Расчетно-конструктивный раздел. Проектирование свайных фундаментов

Глубина заделки сваи в ростверк при свободном опирании ростверка на сваи – 10см.

3.1.2 Характеристики грунта основания

Основанием фундаментов служат грунты со следующими расчетными характеристиками:   

- песок крупный среднеоднородный, средней прочности ρ= 1,94г/см³ , φ=38º, Е=30МПа;  

- суглинок  тугопластичный средней прочности ρ= 1,81г/см³ , с= 0,0023МПа, φ=19º, Е=14МПа;

- суглинок  тугопластичный прочный ρ= 2,01г/см³ , с= 0,00513МПа, φ=23º, Е=18МПа.  

3.1.3 Определение несущей способности сваи по грунту

Расчет несущей способности сваи по грунту производится на основании   П13-01 к СНБ 5.01.01-99.

В этом случае несущая способность определяется по формуле:

 , где :

g_с - коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

g_cr, g_cf - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и по боковой поверхности, принимаемые по табл. 5.1  П13-01 к СНБ 5.01.01-99;

А - площадь поперечного сечения сваи;

R- расчетное сопротивление сваи под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от типа грунта, характеристик его физического состояния, а также от глубины расположения нижнего конца сваи (Zk);

U_i - усреднённый периметр поперечного сечения ствола сваи в i-ом слое грунта;

R_fi - расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 6.2 в зависимости от типа грунта, характеристик его физического состояния, а также от глубины расположения i-того слоя грунта;

h_i - толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

при Z_R = 9,65 м            R = 5035 кПа;

при Z₁ = 3,775 м           f1 = 69 кПа;

при Z₂ = 5,8 м               f2 = 48 кПа;

при Z₃ = 8,075 м           f3 = 77 кПа.

Коэффициенты условия работы для забивных свай:

g_cr = 1,0;    g_cf = 0,7;   g_c = 1,0.

Площадь поперечного сечения А = 0,071м², периметр U = 0,947м.

Несущая способность сваи по грунту:

кН

Таким образом, несущая способность сваи F_d = 802,506 кН.

Рисунок 3.1 Расчетная схема определения несущей способности сваи по грунту

3.1.4 Определение количества свай в 1м ростверка ленточного фундамента

При проектировании ростверка ленточного фундамента определяем требуемое по расчету расстояние между сваями по формуле:

где N_IF - расчетная нагрузка на уровне подошвы ростверка, которую на начальном этапе расчета допускается принимать без учета веса фундамента, ростверка и грунта на его уступах, т.е. N_IF = N_0I;

gk - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 5.6 СНБ 5.01.01-99.

Lсв = (802,506/1,4)/503,916 = 1,138м – расстояние между осями свай в монолитном ростверке 1м.

Расстояние между осями свай принимается не менее 3d и не более 6d. Принимаем расстояние между сваями 1,3м.

3.1.5 Конструирование ростверка

Т.к минимальное расстояние от наружной грани сваи до края ростверка не менее 100мм, а также размеры ростверка в плане принимаются кратными 300мм,то окончательная ширина ростверка:

в = 300+2·150 = 600мм

Высоту ростверка принимаем 0,5м.

Рисунок 3.2 Конструирование железобетонного ростверка

Для армирования ростверка принимаем каркасы с продольной арматурой Æ10 S500, поперечная арматура из условия сварки Æ6 S240 с шагом 150мм.

3.1.6. Проверка несущей способности запроектированного фундамента

Вес фундамента и грунта на его уступах определяем с учетом коэффициентов надежности по нагрузке gf = 1,1 (для бетона).

G_F = кН

Полная нагрузка на уровне подошвы ростверка:

N_IF = 503,916 + 7,92 = 511,836 кН

Для центрально загруженного фундамента должно выполняться условие:

N_1F £ ;

= = 573,219кН

N_IF = 511,836 кН  <  573,219 - условие выполняется.

Таким образом, максимальная нагрузка на сваю не превышает ее несущей способности. Следовательно, ростверк сконструирован правильно.

3.1.7 Несущая способность сваи по материалу

Нагрузка на сваю:  Nc = 503,916 кН.

Для армирования сваи принимаем продольную арматуру S500.

- расчетное сопротивление арматуры растяжению по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02 составит  мПа;

Определяем расчетные характеристики для бетона :

- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие мПа;

- расчетное сопротивление бетона сжатию составит:

мПа;

Определяем диаметр и количество арматуры:

;

 - коэф. продольного изгиба,

 - площадь сжатого бетона,

 - площадь арматуры.

,

,см²

Принимаем 6 стержней Æ10 S500 (см²).

Поперечную арматуру принимаем конструктивно из условия сварки