3 Проектування фундаменту у варіанті з забивних призматичних паль

3.1 Вибір довжини і марки палі

Глибину закладення ростверку приймаємо з конструктивних вимог − d=0,5 м.

Приймаємо палю марки С13-30.

3.2 Визначення несучої здатності забивної палі по осі 13

Несучу здатність палі визначаємо за формулою:

,(2)

де γ_с = 1, γ_cR = 1, γ_cf = 0,5 [3, табл. 43];

R = 7359,2 кПа, [1, табл. 4.5];

А = 0,3·0,3 = 0,09 м²;

u = 4·0,3 = 1,2м.

Для визначення розрахункового опору ґрунту по боковій поверхні палі розділимо ґрунтову товщу на шари товщиною не більше 2 м (рисунок 5). Обчислення виконуємо в таблиці 4

Таблиця 4 Визначення несучої спроможності палі по боковій поверхні

Hi, м	hi, м	І	f1i, кПа	f1ihi, кН/м	, кПа		, °	, кПа	f2i, кПа	f2ihi, кН/м
3,39	2	0	49,95	49,95	55,94	0,38	15,65	4	13,6	27,2
5,39	2	0	56,78	56,78	88,93	0,38	15,65	4	19,27	38,54
7,095	1,45	0	60,19	42,43	117,07	0,38	15,65	4	24,1	33,98
8,4	1,2	щіл.	57,72	34,63	140,22	0,28	30,9	2	34,63	20,78
10,0	2	щіл.	59,8	59,8	162,12	0,28	30,9	2	39,73	39,73
12,0	2	щіл.	62,4	62,4	182,88	0,28	30,9	2	44,56	44,56
13,4	0,8	щіл.	64,22	25,69	197,41	0,28	30,9	2	47,95	19,18
14,515	1,43	0,12	71,31	101,97	208,8	0,42	16,52	38,7	86,16	119,42
				=433,66							 17 =343,39

;

.

Розрахункове навантаження, яке може бути передане на палю з умов несучої спроможності ґрунту:.

Необхідна кількість паль у кущі:

Р

18

исунок5 – Проектування пальових фундаментів

Підготовка даних для розрахунку кількості паль за допомогою ЕОМ:

1. d=0,3м

2. d=0,3м

3. I_L=0,12

4. 0,153

5. 0

6. 1

7. d_п =15,23 м

8. d_рост.=2,39 м

9. 19

10. 0

11. 1кН/м³

12. 

13. 1

14. 1

15. 

16. N=1207,53 кН

Результати розрахунку за допомогою ЕОМ приведені в додатку В.

За результатами розрахунку на ЕОМ що необхідно 1,41 паль в кущі, однак з врахуванням власної ваги паль, їх кількість становитиме:

приймаємо n=2 шт.

Розмістимо палі у ростверку так, як показано на рисунку 6.

Р

19

исунок6 – Схема розташування паль у ростверку

Виконаємо перевірку розрахункових навантажень на крайні палі:

, (3)

де ;

=1207,53 кН;

Вага палі G_палі = 0,3²·12,84·1,8·25·1 = 52 (кН).

Вага ростверку до відмітки планування, що приходиться на одну палю, G_р = 1,25·1·0,5·20·1=12,5 (кН). Загальне максимальне розрахункове навантаження на одну палю

Отже, несуча здатність паль при обраному їх розташуванні забезпечена.

3.3 Визначення осідання фундаменту на забивних палях

І. Визначення осідання як для умовного фундаменту мілкого закладання

Осідання пальового фундаменту визначається шляхом перетворення його на умовний фундамент мілкого закладання.

Розміри ростверку в плані по зовнішнім граням крайніх паль

l' = 1; b' =1,05м;

Розміри умовного фундаменту в площині нижніх кінців паль

П

20

риймаємо умовний фундамент розмірами1х3,93м.

-обчислимо вагу паль:

-обчислимо вагу ростверку:

-знайдемо об'єм умовного фундаменту:

-знайдемо об'єм паль:

-знайдемо об'єм ростверку з грунтом на уступах:

-обчислимо об'єм грунту між палями:

Знайдемо усереднене значення питомої ваги грунту від поверхні до глибини закладання паль:

;

Обчислимо вагу ґрунту, що знаходиться в просторі між палями:

Тиск по підошві умовного фундаменту

21

Розрахунковий опір грунту основи умовного фундаменту

M_γ,=0,47; M_q=2,89; M_c=5,48 – [3, табл. 44].

