2. Расчёт фундаментов по основному варианту

   1. Фундамент №1

N₀₁= 1020 кН

M₀₁= -240 кН·м

Q₀₁= -30 кН

N₀₂= 1090 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 С10-30 с ненапрягаемой арматурой и длиной 10000 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·(1·1400·0,09+1,2·∑229)=400,8 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

Расчётная схема фундамента №1

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=20·1,1·2,25·3,36=166,12 кН

Определение ориентировочного количества свай

n= 1·(1120+166,12)/286,28=4,97≈8 шт.

(7 свай не проходят на продавливание угловой сваей)

Определение расчётного сопротивления сваи по материалу:

Проверка давления на сваю

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

Проверка давления на сваю:

где N_g= 1,1·8,541·25=234,88 кН

Количество свай удовлетворяет требованиям.

Конструируем ростверк:

Рисунок 14. Конструкция ростверка

Проверка прочности железобетонного ростверка под колонну

Сечение колонны: 0,4×0,8; с₂=0,35; с₁=0,55; h₁=0,8м. α₁=3,7; α₂=2,64т.к k₁=0,437; k₂=0,687

F_пр=2∑N_pimax=2·2·N_p1=1038,29 кН;

Проверка на продавливание колонной по 2-му сечению крайней сваи

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

F_пр=2∑N_pimax=2·2·N_p1=2·2·259,57=1038,28 кН;

2∑N_pimax=1038,28 кН<4716,72 кН. Условие выполняется

Проверка прочности железобетонного ростверка на продавливание угловой сваей

b₀₁=0,6; b₀₂=0,6; c₀₁=0,05; c₀₂=0,25; h₀₁=0,85; R_bt=900 кПа; В₁=1,05; В₂= 1,05; k₀₁=0,0588; k₀₂=0,294

Условие выполняется.

Расчет прочности наклонных сечений ростверка по поперечной силе.

Условие: Q≤ mbh₀R_p

519,14≤ 2,45·2,7·0,85·900=5060,475

Где, c=0,05; h₀=0,85; c/h₀=0,0588

Расчет осадки свайного фундамента

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

tgα=0,08

h= L·tgα=10·0,0791=0,791

Размеры подошвы условного фундамента:

l_y=l₀+2·h=1,8+(2·0,64)=3,38

b_y=b₀+2·h=1,8+(2·0,64)=3,38

Среднее значение давления уловного фундамента:

p₂=(N₀₂+N_с)/(b_у·l_у)=(1090+2406)/(3,68·3,68)=305,69 кПа

p₂=305,69<R=680 кПа

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

G_zg0= N_c/A_y= 2406/13,55=210,4 кПа

Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента:

p₀=p₂- G_zg0=305,68-210,4=95,29 кПа

Рисунок к определению осадки фундамента

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	210,4	1	0	1,0	95,29	–	10000
	1	1,35	235,4		0,79	0,8	76,24	85,77
	2	2,7	260,4		1,59	0,449	42,79	59,51

σ_zp2 = 28,54 кПа < 0,2∙σ_zg2 = 0,2260,35 = 52,07 кПа.

Граница сжимаемой толщи: H_c=2,7 м.

Вычислим осадку: . 1,57 см<8см

Осадка свайного фундамента меньше предельно допустимой.