4.3 Определение количества свай и размещение их в ростверке.

Необходимое количество свай рассчитывается по формуле:

шт.

Примем симметричное расположение свай, то есть n = 4шт.

Рисунок 5 – Конструирование ростверка.

Нагрузку, приходящую на каждую сваю во внецентренно нагруженном фундаменте определяем по формуле:

P (27)

где х² = 4∙0,75² = 2,25 м², х = 0,75 м;

N _I = F_VOI + G_р + G_гр.

Объем ростверка:

V_р = 2∙2∙0,6 + 1,2∙1,2∙1,2 = 3,696 м³

Вес ростверка:

G_р = V_р∙_б = 3,696∙24 = 88,704 кН.

Вес грунта на уступах:

G_гр = V_гр ∙ _гр;

V_гр = V_о – V_р.

Общий объем:

V_о = 2∙2∙1,35 =5,4 м³,

V_гр = 5,4 – 3,696+1,2∙1,2∙0,15 = 1,92 м³.

Средневзвешенное значение удельного веса грунта в свайном фундаменте:

тогда:

G_гр = 1,92∙18,164 = 34,87 кН.

N_I = 1400 + 34,87 + 88,704 = 1523,6 кН,

M _I = M_OI + F_hOI ∙h_p = 370 + 23∙1,5 = 404,5 кН∙м.

Р_мах = 515,73 кН < 1,2·Р_св = 818,28 кН;

P_min = 246,06 кН >0.

Условие выполняется, свайный фундамент запроектирован рационально.

4.4 Проверка прочности основания куста свай.

Рисунок 6 – К расчету условного свайного фундамента.

Определяем ширину условного фундамента:

.

Объем условного фундамента AБВГ:

Площадь условного фундамента:

Объем ростверка и подколонника:

,

Объем свай:

Объем грунта в пределах условного фундамента:

Вес грунта в объеме условного фундамента:

G_гр = ^′_II∙V_гр = 18,16∙32,79 = 595,57 кН.

Вес свай и ростверка:

G_св = V_св ∙ _б =2,844∙24 = 68,256 кН,

G_р = V_р ∙ _б = 3,7∙24 = 88,704 кН.

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

N = F_VOII + G_р + G_св + G_гр = 1220 + 88,704 + 68,256 + 595,57 = 1972,53 кН.

Момент в уровне нижних концов свай:

M = M_{OI I} + F_hОII, ∙h_p = 320 + 20∙1,5 = 350 кН∙м.

Р _мах = 703,47 кПа; P_min = 224,4 кПа

Расчетное давление на грунт основания условного свайного фундамента в уровне его подошвы, при котором еще возможен расчет оснований по второй группе предельных состояний:

Т ак как L/Н =3,84, то _с1 = 1,25; _с2 = 1,0064.

П ри φ=16,2⁰ M_γ = 0,366; M_g = 2,458; M_с = 5,022; С_n = 41,6 кПа.

Р_ср = 463,9 кПа < R = 727,54 кПа;

Р_max = 703,47 кПа < 1,2·R = 873,05 кПа;

P_min = 224,4 кПа > 0.

Все условия соблюдаются.

4.5 Расчет оснований по деформациям

Рассчитываем осадку методом послойного суммирования (в соответствии с [5, п.4.4]) по формуле:

(28)

где  - коэффициент, корректирующий упрощённую схему расчёта, равный 0,8;

h_i – толщина i-го слоя грунта, м;

E_i – модуль деформации i- го слоя грунта, кПа;

n – число слоёв, на которые распределена по глубине сжимающая толща;

 - среднее дополнительное (к бытовому) напряжение в i-ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i-ого слоя, кПа.

 = . (29)

Величина осадки фундамента S не должна превышать преде льно допустимой осадки сооружения, определяемой по [7] или таблице А.5.

Грунтовые условия строительной площадки и физико–механических характеристик грунтов даны на рисунке 3.6.

Размеры условного свайного фундамента в плане: b_услхℓ_усл =2,062х2,062 м,

среднее давление под подошвой условного свайного фундамента – Р_ср = 463,9 кПа.

Построим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (4…6)∙b_усл = (4…6)∙2,062 = 8,248…12,372 м ниже подошвы фундамента.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, определяются по формуле:

или

по подошве первого слоя:

по подошве второго слоя:

по подошве третьего слоя (на границе водоупора):

Так как ниже залегает глина полутвердая, которая является водоупором, то необходимо учесть давление столба воды на глину

по подошве условного фундамента:

по подошве четвертого слоя:

Далее определяют дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в группе под подошвой фундамента по формуле:

Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои :

.

Для расчетов h_i принимаем равным 0,8.

Далее строим эпюру дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в группе по формуле:

,

где α - коэффициент, определяемый из [3, таблица 20], в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

Расчет будем вести в табличной форме в соответствии с рисунком в графической части.

В четвертом слое, где соблюдается выполнение условия 0,2σ _zq = σ _zp. Сжимаемая толща Н_с = 0,707 м.

S= 0,96+0,65+0,44+0,22+0,12=2,41 cм.

S < S_u = 2,41 см < 8 см

Таблица 5 – Определение осадки свайного фундамента.

Наименование грунта	Ei, МПа	Толщ-ина пласта грунта, м	γi или γsbi, кН/м3	σzq, кПа	0,2σzq, кПа	hi, м	Zi, м	ς=2Z/b, b=2,1м	α	σzp, кПа	Si, м
Глина полутвердая	15,3	4,9	18,9	177,5	35,49	0,8	0,8	0,7760	0,6176	176,91	-
				192,62	38,52	0,8	1,6	1,5519	0,4686	134,23	0,0096
				207,74	41,54	0,8	2,4	2,3279	0,2708	77,57	0,0065
				222,86	44,57	0,65	3,05	2,9583	0,1848	52,93	0,0044
				235,14	47,02	0,5	3,55	3,4433	0,1426	40,85	0,0022
				244,59	48,91	0,8	0,8	0,7760	0,6176	176,91	0,0012