка.

К вертикальной составляющей F_u^o  сочетаний нагрузок добавляют силу G рассчитанную для 1-го и 4-го сочетаний при g_f = l,l, для 2-го и 5-го сочетаний при g_f = 0,9 и для 3-го, 6 и 7-го сочетаний при g_f =1.

Горизонтальные силы во всех сочетаниях нагрузок оста­ются без изменений.

К моменту из любого сочетания нагрузок добавляют ве­личину

DМ = F_h^oh

где  F_h^o—горизонтальная сила из того же сочетания на­грузок.

Перечисленные нагрузки сведем в таблицу:

	I	II	III	IV	V	VI	VII
Fu	11162	9902	9980	11162	9902	9980	10900
Fhx	-	-	-	1089	1089	880	-
Fhy	289,6	289,6	236	-	-	-	-
Mx	2577,8	2577,8	2145,7	-	-	-	-
My	-	-	-	2676,2	2676,2	1876,5	-

5.3. Расчет усилий в сваях .

5.3.1. Общие сведения о расчетной схеме.

Свайный фундамент в расчетах рассматривают как многостоечную раму, в которой стойками являются сваи, а риге­лем служит ростверк. Для определения усилий в сваях при­меняют известный в строительной механике метод перемеще­ний. При этом ростверк считают абсолютно жестким телом, а сваи—упругими стержнями, расположенными в упругой среде Фусса—Винклера.

Деформируемость свай в грунте зависит от упругих свойств грунта, жесткости ствола сваи EI, длины погружен­ной части сваи l и характеризуется приведенной глубиной погружения:

 L=a_eL                              

где  a_e — коэффициент деформации, м^-1, определяемый по формуле

a_e =  Kb_p/g_cEI                      

К, γ_c — то же, что и в формуле (5.5); b_p — условная шири­на сваи, м, принимаемая по зависимости

b_p = 1.5d_p+0.5