Определение глубины заложения подошвы ростверка

Подошву ростверка располагаем ниже расчётной глубины промерзания, определённой не менее 0,7 м. Глубина заложения ростверка выбирается исходя из конструктивных особенностей сооружения.

Выбор типа, длины и марки сваи.

Поскольку грунты, в которые будет погружаться свая относятся к дисперсным средне деформируемым, а ниже - сильнодеформируемые, то по характеру статической работы данную сваю можно отнести к сваям - трения.

1. Выбор глубины заложения ростверка

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

где ‒ расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

‒ толщина конструкции пола подвала, м;

‒ высота ростверка, м.

2. Выбор несущего слоя грунта, тип сваи и ее габариты

За несущий слой грунта принимаем суглинок, имеющий предел текучести I_L = 0,54. Концы свай заглубляем на величину не менее 1,0 м. Учитывая глубину заложения подошвы ростверка, заделку сваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта принимаем сваи по ГОСТ (заделку сваи в ростверк принимаем равной ): свая забивная железобетонная квадратного сплошного сечения 300×300 мм, типа С8-30 с ненапрягаемой арматурой и длиной 8000 мм. марка бетона: B20, сечение продольной арматуры: 4Ø12 класса А-I.

в) Определение несущей способности сваи

Несущую способность основания сваи, со стволом постоянного сечения, вычисляют по формуле:

F_d=γ_c·(γ_cR·R·A+u·∑γ_cf·f_i·h_i)= =1·(1·1263·0,09+1,2·∑208,3)=363,63 кН

где _γc - коэффициент условия работы сваи в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл. СП, кН/м²;

A=d_p²= 0,3²= 0,09 м² – площадь поперечного сечения острия сваи;

u=4·d_p=4·0,3=1,2 м. – наружный периметр поперечного сечения ствола сваи;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи кН/м²;

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м

γ_cR и γ_cf – коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта R и f, принимаемые по табл.

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

где γ_к – коэффициент надежности по грунту, зависит от способа определения несущей способности сваи (для расчетного метода γ_к=1,4) .

г) Условное сопротивление свайного основания

где r=3·d_p=3·0,3=0,9м – расстояние между сваями, назначаемое согласно указаниям.

д) Ориентировочная площадь подошвы ростверка

где N_o1- расчетное значение вертикальной силы, передаваемой сооружением на обрез ростверка, кН;

y_m- средний удельный вес материала ростверка и грунта на его ступенях для сооружений с подвалом;

y_f - коэффициент надежности по нагрузке для ростверка и грунта на нем.

е) Ориентировочное значение нагрузки от веса ростверка и грунта на его ступенях

N_rI+N_gI= γ_m· γ_f·A·d=20·1,1·2,25·4,2=208,1 кН

ж) Определение ориентировочного количества свай

n= 1·(1140+208,1)/259,74=5,19≈7 шт.

(6 свай не проходят на продавливание угловой сваей)

Определение расчётного сопротивления сваи

По материалу сваи:

Проверка давления на сваю

• Уточняем вес грунта на уступах ростверка: N_gg=1,1·7,86·16 = 138,36 кН

Проверка давления на сваю:

(1140 + 234,88 + 138,36)/7 = 216,18кН < F_RS =259,74.

где N_g= 1,1·8,541·25=279,7

Количество свай удовлетворяет требованиям.

Конструируем ростверк:

Рисунок 9. Конструкция ростверка

Проверка прочности железобетонного ростверка под колонну

Сечение колонны: 0,4×0,8; с₂=0,35; с₁=0,55; h₁=0,8м. α₁=2,66; α₂=3,7 т.к k₁=0,687; k₂=0,437

F_пр=2∑N_pimax=2·2·N_p1=864,71 кН;

Проверка на продавливание колонной по 2-му сечению крайней сваи

N_p1=N=216,18;

F_пр=2∑N_pimax=2·2·N_p1=864,71 кН;

2∑N_pimax=864,71кН<5032,8 кН. Условие выполняется

Проверка прочности железобетонного ростверка на продавливание угловой сваей

b₀₁=0,6; b₀₂=0,5; c₀₁=0,2; c₀₂=0,05; h₀₁=0,85; R_bt=900 кПа; В₁=1,05; В₂= 1,05; k₀₁=0,235; k₀₂=0,0588

Условие выполняется.

Расчет осадки свайного фундамента

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

tgα=0,08

h= L·tgα=8·0,08=0,642

Размеры подошвы условного фундамента:

l_y=l₀+2·h=2,1+(2·0,64)=3,68

b_y=b₀+2·h=2,1+(2·0,64)=3,68

где размеры в пределах внешних граней свай, м.

Среднее значение давления уловного фундамента:

p₂=(N₀₂+N_с)/(b_у·l_у)=(1270+1986)/(3,68·3,68)=284,24 кПа

p₂=284,24<R=579 кПа

Расчет осадки свайного фундамента выполняем по аналогии с п. 4.1.

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

G_zg0= N_c/A_y= 1986,68/11,46=173,4 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента:

p₀=p₂- G_zg0=284,24-173,4=110,85 кПа

Таблица 8 ‒ Вычисление осадки свайного фундамента

h≤0,4b= 1,35

Грунт	№точки	z, м	zg, кПа			a	zp, кПа	zp i, кПа	Ei, кПа
Суглинок	0	0	173,4	1	0	1,0	110,84	–	10000
	1	1,35	198,4		0,79	0,8	88,77	99,76
	2	2,7	223,4		1,59	0,449	49,77	69,22
	3	4,05	248,3		2,39	0,257	28,48	39,13

σ_zp2 = 28,54 кПа < 0,2∙σ_zg2 = 0,2248,32 = 48,66 кПа.

Граница сжимаемой толщи: H_c=4,05м.

Вычислим осадку: . 2,24 см<8см

Осадка свайного фундамента меньше предельно допустимой.

Рисунок 11. Расчетная схема основания для расчета осадки свайного фундамента