2.3. Условный массив грунта
Определив необходимое количество свай, и расставив их в ростверке, можно определить вес условного массива грунта, который определяется по подошве ореолом работы свай в грунте и перпендикуляром к подошве.
После погружения сваи, грунт уплотняется и вовлекается в работу вместе со сваей за счет сил трения по боковой поверхности (ореол), составляя единое целое со сваей.
Ореол работы сваи зависит от угла внутреннего трения грунта и рассчитывается по формуле:
|
|
(4) |
,
где lсв – длина сваи, м,
- угол внутреннего трения грунта, град.
Рисунок 2.4. Условный массив грунта
Если грунтов два и более, то рассчитывается усредненный угол внутреннего трения грунта:
|
|
(5) |
.
Определив ореол работы сваи, можно рассчитать границы условного массива грунта (L и B):
|
|
(6) |
|
|
|
|
|
(7) |
,
,
где L и B – длина и ширина условного массива грунта, м,
d – диаметр сваи, м,
l и b – длина и ширина ростверка, м.
После определения границ условного массива грунта, рассчитывается площадь подошвы фундамента:
|
|
(8) |
.
Объем условного массива грунта (объем грунта и объем свай) рассчитывается по формуле:
|
|
(9) |
,
где Vгр – объем грунта, м3,
VCB - объем всех свай, м3.
|
|
(10) |
;
|
|
(11) |
.
После определения объема условного массива грунта можно рассчитать давление на подошву фундамента.
2.4. Определение давления на подошву фундамента
Для того чтобы определить давление фундамента на уровне его подошвы, необходимо определить все действующие нагрузки:
|
|
(12) |
,
где N – нагрузка от сооружения, т.с.,
Nр – вес ростверка, т.,
Nсв – вес свай, т.,
Nгр – вес грунта, т.
Вес грунта рассчитывается по формуле:
|
|
(13) |
,
где гр- удельный вес грунта, т/м3.
Для 2-х и более грунтов рассчитывается по формуле:
|
|
(14) |
.
Вес ростверка рассчитывается по формуле:
|
|
(15) |
,
где Vр – объем ростверка, м3,
бет – удельный вес бетона,
- коэффициент армирования (=0,03 от веса бетона).
Далее определяется вес свай и вес грунта.
|
|
(16) |
;
|
|
(17) |
.
Полученные данные позволяют определить величину осадки.
2.5. Определение осадки фундамента
Следующим этапом является расчет осадки фундамента (рис. 2.5).
Уменьшение напряжения от суммарных нагрузок по мере заглубления рассчитываются по формуле:
|
|
(18) |
,
где z – напряжения, возникающие в грунте под действием сооружения,
- коэффициент рассеивания напряжений в грунте,
Р – давление на подошву фундамента, т/м2,
Рб – давление от собственного веса грунта (бытовое давление), т/м2.
Таблица 2.4
Значение коэффициента
|
Значения
|
|||||||
круглых |
Прямоугольных
с отношением сторон
|
|||||||
1 |
1.4 |
1.8 |
2 |
2.4 |
3.2 |
5 |
||
0.0 |
1.000 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
0.4 |
0.949 |
0.96 |
0.972 |
0.975 |
0.976 |
0.976 |
0.977 |
0.977 |
0.8 |
0.756 |
0.8 |
0.848 |
0.866 |
0.870 |
0.876 |
0.879 |
0.881 |
1.2 |
0.547 |
0.606 |
0.682 |
0.717 |
0.727 |
0.740 |
0.749 |
0.754 |
1.6 |
0.390 |
0.449 |
0.532 |
0.578 |
0.593 |
0.612 |
0.630 |
0.639 |
2.0 |
0.285 |
0.336 |
0.414 |
0.463 |
0.481 |
0.505 |
0.529 |
0.545 |
2.4 |
0.214 |
0.257 |
0.325 |
0.374 |
0.392 |
0.419 |
0.449 |
0.470 |
2.8 |
0.165 |
0.201 |
0.260 |
0.304 |
0.321 |
0.350 |
0.383 |
0.410 |
3.2 |
0.130 |
0.160 |
0.210 |
0.251 |
0.267 |
0.294 |
0.329 |
0.360 |
3.6 |
0.106 |
0.130 |
0.173 |
0.209 |
0.224 |
0.250 |
0.285 |
0.320 |
4.0 |
0.087 |
0.108 |
0.145 |
0.176 |
0.190 |
0.215 |
0.248 |
0.285 |
4.4 |
0.073 |
0.091 |
0.122 |
0.150 |
0.163 |
0.185 |
0.218 |
0.256 |
5.2 |
0.053 |
0.066 |
0.091 |
0.112 |
0.123 |
0.141 |
0.170 |
0.203 |
6.0 |
0.040 |
0.051 |
0.070 |
0.087 |
0.095 |
0.110 |
0.136 |
0.172 |
8.4 |
0.021 |
0.026 |
0.037 |
0.046 |
0.051 |
0.060 |
0.077 |
0.105 |
10.0 |
0.015 |
0.019 |
0.026 |
0.033 |
0.037 |
0.044 |
0.056 |
0.079 |
12.0 |
0.009 |
0.015 |
0.020 |
0.026 |
0.028 |
0.034 |
0.044 |
0.060 |
для фундаментов *
=l/b
* z - глубина слоя, м; b, l –ширина и длинна фундамента.
