Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Механіка грунтів.doc
Скачиваний:
709
Добавлен:
05.02.2016
Размер:
3.98 Mб
Скачать

6.5.1. Розрахунок несучої здатності палі за ґрунтом та матеріалом

Відповідно до прийнятого типу паль та проведених досліджень уточнюємо раціональні розміри паль з урахуванням діючих навантажень. При цьому потрібно мати на увазі, що для однієї будівлі бажано використовувати одинакові палі за перерізом та довжиною. Тільки у випадку значної зміни залягання несучого шару або при великій різниці в навантаженнях на окремих ділянках будівлі можуть прийматись палі різних типорозмірів (в курсовому проекті таке ускладнення робити недоцільно).

Пояснимо це на прикладі.

А) Розрахунок несучої здатності палі за ґрунтом

Нехай навантаження на окремі перерізи фундаментів для будівлі, що проектується, складають: для зовнішньої поздовжньої стіни – NI1 = 1.2Nn1 = = 1.2238 = 285.6 кН/м, для внутрішньої поздовжньої - NI2 = 1.2Nn2 = 1.2324 = 388.8 кН/м, для внутрішньої поперечної - NI3 = 1.2Nn3 = 1.2192 = 230.4 кН/м. Приймемо ґрунтові умови, за яких було виконано дослідження несучої здатності забивних паль в п. 6.4. Відповідно до побудованих графіків зміни допустимого розрахункового навантаження на палі з глибиною та максимального навантаження на верхньому обрізі фундаментів при однорядному розташуванні паль (найпростіша конструкція ростверку) потрібно буде використати такі палі, щоб отримати несучу здатність:

а) для палі перерізом 300300 мм:

NIk1 = NI(1.05…1.15)3d = 388.81.0530.30 = 367.4 кН,

тут k1 – коефіцієнт, що враховує збільшення навантаження на рівні підошви за рахунок ваги ростверку та ґрунту на його обрізах. Для безпідвальних будинків можна прийняти k1 = 1.05;

–мінімальний крок забивних паль. Для ґрунтів середньої щільності = 3d (d – діаметр, або сторона перерізу палі, м). Для бурових, буронабивних та буроін’єкційних паль – (1.0+d) м;

Для будинку максимальне навантаження на ростверк складає NІ2 = 388.8 кН/м.

б) для палі перерізом 350350 мм:

NIk1 = 388.81.0530.35 = 428.7 кН.

Виходячи з цього, приймаємо палю перерізом 300300 мм при її заглибленні в суглинки ІГЕ-4 на 1 м (орієнтовне допустиме розрахункове навантаження за графіком близько 410 кН, що незначно перебільшує 367.4 кН).

Одночасно уточнюємо переріз ростверку та глибину котловану. Приймаємо позначку 0.000 м та верхнього обрізу фундаменту (він вище поверхні ґрунту на 0.3 м). Тоді конструкція пальового фундаменту: один ряд стінових блоків висотою 0.6 м та ростверк висотою d + 0.05 = 0.30 + 0.05 = = 0.35 м. Приймаємо hr = 400 мм. Підошва ростверку буде заглиблена на 0.3 + 0.4 = 0.7 м. Це відповідає глибині котловану.

Складаємо розрахункову схему для визначення несучої здатності одиночної палі (рис. 35).

Тепер розрахункова довжина палі з умови заглиблення в суглинки ІГЕ-4 на 1 м:

Lp = hi + h = 0.3+2.4+3.4+1.0+0.3 = 7.4 м,

де hi – товщина окремих шарів ґрунту, що прорізаються палею;

hi – висота палі над рівнем котловану після її забивання: h = d = 0.3 м.

Приймаємо палю довжиною 8.0 м. Це відповідає типорозміру С80.30 (див. додаток 4).

Така паля буде заглиблюватись в суглинки на 1.6 м, що враховуємо на розрахунковій схемі. Згідно з вимогами норм [5] приймаємо товщину розрахункових шарів hi  2.0 м. Для цього робимо додаткову розбивку окремих ІГЕ так, щоб зручно було виконувати наступні розрахунки (див. схему палі на рис. 35.

Визначення Fd робимо за вказівками п.6.4.4 посібника. При заглибленні палі трубчатим молотом коефіцієнти в формулі для визначення Fd: c = 1.0; cR = 1.0; cf = 1.0 (див. табл. 38).

Для суглинку з IL = 0.30 на глибині 8.4 м від поверхні за табл. 39 по інтерполяції:

= 3393.3 кПа.

