Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование и расчет оснований и фундаментов. Учебно-методическое пособие для СПО
.pdf
камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-
γ
γ
γ
γ
γ
γ
γ
γ
оболочки нетто;
u
– наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
f
– расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой
i
поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 9 (по таблице 7.3
СП 24.133330.2011 «Свайные фундаменты»);
h
– толщина
i
i
-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой
поверхностью сваи, м;
cR
,
– коэффициенты условий работы грунта соответственно под
cf
нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчётные сопротивления грунта и принимаемые
по таблице 7.4 СП 24. 133330.2011 «Свайные фундаменты».
Расчётное сопротивление несущей способности сваи в составе фундамента
по несущей способности грунтов основания следует определять по формуле:
=
F
0
d
, (1.36)
γγ
kn
f
F
d
F
где
– нормативная несущая способность сваи, кН;
d
– коэффициент условий работы, учитывающий повышение
0
однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов,
принимаемый равным
10=
при односвайном фундаменте и
1510,=
при
кустовом расположении свай;
– коэффициент надёжности по назначению (ответственности)
n
сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для
сооружений I, II и III уровней ответственности;
– коэффициент надёжности по грунту, принимаемый равным:
к
1,2 – если несущая способность сваи определена по результатам полевых
испытаний статической нагрузкой;
1,25 – если несущая способность сваи определена расчётом по результатам
статического зондирования грунта или по результатам динамических
испытаний сваи, выполненных с учётом упругих деформаций грунта, а также
по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей
21
21
или сваей зондом;
1,4 – если несущая способность сваи определена расчётом, в том числе по
результатам динамических испытаний свай, выполненных без учёта упругих
деформаций грунта.
Таблица 8
Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай
Глубина
погруже-
ния
нижнего
конца
сваи, м
3 7500 6600
4 8300 6800
5 8800 7000
7 9700 7300
10 10 500 7700
гравелистых крупных - средней
Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай,
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
R, кПа,
песчаных грунтов средней плотности
мелких
крупности
4000
5100
6200
6900
7300
3000 3100
2000
3800 3200
2500
4000 3400
2800
4300 3700
3300
5000 4000
3500
2000
1200
2100
1600
2200
2000
2400
2200
2600
2400
пылеватых -
I
,равном
L
1100 600
1250 700
1300 800
1400 850
1500 900
15 11 700 8200
7500
20 12 600 8500 6200 4800
25 13 400 9000 6800 5200 3500 1950 1200
30 14 200 9500 7400 5600 3800 2100 1300
35 15 000 10 000 8000 6000 4100 2250 1400
5600 4400
4000
4500
2900 1650 1000
3200 1800 1100
22
22
Таблица 9
Расчетные сопротивления по боковой поверхности забивных свай
Средняя
глубина
располож
ения
слоя
грунта, м
1 35 23 15 12 8 4 4 3 2
2 42 30 21 17 12 7 5 4 4
3 48 35 25 20 14 8 7 6 5
4 53 38 27 22 16 9 8 7 5
Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай,
fi, кПа,
песчаных грунтов средней плотности
Крупных и
средней
крупности
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
мелких
Пылев
атых
- - - - - -
I
, равном
L
5 56 40 29 24 17 10 8 7 6
6 58 42 31 25 18 10 8 7 6
8 62 44 33 26 19 10 8 7 6
10 65 46 34 27 19 10 8 7 6
15 72 51 38 28 20 11 8 7 6
20 79 56 41 30 20 12 8 7 6
25 86 61 44 32 20 12 8 7 6
30 93 66 47 34 21 12 9 8 7
35 100 70 50 36 22 13 9 8 7
1,4 (1,25) – для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на
висячих сваях (сваях трения) и сваях стойках, а при высоком ростверке –
только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо
от числа свай в фундаменте.
