5. Определение параметров свайного фундамента.
5.1. Определение глубины заложения ростверка.
Рисунок 5 – Глубина заложения ростверка
1.Определим глубину заложения подошвы ростверка
FL =108,65-(0,15+0,6+0,2+0,05)=107,65
2. По глубине заложения фундаментов примыкающих сооружений - ограничений нет.
3. По нагрузкам и воздействиям на основание и инженерно-геологическим условиям строительной площадки глубина заложения ростверка не определяется.
4. По рельефу строительной площадки - ограничений нет.
5. По глубине сезонного промерзания. Аналогично фундаментам мелкого заложения абсолютная отметка FL = 107,42 м.
6 По гидрогеологическим условиям - ограничений нет.
В результате сравнения величин отметок, в качестве расчетной принимаем минимальную абсолютную отметку подошвы ростверка – 107,42 м, тогда глубина расположения (заложения) ростверка
dp= DL - FL = 108,5 –107,42 = 1,08 м.
6.2 Определение несущей способности сваи
Несущая способность сваи складывается из сопротивления грунта под острием и сил трения грунта по боковой поверхности. Следовательно, острие располагаем в более прочном грунте, длина сваи берется исходя из инженерно-геологических условий.
Выбираем вид висячей сваи. Принимаем забивную сваю, ее размеры принимаются по ГОСТ 19804-91.
Абсолютная отметка подошвы ростверка определена ранее и составляет 107,42 м. Исходя из инженерно-геологических условий выбираем забивные сваи сечением 0,3х0,3 м длиной 7,5м.
Уточнив размеры выбранной сваи (длина L=7,5м; поперечное сечение 300х300мм) и выполнив рисунок, определяем ее несущую способность Fd. Для забивных и набивных свай формулы имеют одинаковый вид:
где с=1-коэффицент условий работы сваи в грунте;
R=5789 кПа - расчетное сопротивление грунтов под сваей, кПа (принимается по таблице 1 СниП 2.02.03.-85 );
А=0,16 -площадь опирания сваи, м²; U=1,6 - периметр сваи, м;
сf=1; cR=1- коэффициенты условий работы грунта соответственно на боковой поверхности и под нижним концом сваи (таблица 3 СниП 2.02.03.-85);
fi- расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи (таблица 2 СниП 2.02.03.-85);
hi-толщина i-го слоя грунта, м.
Рисунок 6 – несущая способность сваи
Схема для определения несущей способности одиночной сваи по грунту
Несущая способность одиночной сваи:
Расчётная нагрузка, допускаемая на одну сваю составляет:
Где γк=1,4-коэффицент надежности (при определении несущей способности сваи по СНиП ).
Найдем требуемое количество свай:
принимаем n=4, размещаем их по углам ростверка.
Ap=4,41 м2
Вычисляем вес ростверка:
Np=25*4,41*1.08=119,07 кН.
Рисунок 7 – Конструирование свайных фундаментов
Найдем расчетное значение веса ростверка по 1 группе предельныхсостояний
NpI=1.1*119,07=131 кН.
Находим значения усилий, приходящихся на каждую сваю
Nmax=796,26 кН
Nmin=640,7 кН
Условие выполняется, т.к. 796,26 кН≤804,35 кН
640,7 кН≤804,35 кН
Определяем осредненный угол внутреннего трения основания, прорезаемого сваей:
Найдем ширину условного фундамента:
ly=by=1.2+0.4+2*((2.3+2.6+2.15)*tg7.225°=2.09 м
by=2.09 м.
Вес свай:
Nc=18.2*4=72.8 кН
Объем АБВГ(рис 8):
Nгр=2,092*1,4*10.08+2,092*0,9*(19.62+10)+2,092*2.6*(20.04+10)+2,092*2,15*
*(19,72+10)=798.35 кН
Рср=(2740+798.35+72,8+130.98)/2.09*2.09=856.7 кПа
Значения безразмерных коэффициентов для грунта несущего слоя
Mg=0.478; Mq=2.762; Mc=5.516
При L/H=2 находим значения коэффициентов с1=1,25 и с2=1,16 (с2 найдено по интерполяции, в связи с отсутствием искомого значения в таблице)
Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:
Глина полутвердая является водоупором, поэтому взвешивающее действие воды в данном слое не учитываем.
Вычисляем расчетное сопротивление грунта основания по 2 группе предельных состояний:
Проверяем выполнение основного условия расчета по 2 группе предельных состояний:
Рmax=(798.35+72,8+131+2740)/2,092+(20*7.5)/2,092=891.04 кПа ≤ 1.2*R=1123,8 кПа
Pmin=856.7-34.34=822.36 кПа ≥0
Рср=856.6 кПа≤R=936,5 кПа
Условие выполняется. Фундамент запроектирован правильно.