4 Расчёт свайного фундамента.
Расчет свайных фундаментов и их оснований производится по двум группам предельных состояний.
По первой группе определяют несущую способность сваи по грунту, прочность материалов свай и ростверков. По второй группе предельных состояний рассчитываются осадки оснований фундаментов.
4.1 Расчёт свайного фундамента под ленточный фундамент
Первый слой мощностью 6,7 м – суглинок твердый не может служить естественным основанием, в следствие своей просадочности: = 13,7 кН/м3; s = 26,7 кН/м3; d = 12,82 кН/м3; e =1,08; w % = 6,9%
Второй слой мощностью 0,7 м – песок мелкий рыхлый, не может служить естественным основанием , с показателями физико-механических характеристик:
= 18 кН/м3; s = 26,6 кН/м3; d = 14,85 кН/м3; e =0,79; w % = 21,2%
Третий слой мощностью 2,25 м – суглинок тугопластичный с коэффициентом пористости е = 0,83 и четвертый слой- глина тугопластичная, имеют удовлетворительные деформационнопрочностные показатели, могут служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай:
=19,2кН/м3; s = 27,1 кН /м3; d = 14,77 кН/м3; e = 0,83; w% = 30%; Jp = 17 %; JL = 0,35; E = 13100 кПа; cn = 19,4 кПа; n = 19,83, Rο = 199,28 кПа.
=19,8кН/м3; s = 27,6 кН /м3; d = 14,9 кН/м3; e = 0,85; w% = 28,5%; Jp = 23 %; JL = 0,326; E = 15000 кПа; cn = 43 кПа; n = 16, Rο = 256,35 кПа.
Определим длину сваи: lсв=l0+∑lгр+lн.сл=0.1+(4,9+0,7)+0,5=6,2 м (4.1)
Принимаем сваю – С 8—300, m=1,83т.
Несущую способность сваи определяется по формуле 24 как сумма расчётных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на её боковой поверхности. При погружении свай в лёссовые грунты сопротивление грунтов на боковых поверхностях принимаем равными нулю.
(4.2)
Рисунок 4.1—К определению длинны сваи.
где
-коэффициент
условий работы сваи в грунте, принимаемый=1
R-расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа.
А - площадь опирания на грунт сваи,м.
u – наружный периметр поперечного сечения сваи,м.
fi – расчётное сопротивление итого слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа.
hi – толщина итого слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.
-коэффициенты
условий работы грунта соответственно
под нижним концом и на боковой поверхности
сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчётные сопротивления
грунта и принимаемые по [2].
По таблице СНиП подбираем R при глубине погружения свай 9.7м R=3213,8 кПа
Несущая способность свай будет равна:
Расчётная нагрузка, допускаемая на одну сваю, определяется по формуле:
(4.3)
где
-коэффициент
надежности,
=1,4,
т.к. R определено по СНиП.
Необходимое количество свай в грунте определяется по формуле
=
(4.4)
Определяем расчетное расстояние между осями свай на 1 пог.м. стены:
Средневзвешенное значение удельного веса грунта в свайном фундаменте:
Gр, Gгр – ориентировочный вес ростверка и грунта на обрезах ростверка;
Принимаем
вес ростверка Gр=
Вес грунта на уступах
Gгр=
Расчетное сжимающее усилие, передаваемое на сваи
Нагрузку, приходящую на одну сваю определяем по формуле:
>
Это говорит о том, что необходимо увеличить число свай.
Принимаем число свай n=0.8 шт
Тогда расчетное расстояние между осями свай на 1 пог.м. стены:
Нагрузку, приходящую на одну сваю определяем по формуле:
<
Следовательно количество и шаг свай выбраны верно.
Рисунок 4.2—Конструирование ростверка.
Определяем фактическую нагрузку приходящуюся на сваю, которая должна быть меньше допустимой.
Нагрузку, приходящую на каждую сваю во внецентренно нагруженном фундаменте определяем по формуле:
P
(4.5.)
где х2 = 1 м2 = х,
(4.6)
Объем ростверка:
Vр
=
Вес ростверка:
Gр = Vр•б = 0.42•25 = 10.5 кН. (4.7)
Вес грунта на уступах:
Gгр = (Vо – Vр) • гр. (4.8)
Gгр
= (
.
тогда:
NI = 180 + 1,0·(10,5 + 15,95) = 206.45кН,
(4.9)
Рмах = 266,66кН < 1,2·Рсв = 1,2• 292.08 = 350.496кН;
Условие выполняется, фундамент запроектирован правильно.