23
23
Количество свай в ростверке (на 1 п. м. ленточного ростверка или
x
x
в отдельно стоящем ростверке под колонну) определяется по формуле:
F
1
vo
=
где
n
F
– расчётная нагрузка, действующая на обрез ростверка;
1vo
f
F
– расчётная несущая способность сваи.
d
, (1.37)
f
F
d
Нагрузку, приходящуюся на одну сваю с учётом веса ростверка и грунта
обратной засыпки на его поверхности, следует определять по формуле:
GF
N
01
+
=
грростvo ..,1
. (1.38)
n
Нагрузка на сваю от веса здания или сооружения, с учётом веса ростверка
и грунта обратной засыпки на нём не должна превышать расчётного
сопротивления несущей способности одной сваи в составе фундамента:
f
NF
≥
d
. (1.39)
01
Расчётную нагрузку на сваю, воспринимающую вертикальные
и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты, следует определять
по формуле
:
N
N
yM
xd
±±=
n
y
i
xM
y
22
, (1.40)
x
i
N
где
относительно главных центральных осей
подошвы ростверка;
– расчётная сжимающая сила, кН(тс);
d
M
n
– число свай в фундаменте;
x
,
i
M
,
x
y
– расстояние от главных осей до оси каждой сваи, м;
i
– расчётные изгибающие моменты,
y
)( мтсмкН ⋅⋅
и y плана свай в плоскости
,
, y – расстояние от главных осей до оси каждой сваи, для которой
вычисляется расчётная нагрузка, м.
24
24
Расчет основания свайного фундамента по деформациям
γ
γ
γ
γ
Расчет свайного фундамента по деформациям производится как расчёт
условного массивного фундамента на естественном основании, размеры
которого определяются следующим образом (см. рис. 3):
• снизу – плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;
• с боков – вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от осей
крайних рядов вертикальных свай на расстоянии 0,5 шага свай;
• сверху – поверхностью планировки грунта ВГ.
Рис. 3. Определение границ условного фундамента
при расчете осадки свайного фундамента
Расчётное сопротивление грунта основания под подошвой условного
фундамента вычисляется по формуле:
cc
21
R +
где
и
1с
k
– коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0;
M
γ
– коэффициенты условий работы, принимаемые равными 1,0;
2с
M
,
M
и
с
– коэффициенты, принимаемые по таблице (5);
q
[]
k
γ
+=
25
25
′
γγ
CMdMBkM
IIcМIIqIIМz
,
k
γ
γ
γ
γ
P
σ
– коэффициент, принимаемый равным 1,0;
z
B
– ширина подошвы условного фундамента;
М
– осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов,
II
залегающих ниже подошвы фундамента;
′
– осреднённое значение удельного веса грунта, залегающего выше
II
подошвы фундамента, если свая располагается как в верхнем, так и в нижнем
слоях грунтов, то значение удельного веса рассчитывается по формуле:
hh
с
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под
II
подошвой фундамента, кПа (т/м
d
– глубина заложения подошвы условного фундамента от уровня
М
планировки DL.
′
γγ
==
срII
+
2
);
+
2211
hh
;
21
Давление под подошвой условного фундамента вычисляется по формуле:
+
GF
=
P
02
После вычисления давления под подошвой условного фундамента
необходимо
Расчет осадки условного фундамента производят методом послойного
суммирования деформаций линейно-деформируемого основания с условным
ограничением сжимаемой толщи (см. СП 22.13330.2011 – «Основания зданий и
сооружений»). Вертикальное нормальное напряжение
деформации и глубину сжимаемой толщи, подсчитывается только от действия
нагрузки, приложенной к свайному фундаменту, т.е. вес грунта в пределах
условного фундамента не учитывается. При этом должно выполняться
следующее условие:
выполнить следующее условие:
≤
R
А
.
грфундvo
..2
.
, определяющее
zp
SS ≤
u
где
и сооружения (для заданных схем сооружений
S
– предельное значение совместной деформации основания
u
26
26
,
смS
8=
u
).
ЧАСТЬ II
ρ
ρ
γ
g
γ
γ
ρ
γ
γ
γ
ρ
γ
γ
γ
ρ
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Вычислим физико-механические
характеристики основания
1. Плотность сухого грунта:
3
/ смг
. (2.1)
3
.
3
.
Слой № 1:
Слой № 2:
ρ
ρ
ρ
d
=
1 W
,
+
92,1
52,1
=
d
+
=
/ смг
26,01
98,1
=
d
+
=
72,1
/ смг
15,01
2. Удельный вес грунта природного сложения:
3
/ мкН
. (2.2)
3
/ мкН
.
3
/ мкН
.
Слой № 1:
Слой № 2:
=
,
83,1892,181,9 =×=
42,1998,181,9 =×=
3. Удельный вес твёрдых частиц:
3
/ мкН
. (2.3)
3
.
3
.
