3.4.3.3 Расчет несущей способности свайного фундамента под внутреннюю несущую стену здания (сечение 3-3)
3.4.3.10 Расчетная схема свайного фундамента в сечении 3-3
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Для расчёта принимаем сваю L = 17,0 м; сечение сваи: 400×400 мм; γср = 20 кН/м3 ; Fvo1 =1385,59 кН; IL1 = 0,14; IL2 = 0,25
1. Определяем нормативную несущую способность сваи
Fdн=γс∙ (γcR∙R∙A+u∙∑γcf ∙fi∙hi)
γс =1 - коэффициент условий работы сваи в грунте;
γcR =1,0; γcf =1 – коэффициента условий работы для вдавливаемых свай,
погруженных в глинистые грунты с IL<0,25;
R=5229,00 кПа расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи,
кПа, принимаемое по таблице 7.2;
A=0,16 м2 площадь опирания на грунт сваи
u=1,6 м наружный периметр поперечного сечения ствола сваи
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой
поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой
поверхностью сваи, м;
Таблица 3.4.3.5
Определение несущей способности сваи по боковой поверхности
N |
zi, м |
hi,м |
fi, кПа |
hi∙fi |
1 |
2,60 |
1 |
45,60 |
45,60 |
2 |
3,60 |
1 |
51,00 |
51,00 |
3 |
4,60 |
1 |
54,80 |
54,80 |
4 |
5,60 |
1 |
57,20 |
57,20 |
5 |
6,60 |
1 |
59,20 |
59,20 |
6 |
7,55 |
0,9 |
61,10 |
54,99 |
7 |
8,55 |
1,1 |
62,82 |
69,10 |
8 |
9,60 |
1 |
55,00 |
55,00 |
9 |
10,60 |
1 |
56,22 |
56,22 |
10 |
11,60 |
1 |
57,42 |
57,42 |
11 |
12,60 |
1 |
58,62 |
58,62 |
12 |
13,60 |
1 |
59,82 |
59,82 |
13 |
14,60 |
1 |
61,02 |
61,02 |
14 |
15,60 |
1 |
62,22 |
62,22 |
15 |
16,60 |
1 |
63,42 |
63,42 |
16 |
17,60 |
1 |
64,62 |
64,62 |
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
17 |
18,55 |
0,9 |
65,76 |
59,18 |
|
|
|
|
1055,25 |
Fdн=1 (1,1∙5229,00∙0,16+1,6∙1055,25)=2608,70 кН
2. Определяем расчетную несущую способность свай:
|
|
|
|
f |
|
|
|
γ0∙Fdн |
|
|
|
|
|
|
|
|
Fd |
= |
|
|
, где |
||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
γn∙γk |
|
|
|
|
|
γ0=1,15, γn=1,15, γk=1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
γ0∙Fdн |
|
1,15∙2608,70 |
|
|
|||||||
|
Fd = |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
=1863,36 кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
γn∙γk |
|
|
|
1,15∙1,4 |
|
|
|
|
|||
3. |
Определяем количество свай в ростверке |
|
|||||||||||
|
n ≥ |
|
∑ Fvo1 |
= |
|
1385,59 |
= 0,74≈ 1 |
||||||
|
|
Ff |
|
1863,36 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примем количество свай равным 1
Рис. 3.4.3.11 Вид сконструированного ростверка
4. Вычисляем нагрузку, приходящуюся на сваю:
Gрост,гр=Арост ∙ d ∙ γср = 0,6∙1,2∙2,1∙20=30, 24 кН
3d ∙ ∑ Fvo1 |
+ Gрост,гр |
|
≤ |
|
Fdf |
|
|
N |
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1,2∙1385,59+30,24
1
≤ 1863,36
1692,95 кН ≤ 1863,36 кН
Условие выполнено.
