Проектирование фундаментов для химической лаборатории, страница 4

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи

А – площадь поперечного сечения сваи, м²

f_i – расчетное сопротивление на боковой поверхности забивных свай, кПа

h_i – мощность i-го слоя, м ; В случае, если толща однородного грунта более 2м, то ее делят на элементарные слои каждый из которых не более 2м.

Определяем расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи.

При показателе текучести песка мелкозернистого J_L= 0 и h₆ = 10,8м  f₆ = 46,8кПа.  Пласт песка пылеватого разбиваем на 2 слоя и получаем при J_L= 0  и h₅ = 9,2м  f₅ = 33,6кПа, h₄ = 7,2м  f₄ = 32,2кПа

Для супеси пластичной с J_L= 0,67  и h₃ = 5,8м  f₃ = 12,34кПа, h₂ = 4,0м  f₂ = 11,1кПа. При показателе текучести суглинка тяжелого J_L= 0,71  и h₃ = 2,1м  f₃ = 6,9кПа

R = 2470 кПа ;  А = 0,35•0,35 = 0,1225 м²  ;  U = 0,35•4 = 1,4 м

Определение несущей способности сваи по материалу.

F_км=γ_с∙φ∙(γ_св∙R_в∙А_в+R_sc∙A_s), где

γ_с- коэффициент работы сваи,

φ- коэффициент продольного изгиба,

γ_св- коэффициент условной работы бетона,

R_в- расчетное сопротивление сжатого бетона,

А_в- площадь поперечного сечения сваи,

R_sc-  расчетное сопротивление.

F_км=1∙1∙(1∙11,5∙10³∙0,1225+280∙10³∙0,804)=1633,87кПа

Так как несущая способность сваи по материалу будет намного больше, чем по грунту, следовательно, в дальнейшем расчете принимаем несущую способность по грунту.

Расчетная нагрузка на сваю определяется как:   , где

γ_к = 1,4  – коэффициент, по нагрузке.

5.2.3 Определение количества свай и размеров ростверка.

Определение ориентировочного веса ростверка.

Среднее давление под подошвой ростверка будет:

Площадь подошвы ростверка:   , где

 – нагрузка по I-ому предельному состоянию.

 – удельный вес грунта выше подошвы ростверка.

Определяем вес ростверка и грунта:   , где

Определяем количество свай:

Окончательно примем число свай в фундаменте равным и разместим их по углам ростверка. Размещение свай и размеры ростверка принимаются по справочнику проектировщика

Определяем нагрузки на крайнюю сваю:    , где

y – расстояние от главной оси до оси наиболее удаленной сваи, м

y_i – расстояние от главной оси до оси i-ой сваи, м ;

5.2.4 Расчет свайного фундамента по деформации.

Расчетная схема приведена на рис.

Определяем φ_ср :      , где

h_i – мощность грунтового слоя начиная от подошвы фундамента.

φ_II – угол внутреннего трения i-го слоя.

Определяем    , где а` – расстояние между краями крайних свай.

Определяем нагрузку на подошве грунта свайного массива:

   ,  где

Д – расстояние от отметки DL до низа сваи.

m_св – масса одной сваи.

 – средний удельный вес грунтового массива, определяемый по формуле:

Среднее давление под подошвой грунтового массива:    , где

R – расчетное сопротивление грунта сжатию, кПа

Основное условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний выполняется.

5.2.5 Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.

Построение эпюры природного давления аналогично фундаменту мелкого заложения, а напряжение на уровне грунтосвайного массива:

σ_zgo = 0,4•1,8•9,8+2,0•17,4+3,6•18,82+3,2•20+1,9•18,64= 209,0кПа

Построение эпюры осадочного давления:   ,   тогда

 , где α_i – находим при l_усл/β_усл = 1

Дальнейший расчет осадки сведем в табличную форму:

hi	zi	ξ = 2z / βусл	α = f(ξi l/β)	σzpi	σzpсрi	Ei	Si
0,4·βусл = 1,68м	0	0	1	210,1		17000
	1,68	0,8	0,83	174,38	192,24		0,0151
	3,36	1,6	0,496	104,2	139,29		0,0110
	5,04	2,4	0,294	61,76	82,98		0,0066
	6,72	3,2	0,187	39,29	50,53		0,0039

Σ S_i = 3,27см

Эпюры природного и осадочного давления даны на листе. Полученная суммарная осадка меньше предельно допустимой, что позволяет использовать данный фундамент.