За табл. 40 визначаємо величини f для відповідних розрахункових шарів (див. схему на рис. 35):

1) для рослинного ґрунту ІГЕ-1: h1 = 0.3 м; f1 = 0;

2) для розрахункових шарів супіску ІГЕ-2 з IL = 0.40 на глибині Ні:

а) h2 = 1.2 м

Н1 = 1.0 м; f1 = 15.0 кПа;

Н2 = 2.2 м; f2 = 21.0 + = 21.8 кПа;

б) h3 = 1.2 м

Н2 = 2.2 м; f2І = 21.8 кПа;

Н3 = 3.4 м; f3 = 25.4 кПа (див. п. 6.4.5);

3) для дрібного піску ІГЕ-3:

а) h4 = 1.6 м

Н3 = 3.4 м; f3І = 36.2 кПа (див. п.6.4.5);

Н4 = 5.0 м; f4 = 40.0 кПа;

б) h5 = 1.8 м

Н4 = 5.0 м; f4І = 40.0 кПа;

Н5 = 6.8 м; f5 = 42.8 кПа (див. п. 6.4.5);

4) для суглинку ІГЕ-4 з IL = 0.30:

h6 = 1.6 м

Н5 = 6.8 м; f5І = 42.8 кПа (див. п.6.4.5);

Н6 = 8.4 м; f6 = 44 + = 44.4 кПа.

Тоді несуча здатність палі С 80.30:

Fd = 1.0 [1.03393.30.09 + 1.21.0(0.30 + 1.2 + 1.2 + +1.6 + 1.8 + 1.6 = 305.4 + 306.8 = 612.2 кН.

Допустиме розрахункове навантаження на палю С 80.30:

Np = Fd.g = = 437.3 кН.

Порівнюючи несучу здатність з табличною величиною несучої здатності залізобетонної палі за матеріалом (табл. 36), бачимо, що умова

Np < Np.m (Np = 437.3 кН < Np.m = 1000 кН) виконується.

Але в окремих випадках виникає необхідність перевірки несучої здатності палі за матеріалом. Тоді потрібно виконати такий розрахунок.

Б) Розрахунок несучої здатності забивної палі за матеріалом

Розглянемо забивну палю з ненапруженою арматурою (див. табл. 36 та додаток 4). Поздовжня арматура класу А400С, А500С. Поперечна арматура з проволоки класу В-І. Її можна приймати близько ¼  поздовжньої арматури. Необхідно мати на увазі, що поздовжня арматура приймається: мінімально  12, а поперечна  3. Бетон мінімально класу В 15, максимально В 25 для звичайних паль та умов, а при щільних піщаних ґрунтах може підвищуватися до В 30 … В 35. Як виняток для коротких паль перерізом 20×20 см та 25×25 см дозволяється використовувати арматуру  10, до того ж, класу А240С. Використовують 4 або 8  арматури (останнє для паль 40×40 см), який змінюється від 10 до 20 мм. Петлі  6…8 А240С.

Тіло палі розраховують на монтажні навантаження з урахуванням коефіцієнту динамічності (на згин) та на стиск за умови експлуатації. Виконаємо останній розрахунок, враховуючи випадковий ексцентриситет, який призначають, виходячи з таких умов (п.3.50 посібника [35]):

а)еа = 1/600 L;

б) еа = 1/30 а; – приймаємо більшу величину.

в) еа = 10 мм

Враховуємо, також, що розрахунковий ексцентриситет е0 = 0.

За заданим класом арматури та бетону знаходимо за СНиП [7] або посібнику до нього [35] характеристики для розрахунку на стиск, враховуючи, що палі виготовляються з важкого бетону (табл. 32).

Для стиснутої арматури розрахунковий опір в розрахунках паль приймаємо з врахуванням вимог ДСТУ [14] і нормативних рекомендацій [41]. Ці величини наведено в табл. 33.

Палі розраховують таким чином як позацентрово навантажені.

Розрахункова довжина палі за СНиП [5] визначається за формулою:

= + 2 / ,

де – довжина ділянки палі від підошви високого ростверку до рівня планування ґрунту, м. Для курсового проекту палі розглядаються в фундаменті з низьким ростверком, тобто = 0;

–коефіцієнт деформації, 1/м, що визначається за формулою:

,

де k – коефіцієнт пропорційності, кН/м4, що приймається в залежності від виду ґрунту за табл.1 додатку 1 норм [5] (див. табл. 47).

Таблиця 47(1 додатку 1 [5])