Слой № 1:
Слой № 2:
s
s
=×=
=×=
ss
492672819 ,,,
1926672819 ,,,
/ мкН
/ мкН
,
g
=
4. Удельный вес сухого грунта:
g
=
9114521819 ,,,
Слой № 1:
Слой № 2:
d
d
=×=
=×=
8716721819 ,,,
5. Пористость:
n
Слой № 1:
52,1
1 =−=n
7,2
44,0
.
,
dd
/ мкН
/ мкН
−= 1
ρ
27
27
3
/ мкН
. (2.4)
3
.
3
.
d
. (2.5)
s
72,1
ρ
ρ
Слой № 2:
1 =−=n
36,0
.
67,2
6. Коэффициент пористости:
e−=
1
n
. (2.6)
n
44,0
Слой № 1:
=e
−
=
44,01
36,0
Слой № 2:
=e
−
=
36,01
7. Степень влажности:
×
×
×
×
Слой № 1:
Слой № 2:
=
S
R
=
S
R
8. Число пластичности:
78,0
.
56,0
.
W
=
S
R
s
e
. (2.7)
ρ
w
7,223,0
80,0
=
– влажный грунт.
0,178,0
67,215,0
=
71,0
– влажный грунт.
0,156,0
WWI −=
. (2.8)
PLp
Слой № 1
Слой № 2:
I
p
I
p
15,018,033,0 =−=
– суглинок.
05,010,015,0 =−=
– супесь.
9. Показатель текучести:
WWI−
p
. (2.9)
I
P
3,0
– суглинок пластичный.
0,1
– супесь пластичная.
Слой № 1:
Слой № 2:
=
L
=
I
L
=
I
L
18,023,0=−
15,0
10,015,0=−
05,0
10. Коэффициент пористости при влажности на границе
текучести:
W
=
e
L
sL
. (2.10)
ρ
d
28
28
Слой № 1:
γγγ
γ
γ
7,233,0=×
=
e
L
52,1
59,0
.
67,215,0=×
Слой № 2:
e
=
L
72,1
23,0
.
11. Удельный вес насыщенного водой грунта:
,)1(
nn
Слой № 1:
Слой № 2:
SAT
SAT
+−=
WSSAT
/ мкН
23,191044,0)44,01(49,26 =×+−×=
36,201036,0)36,01(19,26 =×+−×=
3
. (2.11)
3
/ мкН
.
3
/ мкН
.
Рис. 4. Схема характерных сечений здания
Грузовая площадь для заданных сечений составит:
06
−
11
−
22
А =
33
−
А =
44
−
.м.пА =×=
2
06
1 м,
.м.пА =
54
+=
2
03
2
+×=
06
2
2
2
2
2
06
,,м,
+×=
2
1 м,
м,
2
03
.
09
,,
2
57
.
03
03
,,,,
+×
2
54
2
887
м,
2
7515
м,
.
.
29
29
Таблица 10
Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов
Инженерно-
№
Физико-механические характеристики
п.п.
геологические
элементы
ИГЭ-1 ИГЭ-2
1 Мощность слоя, м 6,0 не вскрыт
2 Влажность W, дол. ед. 0,23 0,15
3
Плотность грунта
4
Плотность твёрдых частиц
5
Плотность сухого грунта
6
Удельный вес частиц
ρ, г/см
3
γ
, кН/м
s
ρ
ρ
, г/см
d
, г/см
s
3
1,92 1,98
3
3
2,7 2,67
1,52 1,72
26,49 26,19
Удельный вес при естественной
7
влажности
8
Удельный вес сухого грунта
γ, кН/м
3
γ
, кН/м3
d
18,83 19,42
14,91 16,87
Удельный вес с учётом взвешивающего
9
действия воды
γ
, кН/м3
sb
- -
10 Пористость n, дол. ед. 0,44 0,36
11 Коэффициент пористости e (безразмерный) 0,78 0,56
12 Степень влажности Sr (безразмерный) 0,83 0,71
13 Граница текучести WL, дол. ед. 0,33 0,15
14 Граница пластичности WP, дол. ед. 0,18 0,10
15 Число пластичности IP, дол. ед. 0,15 0,05
16 Показатель текучести IL, дол. ед. 0,3 1,0
17 Удельное сцепление С, кПа 14,0 11,0
18
Расчетный угол внутреннего трения
ϕ, град.
20,0 19,0
19 Модуль деформации Е, кПа 14,0 16,6
20 Степень неоднородности песков Сu - -
21 Полное наименование грунтов
Суглинок
пластичный
влажный
Супесь
пластичная
влажная
22 Расчётное сопротивление грунтов Ro, кПа 213 270
30
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]