5 Технико–экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран свайный фундамент. Так как верхний слой по своим физико-прочностным характеристикам не может служить надёжным основанием под фундамент. Наиболее эффективными, при данных геологических условиях будут применение либо свайного фундамента, либо устройство фундамента мелкого заложения с частичным уплотнением лёссового грунта одновременно с устройством песчаной подушки под его основанием.

Как при производстве работ по возведению свайного фундамента, так и при устройстве фундамента мелкого заложения необходимо задействовать большее количество технических средств, а следовательно и материальных на их обслуживание. Свайные фундаменты устраиваются под отдельные элементы конструкций, а в пролётах, между кустами свай, может устанавливаться оборудование большой массы, и если не устранены просадочные свойства грунта основания, могут появиться значительные деформации в результате осадки, необходимо будет предусматривать дополнительные мероприятия по улучшению прочностных свойств грунта. Либо можно запроектировать уплотнение лёссового грунта со дна котлована с дальнейшим устройством песчаной подушки под подошвой фундамента.

В моём случае более эффективным будет являться устройство свайного фундамента.

6 . Расчет тела сваи

6.1 Проверка прочности сваи при эксплуатационных нагрузках.

Несущая способность висячей железобетонной сваи от эксплуатационных нагрузок может быть определена по формуле:

N^сеч = R_b A + R_s A_s. (6.1)

В соответствии с принятыми выше сечении бетона А = 35х35=1225см², сечение рабочей арматуры (4Ǿ16 АШ) с А_s = 8,04 см².

Коэффициент m_б1= 0,85.

Полная расчетная нагрузка на одну сваю P_св=132,5кН. Для сваи используется бетон класса В20 с R_b = 9,0 МПа и арматура класса АШ с R_s= 365 МПа.

N^сеч = 0,09∙1225+36,5∙8,04=403,71 кН. (6.2.)

Полная расчетная нагрузка на одну сваю Р_св = 132,5кН<N^сеч=403,71кН, значит прочность сваи обеспечена.

6.2 Проверка прочности на усилия, возникающие при подъеме.

При переводе из горизонтального в вертикальное положение свая работает на изгиб. Расчетная схема для этого случая приведена на рисунке.

Рисунок 6.1 Схема работы и расчетная схема сваи при монтаже.

Нагрузка от веса 1 м длины сваи:

q_св = 0,35∙ 0,35∙ 25 = 3.0625 кН, (6.3)

а с учетом коэффициента динамичности:

q_св = 3.0625 ∙ 1,5 = 4.59 кН (6.4)

Изгибающий момент при подъеме сваи за верхний оголовок:

(6.5)

Определим площадь сечения рабочей арматуры:

ξ_υ = (6.6)

υ = 1 - 0,5·ξ = 1 – 0,5·0,12 = 0,94 (6.7)

(6.8)

Принимаем 2 стержня диаметром 16 мм, класс арматуры А-Ш с А_S =4,02 см², что соответствует поставленной арматуре.

Проверяем прочность наклонного сечения при изгибе.

поперечная сила:

Q =0,5∙q_св∙ℓ = 0,5∙4,59∙8 = 18,36 kH. (6.9)

Сжимающие усилия, воспринимаемые бетоном,

Q ≤ φ_b3· (1+φ_n)·R_bt·b·h₀; (6.10)

Так как продольных сил в элементе нет φ_n=0, φ_b3=0,6 (для тяжелого бетона), то:

Q = 18,36 < 0,6·900·0,35·0,315 = 59,54 kH, (6.10)

следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена, поперечные стержни при работе на изгиб по расчету не нужны.

Рисунок 6.2 Армирование сваи