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 верхние слои по своим физико-прочностным характеристикам не могут служить надёжным основанием под фундамент. Наиболее эффективными, при данных геологических условиях будут применение либо свайного фундамента, либо песчаные сваи.
Как при производстве работ по возведению свайного фундамента, так и при устройстве фундамента мелкого заложения необходимо задействовать большое количество технических средств, а следовательно и материальных на их обслуживание. Свайные фундаменты устраиваются под отдельные элементы конструкций, 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.
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:
Nсеч = Rb A + Rs As. (6.1)
В соответствии с принятыми выше сечении бетона А = 30х30=900см2, сечение рабочей арматуры (4Ǿ22 АШ) с Аs = 15,2 см2.
Коэффициент mб1= 0,85.
Для сваи используется бетон класса В20 с Rb=9,0 МПа и арматура класса АШ с Rs=365 МПа.
Nсеч = 0,09∙900+36,5∙15,2=635,8 кН. (6.2.)
Полная расчетная нагрузка на одну сваю Рсв = 585,77кН<Nсеч=635,8кН, 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 9- Схема работы и расчетная схема сваи при монтаже
Нагрузка от веса 1 м длины сваи:
qсв = 0,3∙ 0,3∙ 25 = 2.25 кН, (6.3)
а с учетом коэффициента динамичности:
qсв = 2.25 ∙ 1,5 = 3.375 кН (6.4)
Изгибающий момент при подъеме сваи за верхний оголовок:
(6.5)
Определим площадь сечения рабочей арматуры:
ξυ
=
(6.6)
υ = 1 - 0,5·ξ = 1 – 0,5·0,21 = 0,895 (6.7)
(6.8)
Принимаем 2 стержня диаметром 22 мм, класс арматуры А-Ш с АS =7,6 см2, что соответствует поставленной арматуре.
Проверяем прочность наклонного сечения при изгибе.
поперечная сила:
Q =0,5∙qсв∙l2 = 0,5∙3,375∙12 = 20,25 kH. (6.9)
Сжимающие усилия, воспринимаемые бетоном,
Q ≤ φb3· (1+φn)·Rbt·b·h0; (6.10)
Так как продольных сил в элементе нет φn=0, φb3=0,6 (для тяжелого бетона), то:
Q = 20,25 < 0,6·900·0,3·0,265 = 42,93 kH, (6.10)
следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена, поперечные стержни при работе на изгиб по расчету не нужны.
Рисунок 10- Армирование сваи