3. Фундамент №3

Ввиду очень малого значения изгибающего момента по подошве фундамента, фундамент будем считать центрально нагруженным, что допустимо поскольку, как покажут дальнейшие расчёты, существует значительный запас прочности по грунту.

N₀₁= 600 кН

Выбор типа, длины и марки сваи, глубины заложения

Свая - трения.

Глубину заложения ростверка свайного фундамента выбираем исходя из конструктивных особенностей сооружения:

За несущий слой грунта принимаем суглинок, имеющий предел текучести I_L = 0,54.

Принимаем сваи по ГОСТ (заделка сваи в ростверк:): свая забивная железобетонная квадратного сплошного сечения 300×300 мм, типа С6-30 с ненапрягаемой арматурой и длиной 6000 мм. марка бетона: B20, сечение продольной арматуры: 4Ø12 класса А-I.

Определение несущей способности сваи по грунту:

F_d=γ_c·(γ_cR·R·A+u·∑γ_cf·f_i·h_i)= =1·(1·1163·0,09+1,2·∑229)=303,87 кН

A=d_p²= 0,3²= 0,09 м²

u=4·d_p=4·0,3=1,2 м.

Расчетная нагрузка (несущая способность), допускаемая на основание сваи:

Условное сопротивление свайного основания

где r=3·d_p=3·0,3=0,9м

Расчетная схема к фундаменту №3

Ориентировочная площадь подошвы ростверка

Ориентировочное значение нагрузки от веса ростверка и грунта на его ступенях:

N_rI+N_gI= γ_m· γ_f·A·d=20·1,1·3,3·3,07=222,97 кН

Определение ориентировочного количества свай

n= 1·(600+222,97)/217,05=3,79≈4 шт.

Определение расчётного сопротивления сваи по материалу:

Проверка давления на сваю

Уточняем вес грунта на уступах ростверка: N_gg=1,1·7,77·16 = 136,8 кН

Проверка давления на сваю:

где N_g= 1,1·2,916·25=80,19 кН

Количество свай удовлетворяет требованиям.

Конструируем ростверк.

Рисунок 16. Конструкция ростверка

Проверка прочности железобетонного ростверка под колонну

Сечение колонны: 0,4×0,8; с₂=0,1; с₁=0,1; h₁=0,8м. α₁=5,24; α₂=5,24 т.к k₁=0,125; k₂=0,125

F_пр=2∑N_pimax=2·2·N_p1=817,05 кН;

Проверка на продавливание колонной по 2-му сечению крайней сваи

N_p1=N=174,16+85,41=259,57;

2∑N_pimax=2·2·N_p1=2·2·204,26=817,05 кН;

2∑N_pimax=817,05 кН<3772,8 кН. Условие выполняется

Проверка прочности железобетонного ростверка на продавливание угловой сваей

b₀₁=0,6; b₀₂=0,6; c₀₁=0,0; c₀₂=0,0; h₀₁=0,85; R_bt=900 кПа; В₁=1,05; В₂= 1,05; k₀₁=0,0; k₀₂=0,0

Условие выполняется.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе.

Условие: Q≤ mbh₀R_p

408,52≤ 2,45·1,8·0,85·900=3373,6

Где, c=0,025; h₀=0,85; c/h₀=0,0294

Расчет осадки свайного фундамента

Расстояние от наружных граней крайних рядов вертикальных свай до вертикальных граней условного фундамента:

tgα=0,08

h= L·tgα=6·0,08=0,476

Размеры подошвы условного фундамента:

l_y=l₀+2·h=1,2+(2·0,476)=2,15

b_y=b₀+2·h=1,2+(2·0,476)= 2,15

Среднее значение давления уловного фундамента:

p₂=(N₀₂+N_с)/(b_у·l_у)=(780+931,7)/( 2,15·2,15)=369,54 кПа

p₂=369,54<R=537 кПа

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента:

G_zg0= N_c/A_y= 931,74/4,63=201,2 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента:

p₀=p₂- G_zg0=369,54-201,2=168,39 кПа

Таблица ‒ Вычисление осадки свайного фундамента

h≤0,4b= 0,86

Грунт	№точки	z, м	zg, кПа			a	zp, кПа	zp i, кПа	Ei, кПа
Суглинок	0	0	201,2	1	0	1,0	168,4	–	10000
	1	0,86	217,1		0,79	0,8	134,7	151,5
	2	1,72	232,9		1,59	0,449	75,6	105,2
	3	2,58	248,9		2,39	0,257	43,3	59,4

σ_zp2 = 28,54 кПа < 0,2∙σ_zg2 = 0,2264,79 = 52,96 кПа.

Граница сжимаемой толщи: H_c=2,58 м.

Вычислим осадку: . 2,17 см<8см

Осадка свайного фундамента меньше предельно допустимой.