Промежуточные значения рассчитывается интерполяцией.
Расчет ведется аналогично (1). Получив расчетное значение осадки S (19), необходимо сравнить ее с предельно допустимой [S]. При этом должно выполняться условие: [S]10 см.
|
|
(19) |
,
где - коэффициент, зависящий от вида фундамента (для свайного фундамента =0,8),
Е – модуль упругости грунта, кг/см2,
i – напряжение в грунте в отдельном слое,
zi – толщина слоя по оси z, м.
Рисунок 2.5. Схема для определения осадки фундамента
Полученные при расчете осадки данные, заносятся в табл. 2.5.
Таблица 2.5
Параметры для расчета осадки фундамента
№ п/п |
h, м |
z, м |
Рб, т/м2 |
0,2Рб, т/м2 |
σz |
ср |
|
=2Z/b |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
Если условие S<[S] выполняется, то расчет фундамента закончен. Если данное условие не выполняется, то расчет начинается вновь с формулы (1), изменяя марку сваи в сторону увеличения.
№ вар |
N, т.с. |
bxl, м |
hк, м |
1й грунт |
H1, м |
J1 |
φ1, 0 |
Е1, кг/см2 |
2й грунт |
J2 |
φ2, 0 |
Е2, кг/см2 |
1 |
1200 |
6x4 |
0,7 |
песок кр/зер |
2 |
- |
32 |
200 |
глина |
0,2 |
26 |
320 |
2 |
1900 |
6x5 |
0,85 |
песок мл/зер |
3 |
- |
30 |
220 |
глина |
0,3 |
30 |
300 |
3 |
2300 |
10x15 |
0,8 |
песок ср/зер |
3 |
- |
24 |
240 |
глина |
0,4 |
32 |
300 |
4 |
1200 |
8x8 |
1,2 |
глина |
2,5 |
0,2 |
36 |
310 |
песок ср/зер |
- |
18 |
240 |
5 |
1700 |
6x7 |
1,0 |
глина |
4,5 |
0,4 |
30 |
260 |
песок ср/зер |
- |
28 |
310 |
6 |
2000 |
11x8 |
0,85 |
глина |
5 |
0,3 |
22 |
210 |
глина |
0,2 |
34 |
300 |
7 |
2000 |
18x13 |
1,1 |
песок пылеват. |
4 |
- |
18 |
200 |
глина |
0,3 |
24 |
360 |
8 |
1750 |
9x8 |
0,7 |
глина |
6,5 |
0,4 |
30 |
240 |
песок ср/зер |
- |
16 |
310 |
9 |
1600 |
6x6 |
0,6 |
глина |
3,5 |
0,5 |
18 |
210 |
песок пылеват. |
- |
34 |
360 |
10 |
1050 |
8x4 |
0,8 |
глина |
30 |
0,3 |
20 |
240 |
песок кр/зер |
- |
23 |
290 |
11 |
1200 |
7x6 |
0,75 |
глина |
2,5 |
0,5 |
38 |
280 |
глина |
0,2 |
22 |
210 |
12 |
2100 |
12x9 |
1,2 |
песок пылеват. |
4,5 |
- |
18 |
360 |
глина |
0,3 |
40 |
240 |
13 |
2300 |
13x8 |
0,85 |
глина |
3 |
0,6 |
36 |
200 |
песок кр/зер |
- |
26 |
300 |
14 |
1800 |
10x4 |
1,0 |
глина |
3 |
0,5 |
24 |
240 |
глина |
0,2 |
30 |
280 |
15 |
900 |
6x5 |
1,0 |
песок ср/зер |
4,5 |
- |
30 |
360 |
глина |
0,3 |
32 |
310 |
16 |
1100 |
7x7 |
0,85 |
песок пылеват. |
7 |
- |
14 |
360 |
глина |
0,4 |
28 |
300 |
17 |
1050 |
6x6 |
1,2 |
глина |
5 |
0,4 |
26 |
320 |
песок пылеват. |
- |
20 |
280 |
18 |
3000 |
10x17 |
0,6 |
песок ср/зер |
3 |
- |
22 |
300 |
глина |
0,3 |
14 |
200 |
19 |
1700 |
9x8 |
1,2 |
глина |
3 |
0,6 |
30 |
310 |
глина |
0,3 |
20 |
260 |
20 |
1050 |
5x5 |
1,0 |
песок пылеват. |
3,5 |
- |
14 |
220 |
глина |
0,4 |
26 |
360 |
21 |
2050 |
12x10 |
1,30 |
супесь |
4 |
- |
28 |
280 |
глина |
0,3 |
18 |
310 |
22 |
1250 |
8x6 |
0,85 |
глина |
3 |
0,6 |
30 |
210 |
песок пылеват. |
- |
24 |
260 |
23 |
850 |
4x4 |
0,6 |
глина |
2,5 |
0,6 |
18 |
200 |
суглинок |
0,2 |
28 |
360 |
24 |
2050 |
12x7 |
0,7 |
глина |
3 |
0,5 |
24 |
300 |
глина |
0,2 |
20 |
310 |
25 |
800 |
4x4 |
1,2 |
глина |
30 |
0,4 |
26 |
320 |
суглинок |
0,3 |
28 |
350 |
Методическое издание
Составитель