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Рис.3.4.3.12 Сконструированный свайный фундамент под внутреннюю
несущую стену здания (сечение 3-3)
3.4.3.3.1. Расчет свайного фундамента по деформациям
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Рис. 3.4.3.12 Расчётная схема условного фундамента под внутреннюю несущую стену здания (3-3)
Сечение сваи: 400×400 мм; ∑Fvo2=1252,21 кН; γср = 20 кН/м3 1.Определение подошвы фундамента:
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
B = 3/2∙d + 3/2∙d =3/2∙0,4 + 3/2∙0,4=0,6+ 0,6=1,2 м 2.Определение давления под подошвой фундамента от веса здания:
Р02 = |
Gф.гр + ∑Fvo2 |
= |
456,00+1252,21 |
= 1423,51 кПа |
|
|
1,2 |
|
|||
|
А |
|
|
||
GФ.ГР = 1 п.м.∙ B ∙ D ∙ γср =1 п.м. ∙ 1,2 ∙ 19,00 ∙ 20 =456,00 кН
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
3.4.3.3.2 Расчет деформаций условного фундамента методом послойного
суммирования
Рис.3.4.3.12 Схема эпюр напряжений в грунте
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
∑Fvo2=1252,21 кН; γ1=17,46 кН/м3; γ2= 18,83 кН/м3; γср= 20 кН/м3; Е1=16000 МПа; Е2=12000 МПа
Таблица 3.4.3.6
Определение несущей способности сваи по боковой поверхности
z, м |
hi, |
ξ |
α |
ZP, FL, |
ZP, i, |
ZP, iср, |
ZG, i, |
0,5 ZG, |
Z , FL, |
Z , i, |
Z , iср, |
Ei, |
Si, |
||||
|
м |
|
|
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
i,, кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
см |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
0 |
0,48 |
0 |
1 |
|
|
1423,51 |
|
1338,81 |
346,75 |
|
173,38 |
|
|
346,75 |
326,12 |
|
|
0,48 |
0,48 |
0.8 |
0.881 |
|
|
1254,11 |
|
1084,00 |
355,79 |
|
177,89 |
|
|
305,49 |
264,05 |
|
2,4 |
0,96 |
0,48 |
1.6 |
0.642 |
|
|
913,89 |
|
796,45 |
364,83 |
|
182,41 |
|
|
222,61 |
194,00 |
|
1,9 |
1,44 |
0,48 |
2.4 |
0.477 |
|
|
679,01 |
|
605,70 |
373,87 |
|
186,93 |
|
|
165,39 |
147,53 |
|
1,4 |
1,92 |
0,48 |
3.2 |
0.374 |
|
|
532,39 |
|
483,99 |
382,91 |
|
191,45 |
|
|
129,68 |
117,89 |
|
1,0 |
2,40 |
0,48 |
4,0 |
0.306 |
|
|
435,59 |
|
401,42 |
391,95 |
|
195,97 |
|
|
106,10 |
97,78 |
|
0,8 |
2,88 |
0,48 |
4.8 |
0.258 |
1423,51 |
|
367,26 |
|
342,35 |
400,99 |
|
200,49 |
|
346,75 |
89,46 |
83,39 |
16000 |
0,7 |
3,36 |
0,48 |
5.6 |
0.223 |
|
317,44 |
|
298,22 |
410,03 |
|
205,01 |
|
77,32 |
72,64 |
0,6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
3,84 |
0,48 |
6,4 |
0,196 |
|
|
279,00 |
|
264,05 |
419,07 |
|
209,53 |
|
|
67,96 |
64,32 |
|
0,5 |
4,32 |
0,48 |
7,2 |
0,175 |
|
|
249,11 |
|
237,01 |
428,11 |
|
214,05 |
|
|
60,68 |
57,73 |
|
0,4 |
4,8 |
0,48 |
8,0 |
0,158 |
|
|
224,91 |
|
214,23 |
437,15 |
|
218,57 |
|
|
54,78 |
52,18 |
|
0,4 |
5,28 |
|
8,8 |
0,143 |
|
|
203,56 |
|
|
446,19 |
|
223,09 |
|
|
49,58 |
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Определяем дополнительное давление от веса здания под подошвой фундамента (на уровне FL):
GФ.ГР = 1 п.м.∙ B ∙ D ∙ γср =1 п.м. ∙ 1,2 ∙ 19,00 ∙ 20 =456,00 кН
ZP,FL = Р02 |
= |
Gф.гр + ∑ Fvo2 |
= |
456,00+1252,21 |
=1423,51 кПа |
|
|
1,2 |
|
||||
|
|
А |
|
|
||
2.Определим вертикальное напряжение от собственного веса грунта основания на уровне подошвы фундамента:
ZG, FL= γIII ∙d=18,25∙19,00=346,75 кПа
Осреднённое расчётное значение веса грунта залегающего выше подошвы фундамента составит:
γIII = 1h1+ 2h2 = 17,46∙8,00+18,83∙11,0 =18,25 кН/м3 h1+h2 8,00+11,0
3. Определяем вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта на уровне подошвы фундамента:
zγ,FL= zG,FL=346,75 кПа
4. Разбиваем условно основание на слои толщиной: z=0,4 ∙ b=0,4 ∙ 1,2=0,48 м
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
5.Определяем вертикальные напряжения от внешней нагрузки в заданных точках:
ZP,i = αi ∙ ZP,FL,
где αi – коэффициент , зависящий от отношений ξ = 2zb , принимаемый по табл.5.8 СП 22.13330.2016.
