4. Проектирование свайного фундамента под крайнюю колонну цеха

4.1. Выбор типа, материала, сечения и длины сваи

В рассматриваемых местных условиях для проектируемого здания можно использовать практически все виды свай. Проектируем фундаменты из забивных железобетонных цельных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой по ГОСТ 19804.1-79*. Размеры попереч­ного сечения сваи принимаем 30 х 30 см.

Высоту ростверка так же, как и фундамента мелкого заложений из конструктивных соображения, назначаем 1,5 м. Тогда при отметке планировки - 0,150, отметка подошвы будет -1.650, а толщина дна стакана 0,5м, что больше мини­мальной, равной 0,25 м. Так как на ростверк действуют горизон­тальные силы и моменты предусматриваем жесткое сопряжение ростверка со сваями путем заделки свай в ростверк на 50 см. Из них 40 см составляют выпуски арматуры, а 10 см непосредственная заделка. Тогда условная отметка головы сваи будет -1.150.

Отметка нижнего конца сваи -11,150. Отметку острия сваи назначаем в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. В качестве несущего пласта выбираем глину темно-серую, кровля которого находится на глубине 10 м.

По ГОСТ 19804.1-79* марка сваи С 100.30.

Так как свая опирается на сжимаемые грунты, то она относится к висячим.

4.2. Определение несущей способности сваи

Для определения расчетных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи разделяем грунт на однородные слои толщиной не более 2 м.

h₁ = 2,0 м; z₁ = 2,5 м; суглинок; f₁ = 45 кПа;

h₂ = 2,0 м; z₂ = 5,0 м; суглинок; f₂ = 56 кПа;

h₃ = 2,0 м; z₃ = 7,5 м; суглинок; f₃ = 61 кПа;

h₄ = 1,0 м; z₄ = 9,0 м; суглинок ь; f₄ = 64 кПа;

h₅ = 1,5 м; z₅ = 10,5 м; глина; f₅ = 66 кПа.

Н

есущая способность забивной сваи равна:

4.3. Определение количества свай в кусте и размещение их в плане ростверка

Определяем нагрузку, допускаемую на сваю:

Нагрузка в обрезе ростверка складывается из веса стены G_l=667 кН

и максимальной для 3 и 4 сочетаний нагрузки от колонны max(N₃,N₄)

Количество свай

Принимаем 2 сваи.

Расстояние между осями свай

3d=3

Определим нагрузку в подошве ростверка в обоих сочетаниях для расчета по первой группе предельных состояний. Вертикальная нагрузка N_dl складывается из веса стены, ростверка и вертикальной силы от колонны, а момент M_Yl – из момента от веса стены, момента от колонны и момента от горизонтальной сипы Q_l, приложенной в обрезе ростверка.

Уточненный вес ростверка:

Нагрузки для 3-го сочетания:

Нагрузки для 4-го сочетания:

Наибольшая из максимальных фактических нагрузок на сваю в обоих сочетаниях составляет 1408 кН.

Перегруз сваи:

15% - условие выполняется.

Так как

43

Условие выполняется, следовательно выдергивающие нагрузки отсутствуют.

4.4. Построение условного фундамента и проверка напряжений в его подошве

Для расчета осадки основания запроектированного свайного фунда­мента строим условный фундамент.

Определяем усредненное значение угла внутреннего трения:

Размеры подошвы условного фундамента:

В направлении оси у (ширина подошвы условного фундамента b_у):

В

направлений оси х (длина подошвы условного фундамента l_у):

Глубина заложения условного фундамента d_у = 11 м.

Вес условного фундамента:

Суммарная вертикальная нагрузка в подошве условного фундамента:

Среднее давление в подошве фундамента:

Расчетное coпротивление грунта в подошве условного фундамента:

Условие Р_llу = 448 кПа < R = 1253 кПа выполняется.

Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементар­ные слои h = 0,2b_у = 0,2×2,2 = 0,44 м.

Находим вертикальное напряжение от собственного ве­са грунта на уровне подошвы фундамента

σ_zg,0=γ^΄_IId_у =18,3×11 =140 кПа.

Аналогично находим значения σ_zg на различных глубинах.

Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:

Где α - коэффициент, принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон η=1, и относительной глубины расположения слоя ζ=2z/b=2×0/2,2=0

К расчёту осадки основания фундамента Таблица 4.1.

z,м	ζ	η	α	σzg, кПа	0,2σzg, кПа	σzp, кПа	σzpi, кПа	h, м	E, кПа
									кПа
0	0	1,4	1,000	201	40	247			23000
							244	0,44
0,44	0,4	1,4	0,972	209	42	240			23000
							225	0,44
0,88	0,8	1,4	0,848	217	43	209			23000
							189	0,44
1,32	1,2	1,4	0,682	225	45	168			23000
							150	0,44
1,76	1,6	1,4	0,532	233	47	131			23000
							117	0,44
2,20	2,0	1,4	0,414	241	48	102			23000
							91	0,44
2,64	2,4	1,4	0,325	249	50	80			23000
							72	0,44
3,08	2,8	1,4	0,260	257	51	64			23000
							58	0,44
3,52	3,2	1,4	0,210	265	53	52			23000
3,96	3,6	1,4	0,173	273		43		Нижняя граница сжимаемой толщи

Выделяем нижнюю границу сжимаемой толщи на глубине H_c=352 см, где соблюдается условие 0,2σ_zg=53 > σ_zp=52 кПа.

Используя данные табл. 4.1. вычисляем осадку основа­ния фундамента:

=

Расчетное значение осадки основания свайного фундамента меньше предельного S=1,8 cм < S_u=8 cм

Условие расчета основания по деформациям выполняется.