Расчет свайного фундамента. Геологические условия. Расчетная схема. Выбор глубины заложения ростверка

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn принимается по данным многолетних наблюдений (не менее 10 лет), при отсутствии таких данных d_fn принимается для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, по формуле:

где  величина, принимаемая по [ ], в зависимости от вида грунта; °С. – безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за холодный период года в данном районе, принимаемых по [ ].

Расчетная глубина сезонного промерзания d_f определяется по формуле

,                                                    

где K_n=0,4 м коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый по [ ].

- Учет конструктивных особенностей

Применяется жесткая заделка оголовка сваи в ростверке. С учетом конструктивных особенностей принимаем глубину заложения ростверка 0,4 м.

3.2.3 Выбор типа и размера свай

Сваи забивные железобетонные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Тип свай – висячие.

Марка сваи С50.30-6у. Сваи изготовлены из бетона класса В25, F75, W4.

Вес сваи 1,15 т, длина сваи 5 м, поперечное сечение 30х30 см.

Свая заглубляется в глину коренную на 0,75 м.

3.2.4 Определение несущей способности сваи

Несущая способность Fd забивной висячей сваи определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и наеёбоковой поверхности:

F_d=g_c·(g_cr·R·A+u·åg_cf·f_i·h_i), где

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи по (табл. 1 [  ])

А - площадь поперечного сечения сваи

U - наружный периметр поперечного сечения сваи

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи по [табл. 2,  ]

g_c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый g_c = 1;

g_cRg_cf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по (табл. 3 [  ]),

g_cR = 1; g_cf = 1.

После упрощения формула примет вид:

F_d=R·A+u·åf_i·h_i

Площадь поперечного сечения сваи      А=0,30²=0,09м²

Периметр поперечного сечения сваи     u=4·0,30=1,2м.

h1=1,75м    z1=1,275м    f1=3,69тс/м²

h2=2,20м    z2=3,25м      f2=4,925тс/м²

h3=0,75м    z3=4,725м    f3=5,518тс/м²

Несущая способность сваи:

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю:

где  - коэффициент запаса равный 1,4.

3.2.5 Расчет количества свай на 1 п.м. и конструирование ростверка

Определяем количество свай на 1 погонный метр:

   шт.

Принимаем шахматное расположение свай при числе рядов n = 2.

Определяем вес ростверка на 1 пог.м.:

Определяем нагрузку, передаваемую на одну сваю

      т/м.

Нагрузка, передаваемая на одну сваю, менее Р_доп .Оставляем принятую конструкцию ростверка.

3.2.6 Расчет осадки свайного фундамента

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

, где  - расчётное значение углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоёв грунта толщиной соответственно , и .

Размеры условного фундамента:

Объём условного массива:

Объём свай:

.

Средневзвешенное значение объёмного веса:

Вес свай:

Вес грунта в условном массиве:

т.

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

Среднее фактическое давление на грунт под подошвой условного фундамента :

R=1,2 ·(1,15·1·1,74·2,04+4,59·7,42·1,95+7,95·3,8)=120,78т/м²

Проверяем условиеP_ср ≤ R

61,04 т/м²≤120,78т/м²

Определяем бытовое давление грунта на уровне подошвы условного фундамента:

т/м².

Определяем дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы условного фундамента:

  т/м².

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине Z от подошвы условного фундамента:

, где α – коэффициент, принимаемый по [табл.1, прил.2,  ]

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы условного фундамента, определяется:

где  и  - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие:

  ,  при  Е ≥ 50 кгс/см²

Грунтовую толщу разбиваем на слои h=(0,20,4)b

Zi, м	2z/b		szp, тс/м²	szg, тс/м²	0,2szg, тс/м²	hi, м	Ei, тс/м²	Si, м
0	0	1	51,13	0	0	0		0
0,5	0,57	0,95	48,57	1,02	0,204	0,5	2100	0,0095
1,0	1,15	0,606	30,98	2,04	0,408	0,5	2100	0,0076
1,5	1,72	0,446	22,78	3,06	0,612	0,5	2100	0,0051
2,0	2,29	0,258	13,19	4,08	0,816	0,5	2100	0,0034
2,55	2,93	0,184	9,40	5,20	1,040	0,55	2100	0,0024
3,15	3,62	0,128	6,54	6,43	1,286	0,6	2100	0,0016
3,75	4,31	0,092	4,70	7,66	1,530	0,6	2100	0,0011
4,25	4,89	0,073	3,73	8,68	1,740	0,5	2100	0,0008
4,75	5,46	0,058	2,96	9,70	1,940	0,5	2100	0,0006
5,25	6,03	0,051	2,60	10,72	2,144	0,5	2100	0,00056
5,75	6,60	0,041	2,09	11,74	2,350	0,5	2100	0,00048

                                                                            

3.2.7 Учет морозного пучения

Расчет для незавершенного строительства.

Глубина промерзания  d_fn= 1,65м.

=t_fh*A_fh

A_fh- площадь  боковой  поверхности  фундамента,  находящейся  в  пределах  расчетной  глубины  сезонного  промерзания  грунтов,

A_fh = 1,83,м²,

t_fh =11 т/м²-значение удельной  расчетной  касательной  силы  пучения ,  определяется  по  таблице  2.41 [ ].

= 11*1,83= 20,13т

20,13<(20,13+0,864+2,16)/1,4+0,5*0,9*90,88

20,13<57,75

Условие выполняется. Дополнительные меры не требуются.

      3.3  РАсЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА (СЕЧЕНИЕ 2-2)

3.3.1 Геологические условия. Расчетная схема

Расчетные физико-механические свойства грунтов см.выше сечение 1-1.

3.3.2 Выбор типа и размера свай

Сваи забивные железобетонные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Тип свай – висячие.

Применяем сваи той же марки, что и для сечения 1-1 С50.30-6у. Сваи изготовлены из бетона класса В25, F75, W4.

Вес сваи 1,15 т, длина сваи 5 м, поперечное сечение 30х30 см.

Свая заглубляется в глину коренную на 0,75 м.

3.3.3 Определение несущей способности сваи

Несущая способность сваи:

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю:

Расчет см. выше сечение 1-1.

3.3.4 Расчет количества свай на 1 п.м. и конструирование ростверка

Определяем количество свай на 1 погонный метр:

   шт.

Принимаем шахматное расположение свай при числе рядов n = 2.

Определяем вес ростверка на 1 пог.м.:

 

Определяем нагрузку, передаваемую на одну сваю

 т/м.

Нагрузка, передаваемая на одну сваю, менее Р_доп.Оставляем принятую конструкцию ростверка.

3.3.5 Расчет осадки свайного фундамента

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

, где  - расчётное значение углов внутреннего трения для отдельных