2980

Таблица 3.5

Расчетные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу Raf, i по поверхности смерзания, кПа

3.4.Расчет столбчатого фундамента с учетом воздействия сил морозного пучения

Обязательным при проектировании является расчет фундаментов на вечномерзлых грунтах по устойчивости против сил морозного выпучивания. Расчетная схема проверки устойчивости фундамента при действии касательных сил морозного пучения представлена на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Расчетная схема проверки устойчивости фундамента при действии касательных сил морозного пучения

Устойчивость фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов необходимо проверить по формуле

21

где τfh – расчетная удельная касательная сила пучения, кПа, определяемая по табл. 3.6 в зависимости от типа грунта; Afh – расчетная площадь боковой поверхности смерзания с грунтом колонны и фундамента в пределах расчетной глубины сезонного промерза- ния-оттаивания, м2; F – то же, что в формуле (3.10); γс – коэффициент условий работы, равный 1,0; γn – коэффициент надежности по назначению сооружения, равный 1,1; Fr – расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания, кН, определяемое по формуле

где Raf, Аaf – то же, что и в формуле (3.11).

3.5. Расчет свайного фундамента

Свайный фундамент состоит из свай и ростверка. В курсовой работе погружение свай предусматривается осуществлять в вертикальном положении в заранее пробуренные скважины (диаметр – на 5 см больше диаметра сваи) на глубину, соответствующую их длине.

Перед погружением сваи в пробуренную скважину заливается определенный раствор смеси из песка и глины (1:1). При погружении сваи в скважину смесь поднимается вверх и охватывает ее по боковой поверхности. После смерзания раствора диаметр сваи получается на 5 см больше. Следует помнить, что при расчете несущей способности сваи необходимо ее диаметр принимать на 5 см больше выбранного по табл. 3.7.

Расстояние между сваями должно быть не менее трех и не более семи диаметров сваи. При большем расстоянии между сваями в ростверке увеличивается его высота, так как он начинает работать на изгиб. В связи с центральным нагружением свайного фундамента в курсовой работе необходимо принять однорядное расположение свай.

22

Ростверк запроектировать высотой не менее 0,5 м, монолитный ленточный, жестко связанный со сваей, которая при жестком креплении должна заходить в ростверк минимум на один диаметр или на 5 см с выпуском арматуры из сваи не менее 25 диаметров арматуры.

План расстановки свай в ростверке и узел заделки сваи в монолитный железобетонный ростверк для наружной и внутренней стен здания представлен на рис. 3.7.

а)

Рис. 3.7. План расстановки свай в ростверке (а), узел заделки сваи

вмонолитный железобетонный ростверк для наружной (б)

ивнутренней (в) стен здания

23

В курсовой работе предлагается использовать призматические железобетонные сваи сечением 30 × 30 см, номенклатура которых представлена в табл. 3.7. Характеристики сваи (длину и сечение) студент при выполнении курсовой работы задает самостоятельно.

Для однородного вечномерзлого грунта несущая способность основания висячей сваи определяется по формуле

где m – коэффициент условий работы бурообсадной сваи, равный 1,2; R – расчетное сопротивление мерзлого грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое по табл. 3.8 в зависимости от вида, температуры грунта Тz и глубины погружения нижнего конца свай (глубина заложения подошвы свайного фундамента должна быть не менее двух метров ниже максимальной глубины расчетного оттаивания грунта dth в проветриваемом подполье); A – площадь сечения сваи, м2; Aaf – площадь поверхности смерзания с боковой поверхностью сваи при диаметре 0,35 м (принимается с учетом увеличения стороны сваи на 5,0 см после погружения сваи в скважину с раствором), м2; Raf – расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности смерзания сваи, кПа, определяемое по табл. 3.4 в зависимости от средней (эквивалентной) температуры грунта Тe.

В свою очередь, эквивалентная температура мерзлого грунта по боковой поверхности сваи определяется из условия

24

где T0, Tbf – то же, что и в формуле (3.9); αe – коэффициент, определяемый по табл. 3.2 при параметре z, равном средней глубине погружения сваи в мерзлом грунте.

Таблица 3.8

Расчетные давления на мерзлые грунты R под нижним концом сваи

Схема распределения эквивалентной температуры грунта Тe по длине сваи ниже глубины сезонного оттаивания и сопротивление мерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности смерзания сваи представлены на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Схема распределения эквивалентной температуры грунта Тe и схема сопротивления мерзлого грунта сдвигу

по боковой поверхности смерзания

25

Значение расчетной нагрузки FI при расчете свайного фундамента по несущей способности основания должно удовлетворять условию

где Fu – несущая способность (сила предельного сопротивления) основания, определяемая по формуле (3.14), кН; n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4.

Библиографический список

1.ГОСТ 25100–2011. Грунты. Классификация. М., 2012. 60 с.

2.СП 131.13330.2012. Строительная климатология. М., 2012. 117 с.

3.СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грун-

тах. М., 2012. 123 с.

4.Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах. М., 1980. 303 с.

26

27