3. Проектирование свайных фундаментов.
Проектирование свайных фундаментов и их оснований выполнены по 2-ум группам предельных состояний:
Первая группа:
по прочности материала свай и свайных ростверков;
по несущей способности грунта оснований свай.
Вторая группа:
по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок.
Расчет по прочности материала свай и свайных ростверков должен проводиться в соответствии с требованиями. Расчет оснований свайных фундаментов по несущей способности и конструктивного расчета по прочности свай и свайных ростверков производится по расчетным нагрузкам, которые принимаются по основным сочетаниям нагрузок с коэффициентом надежности, определяем по [1].
Расчет оснований свайных фундаментов по деформациям выполняется на основное сочетание расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке f=1,2.
3.1 Расчет свайного фундамента под колонну.
Требуется рассчитать свайный фундамент под железобетонную колонну с сечением 0,2*0,2 м. Максимальная нагрузка по обрезу фундамента при расчете несущей способности:
Глубина заложения подошвы ростверка dp по конструктивным соображениям принята равной -3,45 м.
Выбираем тип свай. По грунтовым условиям, показанным на рисунке, под острием сваи находится сжимаемый грунт, следовательно, свая висячая. Длинна свай применяется из соображения, чтобы острие сваи располагалось в наиболее прочном слое грунта. В рассматриваемом случае предпочтение стоит отдать слою с модулем деформации Е=13,21 МПа. В несущий слой (пылеватый песок) нижний конец сваи рекомендуется загонять не менее чем на один метр. По приложению 3 принимаем сваю длинной 6м, сечением 0,2*0,2 м (С 8-30). Определим несущую способность висячей свай по грунту [[3], формула (8)]:
Где
– коэффициент условий работы сваи в
грунте, принимаемый равным 1;
R – расчетноесопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по [3] таблица 1;
A – площадь опирания сваи на грунт, кПа;
– коэффициенты
условий работы грунта, принимаемые по
[3], таблица 3;
u- наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
– расчетное
сопротивление i-го
слоя грунта на боковой поверхности
сваи, кПа, принимаемые по [3] таблица 2;
–толщина
i-го
слоя грунта, соприкасающегося с боковой
поверхностью сваи, м;
Определяем глубину забивки сваи d от отметки природного рельефа до острия: d=6.05м. Получим расчетное сопротивление на боковой поверхности сваи, находящейся в глине:
R =7157.5 кПа
при
=
3.98 м,
=
52кПа – пылеватый песок;
при
=
5.3 м,
=
57.6 кПа – глина;
Несущая способность висячей сваи по материалу во многих случаях больше, чем по грунту, поэтому ограничиваемся определение несущей способности принятой сваи по грунту.
Определим предварительное количество сваи в фундаменте колонны:
Принимаем минимальное количество свай равное 4 марки С8-30.
Конструируем ростверк учитывая, что расстояние между осями свай должно быть от 3d (здесь d – сторона сваи). Ограничение минимального расстояния обусловлено необходимостью исключать взаимовлияние свай на их несущую способность. Считается, что при расстоянии между сваями менее 3d несущая способность соседних свай будет складываться из сопротивления одной и той же межсвайной зоны грунта.
Qр=1.4*1.4*23*0.3=21.64кН
Расчет свайного фундамента сводится к проверке условия N ≤ F
N = 386.02кН ˂ F = 417.82кН – верно.