ZP,1=α1∙ ZP,FL =1∙1423,51=1423,51кПа
ZP,2=α2∙ ZP,FL =0,881∙1423,51=1254,11 кПа
ZP,3=α3∙ ZP,FL =0,642∙1423,51=913,89 кПа
ZP,4=α4∙ ZP,FL =0,477∙1423,51=679,01 кПа
ZP,5=α5∙ ZP,FL =0,374∙1423,51=532,39 кПа
ZP,6=α6∙ ZP,FL =0,306∙1423,51=435,59 кПа
ZP,7=α7∙ ZP,FL =0,258∙1423,51=367,26 кПа
ZP,8=α8∙ ZP,FL =0,223∙1423,51=317,44 кПа
ZP,8=α8∙ ZP,FL =0,196∙1423,51=279,00 кПа
ZP,8=α8∙ ZP,FL =0,175∙1423,51=249,11 кПа
ZP,9=α9∙ ZP,FL =0,158∙1542,82=224,91 кПа
ZP,10=α10∙ ZP,FL =0,143∙1542,82=203,56 кПа
6.Определяем вертикальные напряжения от собственного веса выше расположенных слоёв грунта при их горизонтальном расположении:
ZG=∑ γi ∙ hi,
где n-число слоев грунта в пределах глубины z;
γi- удельный вес грунта i –ого слоя высотой hi;
ZG, 1= ZG, FL +γ11∙h1=346,75+18,83∙0,48=355,79 кПаZG, 2= ZG, 1+ γ1I ∙h2=355,79 +18,83∙0,48=364,83 кПаZG, 3= ZG, 2+ γ11 ∙h3=364,83 +18,83∙0,48=373,87 кПаZG, 4= ZG, 3+ γ11 ∙h4=373,87 +18,83∙0,48=382,91 кПаZG, 5= ZG,4+ γ11 ∙h5=382,91 +18,83∙0,48=391,95 кПаZG, 6= ZG, 5+ γ11 ∙h6=391,95+18,83∙0,48=400,99 кПа
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
ZG, 7= ZG,6+ γ11 ∙h7=400,99+18,83∙0,48=410,03 кПаZG, 8= ZG,7+ γ11 ∙h8=410,03+18,83∙0,48=419,07 кПаZG, 9= ZG, 9+ γ11 ∙h9=419,07+18,83∙0,48=428,11 кПаZG, 10= ZG, 10+ γ11 ∙h10=428,11+18,83∙0,48=437,15 кПаZG, 11= ZG, 11+ γ11 ∙h11=437,15+18,83∙0,48=446,19 кПа
7.Определяем вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта в заданных точках:
zγ,i = αi ∙ ZG,FL
zγ,FL = ZG,FL
Zγ,1= zγ,FL ∙α1=346,75∙1=346,75 кПа
Zγ,2= zγ,FL ∙α2=346,75∙0,881=305,49 кПа
Zγ,3= zγ,FL ∙α3=346,75∙0,642=222,61 кПа
Zγ,4= zγ,FL ∙α4=346,75∙0,477=165,39 кПа
Zγ,5= zγ,FL ∙α5=346,75∙0,374=129,68 кПа
Zγ,6= zγ,FL ∙α6=346,75∙0,306=106,10 кПа
Zγ,7= zγ,FL ∙α7=346,75∙0,258=89,46 кПа
Zγ,8= zγ,FL ∙α8=346,75∙0,223=77,32 кПа
Zγ,9= zγ,FL ∙α9=346,75∙0,196=67,96 кПа
Zγ,10= zγ,FL ∙α10=346,75∙0,175=60,68 кПа
Zγ,11= zγ,FL ∙α11=346,75∙0,158=54,78 кПа
Zγ,12= zγ,FL ∙α12=346,75∙0,143=49,58 кПа
8. Вычисляем осадки Si основания в i-х слоях под подошвой фундамента:
Si=β∙∑ (σzр,ср−σz ,ср) ∙ hi ,
Еi
где β- коэффициент, принимаемый 0,8 независимо от вида грунта; n- количество элементарных слоев;
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Еi- модуль деформации грунта i- ого слоя.
