3.3 Расчет свайного фундамента по деформациям. Расчет осадки свай под стену с подвалом

Расчет по предельному состоянию второй группы производится аналогично расчету по деформациям оснований фундаментов на естественном основании и сводится к удовлетворению условия: S<Su.

При расчете осадки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент, в состав которого входят ростверк, сваи и грунт. Контур условного массива ограничивается сверху поверхностью планировки, снизу – плоскостью в уровне нижних концов свай BC, с боков – вертикальными плоскостями AB и CD, отстоящими от граней крайних свай на величину .

Точка B и C находятся в результате пересечения горизонтальной плоскости в уровне нижних концов свай с наклонными линиями, проведенными от наружного контура свайного ряда в уровне подошвы ростверка под углом к вертикали.

При слоистом напластовании в пределах длины сваи h угол φiimt принимается средневзвешенным:

где φi – расчетные значения углов внутреннего трения грунтов соответствующих участков сваи hi.

Таким образом, длина L1 и ширина B1 подошвы условного фундамента определяется из выражения:

1 м;

0,48+2∙7∙tg29.48/4=2,3 м ;

где m – расстояние между внешними плоскостями свай, м;

h – расчетная длина сваи, м h=7м

Давление Р (в кПа) по подошве условного фундамента определяется с учетом веса условного массива:

P=N_d1/A₁,

де А₁ – площадь подошвы условного фундамента, равная 2,3 м²

N_d1 – суммарный вес условного массива и нагрузок, приложенных на уровне обреза ростверка, кН.

Здесь N₀ – нагрузка, приложенная на уровне обреза ростверка; равная 700 кН

G₁ – вес ростверка, G₁ =0.8*0.4*1*21 = 6.72 кН

G₂ – вес сваи; равный G₂=(3,14∙0,6²/4) ∙7∙25=49,46 кН

G₃ – вес грунта в объеме выделенного условного массива

G₃=

N_d1=N₀+G₁+G₂+G₃=560+19.625+51.52+384,65=1027,78 кН;

Р=N_d1/A₁ =1027,78/2,3=446,86 кПа.

Давление Р от расчетных нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R, то есть необходимо соблюдение условий P<R и Pmax<1,2R.

Расчетное сопротивление грунтов R для свайных фундаментов будет представлено в следующей форме:

Угол внутреннего трения φ0	Коэффициенты
	M	Mq	Mc
27	0,91	4,64	7,14

γ_c1=1,4, γ_c2=1,4, γ_II=23.5 кН/м³, C=0,

=22,33 кН/м3;

R=1,4∙1,4(0.91∙2,3∙23.5∙1+4.64 ∙7,4∙22,33)=1592,45 кПа;

P=446,86 кПа < R=1592,45 кПа

Дальнейший расчет осадки свайного фундамента производится так же, как и фундамента мелкого заложения, по методу послойного суммирования.

Природное давление на отметке подошвы условного фундамента:

σ_zg1 = γ₁∙h₁ = 1,2 ∙22,6 = 27,57 (кПа)

σ_zg2= γ₂∙h₂^’+ σ_zg1=21,7*0,3+27,57=34,08(кПа)

σ_zg3^’ ₌ ∙h₃^’’+ σ_zg2 + 34,08 = 36,87 (кПа)

σ_zg4 = σ_zg3^’ + γ_w∙h₃^’’ = 10*0,4+36,87 = 40,87 (кПа)

σ_zg5 = σ_zg4+ γ₃∙h₃=40,87+20,7*4,1=125,74 (кПа)

σ_zg6 = σ_zg5+ γ₄∙h₄^’=125.74+23.5*1=149.24 (кПа)

Дополнительное вертикальное давление непосредственно под подошвой фундамента определяется как разность между средним давлением по оси фундамента и вертикальным напряжением от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

P₀ = P - _zg,0= 446.86-149.24 =297.62кПа.

Расчет осадки представим в табличной форме. h=0,2b=0,2·2.3=0,46м

Z, м	ξ=2 z/b	α	σzp,i, кПа	σcрzp,i кПа	Е i, МПа	S i, мм
0	0	1	297,62
0,46	0,4	0.977	290	293,81	18	8,357262
0,92	0,8	0,879	261,608	275,804	18	7,845091
1,38	1,2	0,749	222,9174	242,2627	26	4,770711
1,84	1,6	0,629	187,203	205,0602	26	4,038108
2,3	2	0,53	157,7386	172,4708	26	3,396348
2,76	2,4	0,449	133,6314	145,685	26	2,868874
3,22	2,8	0,383	113,9885	123,8099	26	2,438103
3,68	3,2	0,329	97,91698	105,9527	26	2,086454
4,14	3,6	0,285	84,8217	91,36934	26	1,799273
4,6	4	0,248	73,80976	79,31573	26	1,56191
5,06	4,4	0,218	64,88116	69,34546	26	1,365572
5,52	4,8	0,192	57,14304	61,0121	26	1,201469
5,98	5,2	0,17	50,5954	53,86922	26	1,060809
6,44	5,6	0,152	45,23824	47,91682	26	0,943593
					S=∑Si=43,73358

Согласно вычислениям, проделанным в таблице, получаем, что S=43.73 мм < Sнорм=80 мм

4.Реконструкция после 10 лет эксплуатации

Задача состоит в том, чтобы проверить, выдержит ли рассчитанный ранее фундамент нагрузку, которая в 1.8 раза превысит исходную, и если нет, то выполнить расчет по уширению подошвы фундамента или устройству свайного фундамента.

Для центрально нагруженного фундамента №1:

_{P0=579,2 кПа}

_{R0=954,23 кПа}

_{k =1,31( П11-01 СНБ 5,01,01-99)}

_кПа

_{Rнов= R0* k=954,23*1,31=1250 кПа}

_{Рнов ≤ Rнов}

_{979,2 кПа ≤ 1250 кПа}

Условие выполняется

Для центрально нагруженного фундамента №2:

_{P0=285,2 кПа}

_{R0=360,15 кПа}

_{k =1,41( П11-01 СНБ 5,01,01-99)}

_кПа

_{Rнов= R0* k=360,15*1,41=507,8 кПа}

_{Рнов ≤ Rнов}

_{485,2 кПа ≤ 507,8 кПа}

Условие выполняется