σ_zg,0 – тиск від власної ваги ґрунту в рівні підошви умовного фундаменту

σ_zg,0 = ;

σ′_zg,0 – тиск від власної ваги ґрунту, вийнятого з котловану, в рівні підошви ростверка

σ′_zg,0 = ;

σ_zu,l – напруження від власної ваги грунту в межах від підошви ростверку до п’яти палі

σ_zu,l=

Розбиваємо ґрунтову товщу на шари 0,2b_y =0,75 м.

b_k=22,55м

b_y=3,93м

h_i=0,75м

σ_zp=275,33кПа

σ_zγ=39,42кПа

σ_zg=39,42кПа

22

Z, м	= 2Z/b	= 2Z/bk	i	k	zp,i, кПа	zy, КПа	zg,i, кПа	zp,сер, КПа	zy,сер, КПа	Еi, кПа	Si, м
-	-	-	1	1	275,33	39,42	39,42	-	-	-	-
0,75	0,38	0,066	0,998	0,996	274,72	39,27	54,27	275,03	39,345	21900	0,00645
1,5	0,76	0,133	0,89	0,992	245,04	39,116	69,12	259,88	39,193	21900	0,00604
2,25	1,145	0,199	0,772	0,988	212,55	38,94	83,97	228,79	39,028	21900	0,0051
3	1,527	0,266	0,662	0,984	182,27	38,789	98,82	197,41	38,865	21900	0,0043
3,75	1,91	0,333	0,571	0,981	157,21	38,67	113,67	169,74	38,729	21900	0,0035
4,5	2,29	0,399	0,497	0,977	136,84	38,51	128,52	147,03	38,59	21900	0,0029
5,25	2,67	0,465	0,438	0,963	120,59	37,945	143,37	128,71	38,227	21900	0,0024
6	3,05	0,532	0,391	0,945	107,65	37,252	158,22	114,12	37,598	21900	0,00209
6,75	3,43	0,598	0,353	0,929	97,19	36,621	173,07	102,42	36,936	21900	0,00179
7,5	3,82	0,665	0,319	0,913	87,83	36	187,92	92,51	36,31	21900	0,00153
8,25	4,2	0,732	0,293	0,897	80,67	35,359	202,77	84,25	35,679	21900	0,00133
9	4,58	0,798	0,27	0,881	74,34	34,729	217,62	77,51	35,044	21900	0,00116
9,75	4,96	0,864	0,25	0,861	68,94	33,94	232,47	71,64	34,334	21900	0,00102
10,5	5,34	0,931	0,233	0,839	64,15	33,073	247,32	66,54	33,506	21900	0,000904
11,2	5,725	0,997	0,218	0,819	60,021	32,281	262,17	62,09	32,677	21900	0,000805
12	6,106	1,064	0,205	0,798	56,44	31,449	276,03	58,23	31,865	21900	0,000722
12,75	6,488	1,13	0,193	0,777	53,14	30,629	290,88	54,79	31,039	21900	0,00065
											∑S=0,042

Таблиця 5 – Розрахунок осідання фундаменту на забивних палях

S=4,2см<S_u=10cм. Отже, осідання в межах норми.

23

Рисунок 7 – Схема до розрахунку осідання пальового фундаменту як умовного фундаменту мілкого закладання

ІІ. Визначення осідання шляхом розв’язання задачі про переміщення стержня в пружному півпросторі

Вага ростверку з грунтом на його уступах

G_р=0,62∙20 =12,4(кН).

С

24

ереднє навантаження на палю

Середнє значення коефіцієнта Пуасона в межах напруженої зони

Граничний опір палі

Навантаження на палю на межі пропорційності

Модуль деформації грунту під нижнім кінцем палі в межах одного діаметру вище і чотирьох діаметрів нижче позначки нижнього кінця палі

Е_р=21,9МПа.

Осереднений у межах довжини палі модуль деформаціі грунтової основи

Відношення усереднених модулів деформації під нижнім кінцем і в межах бічної поверхні палі

Приведений радіус палі

Модуль деформації матеріалу палі при класі бетону С16/20

Е₀= 24500 МПа.

Коефіцієнт, що визначає частину навантаження, яка передається нижнім кінцем (за таблицею П.1.2 [4] в залежності від rтаk_E)

b

25

= 0,042.

Коефіцієнт умов роботи грунту вздовж бічної поверхні палі за табл. П.1.5 [4] k_f=0,7.

Коефіцієнт умов роботи піщаного грунту під нижнім кінцем палі за табл. П.1.7 [4] k_р=4,586.

Приведений модуль деформації грунту

Коефіцієнт осідання (за таблицею П.1.1 [4] в залежності від rтаk_E)

с = 0,773.

Пружна складова осідання палі

Осідання одиночної палі

Визначимо осідання куща з 2 паль, взявши за основну одну з двух паль.

а₁ = 0,9 м - 1 шт.

Визначаємо коефіцієнти впливу сусідніх паль за табл. П.1.3 та П.1.4 [4] в залежності від приведеної відстані

Осідання середньої палі від одиничного навантаження на j-ту палю у фундаменті визначаємо за формулою

Для відповідної палі

О

26

сідання пальового куща з 2 паль

Допустиме значення осідання для будівель іззалізобетонним каркасом S_u =10см [9].

Умова S= 0,39см < S_u= 15см виконується.