S0-1=0,8∙1338,81−326,12∙0,48 =0,0243 м
16000
S1-2=0,8∙1084,00−264,05∙0,48=0,0196 м
16000
S2-3=0,8∙796,45−194,00∙0,48=0,0144 м
16000
S3-4=0,8∙605,70−147,53∙0,48=0,0109 м
16000
S4-5=0,8∙483,99−117,89∙0,48=0,0088 м
16000
S5-6=0,8∙401,42−97,78∙0,48=0,0073 м
16000
S6-7=0,8∙342,35−83,39∙0,48=0,0062 м
16000
S7-8=0,8∙298,22−72,64∙0,48=0,0054 м
16000
S8-9=0,8∙264,05−64,32∙0,48=0,0048 м
16000
S9-10=0,8∙237,01−57,73∙0,48=0,0043 м
16000
S10-11=0,8∙214,23−52,18∙0,48=0,0038 м
16000
Проверяем условие:
∑Sобщ=10,98 см ≤ Su = 12 см Условие выполнено.
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
3.4.3.4 Расчет несущей способности свайного фундамента под внутреннюю
несущую стену здания (сечение 4-4)
3.4.3.13 Расчетная схема свайного фундамента в сечении 4-4
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Для расчёта принимаем сваю L = 10,0 м; сечение сваи: 400×400 мм; γср = 20 кН/м3 ; Fvo1 =921,50 кН; IL1 = 0,14; IL2 = 0,25
1. Определяем нормативную несущую способность сваи
Fdн=γс∙ (γcR∙R∙A+u∙∑γcf ∙ fi ∙hi)
γс =1 - коэффициент условий работы сваи в грунте;
γcR=1,0; γcf =1 – коэффициента условий работы для вдавливаемых свай,
погруженных в глинистые грунты IL<0,25;
R=4459,00 кПа расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи,
кПа, принимаемое по таблице 7.2;
A=0,16 м2 площадь опирания на грунт сваи
u=1,6 м наружный периметр поперечного сечения ствола сваи
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой
поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью
сваи, м;
Таблица 3.4.3.7
Определение несущей способности сваи по боковой поверхности
N |
zi, м |
hi,м |
fi, кПа |
hi∙fi |
1 |
2,60 |
1 |
45,60 |
45,60 |
2 |
3,60 |
1 |
51,00 |
51,00 |
3 |
4,60 |
1 |
54,80 |
54,80 |
4 |
5,60 |
1 |
57,20 |
57,20 |
5 |
6,60 |
1 |
59,20 |
59,20 |
6 |
7,55 |
0,9 |
61,10 |
54,99 |
7 |
8,55 |
1,1 |
62,82 |
69,10 |
8 |
9,60 |
1 |
55,00 |
55,00 |
9 |
10,60 |
1 |
56,22 |
56,22 |
10 |
11,55 |
0,9 |
57,36 |
51,62 |
|
|
|
|
554,73 |
Fdн=1 (1,1∙4459∙0,16+1,6∙554,73)=1672,35 кН
2. Определяем расчетную несущую способность свай:
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
|
|
f |
|
|
|
γ0∙Fdн |
|
||
|
Fd |
= |
|
|
, где |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
γn∙γk |
|
||
γ0=1,15, γn=1,15, γk=1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
γ0∙Fdн |
|
1,15∙1672,35 |
|
|||||
Fd = |
|
= |
|
|
|
|
|
|
= 1194,54 кН |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
γn∙γk |
|
|
1,15∙1,4 |
|
||||
3. Определяем количество свай в ростверке:
n ≥ ∑ Fvo1 = 921,50 = 0,77 ≈ 1 Ffd 1194,54
примем количество свай равным 1
Рис. 3.4.3.14 Вид сконструированного ростверка
4. Вычисляем нагрузку, приходящуюся на сваю:
Gрост,гр=Арост ∙ d ∙ γср = 0,6∙1,2∙2,1∙20=30,24 кН
3d ∙ ∑ Fvo1 |
+ Gрост,гр |
|
≤ |
|
Fdf |
|
|
N |
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1,2∙921,50+30,24 ≤ 1194,54 1
1136,01 кН ≤ 1194,54 кН
Условие выполнено.
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
Рис. 3.4.3.15 Сконструированный свайный фундамент под внутреннюю
несущую стену здания (сечение 4-4)
Лист
АСА СамГТУ - 08.03.01
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата