Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра автомобільних доріг, основ і фундаментів

053-95

Методичні вказівки

до виконання курсового проекту з дисципліни "Основи та фундаменти" (розділ "Проектування пальових фундаментів ") студентами за напрямом підготовки "Будівництво", професійне спрямування 6.092.101 “Промислове та цивільне будівництво” денної та заочної форм навчання

Рекомендовано методичною комісією

за напрямом підготовки „Будівництво” протокол № 6 від 13 квітня 2010р.

PIBHE – 2010

Методичні вказівки до виконання курсовго проекту з дисципліни "Основи та фундаменти" (розділ "Проектування пальових фундаментів ") студентами за напрямом підготовки "Будівництво", професійне спрямування 6.092.101 “Промислове та цивільне будівництво” денної та заочної форм навчання/ М.О.Фурсович - Рівне: НУВГП, 2010, - 20 с.

Упорядники: М.О.Фурсович, канд. техн. наук, доцент;

Г.Ф.Федорчук, доцент.

Відповідальний за випуск: В.А.Гайдукевич, канд. техн. наук, доцент, завідувач кафедри автомобільних доріг, основ і фундаментів.

З М І С Т

	стор.
1. Визначення глибини закладення фундаментів ……………..….	3
2. Визначення розмірів підошви фундаментів ................................	8
3. Проектування фундаментів на просідаючих грунтах ……..…..	17
3.1. Проектування основ, ущільнених важкими трамбівками ………..	18
3.2. Проектування основ, ущільнених ґрунтовими палями …….……	22
4. Визначення деформацій фундаментів .........................................	26

 Фурсович м.О., 2010  Федорчук г.Ф., 2010  нувгп, 2010

1. Проектування пальових фундаментів

П альові фундаменти складаються з паль і ростверку (рис.1). Ростверк – це збірна чи монолітна, як правило, залізобетонна конструкція, яка забезпечує передачу і рівномірний розподіл навантаження від надземних конструкцій на палі. Палі - це довгі стрижні, які занурюються в грунт у готовому вигляді або виготовляються безпосередньо в ґрунті. В більшості випадків палі передають навантаження на розміщені нижче надійні шари ґрунтів.

Палі бувають: забивні - занурюються в грунт за допомогою молотів або віброзанурювачів; набивні - виготовляють шляхом бетонування свердловин, утворених примусовим відтисненням ґрунту в сторони; бурові - виготовляють шляхом бетонування пробурених свердловин або монтують у свердловинах готові залізобетонні елементи; гвинтові - загвинчуються в грунт за допомогою спеціальних установок; палі-оболонки - порожнисті круглі елементи діаметром від 1 до 3м.

Враховуючи обмеженість об‘єму методичних вказівок розглянемо детальніше лише конструкцію забивних паль. За конструктивними особливостями ці палі розділяються таким чином: за способом армування (з напруженою та ненапруженою арматурою з поперечним армуванням і без); за формою поперечного перерізу (квадратні, прямокутні, квадратні з круглою порожниною, круглі з порожниною); за формою поздовжнього перерізу (призматичні, пірамідальні, конусні); за умовами занурення (цільні і з окремих ланок); за конструкцією нижнього кінця (без розширення, з розширенням, порожнисті з відкритим або закритим нижнім кінцем); палі-колони (надземна частина цих паль є колоною будівлі).

Згідно з прийнятою класифікацією забивні палі розділяються на такі типи: С - квадратні, призматичні, суцільного перерізу, з поперечним армуванням, цільні і складені; СП - квадратного перерізу з круглою порожниною; СК - круглого перерізу з порожниною; СО - палі-оболонки; CД - палі-колони.

Прийнято таке позначення марок паль: тип паль (букви), довжина в дм, розмір сторони (діаметр) в см, потім для попередньо напружених паль - клас арматури, а для ненапружених - номер варіанта армування відповідно до креслень, що наводяться в діючих стандартах. Наприклад, С60.35-А500 - квадратна призматична паля довжиною 6м з стороною поперечного перерізу 35см з напруженою арматурою класу А500; С60.35-3 - те саме, з ненапруженою арматурою, третій варіант армування.

За умовами роботи в ґрунті всі палі розділяються на палі-стояки та висячі палі. До паль-стояків відносять палі, що передають навантаження нижнім кінцем на практично нестисливі ґрунти (скельні і напівскельні ґрунти, а також глини твердої консистенції в водонасиченому стані (I_L<0; S_r>0,85) з модулем деформації Е≥50МПа). Сили тертя на бічній поверхні таких паль у процесі їх роботи не виникають. Висячі палі опираються на стисливі ґрунти - опір ґрунту розвивається як під нижнім кінцем палі, так і на її бічній поверхні.

У загальному випадку проектування пальових фундаментів виконують у такій послідовності:

1. Визначають вид паль (забивні, бурові). При цьому враховують характер та величину навантажень, інженерно-геологічні умови будівельної ділянки, можливості будівельних організацій, економічні показники та інші фактори.

2. Попередньо визначають розміри паль. Палі повинні прорізати ненадійні ґрунти і вартість фундаментів має бути мінімальною. Для цього визначають вартість фундаментів з паль різних розмірів. Довжину вибирають так, щоб палі заглиблювались не менше 0,5м у великоуламкові, гравіюваті, крупні й середньої крупності піски і глинисті з показником текучості I_L≤0,1; для решти ґрунтів - 1,0м.

3. Визначають несучу здатність паль F_d (див. п. 2).

4. Визначають навантаження P, допустиме на палю. В розрахунках приймають менше з визначених навантажень: за формулою (6) - по ґрунту; з табл. 1.- по матеріалу.

Розрахункові навантаження, допустимі на палю, за міцністю її стовбура (орієнтовні)

Таблиця 1.

Забивні квадратного перерізу за ГОСТ 19804-91
Переріз палі, см	Довжина, м	Міцність стовбура, кН
2525	3,0÷6,0	650
3030	3,0÷12,0	1000
3535	4,0÷16,0	1850
4040	4,0÷18,0	2000

5. Визначають кількість паль:

для кущових фундаментів за формулою

(1)

- максимально допустима розрахункова відстань між осями сусідніх забивних паль стрічкового фундаменту становить

, де (2)

n_I, G_nI, G_pI, - відповідно погонне навантаження, вага палі, вага 1м/п ростверкe і ґрунту на його обрізах.

6. Виконують конструювання фундаментів. Пальові фундаменти залежно від розміщення паль у плані проектують у вигляді: пальових смуг - під стіни будівель; пальових кущів - під колони; суцільного пальового поля - під всією будівлею чи спорудою.

Мінімальна кількість паль у кущі становить: у центрально завантаженому фундаменті – 1; у позацентрово завантаженому фундаменті в одній площині – 2; у позацентрово завантаженому фундаменті в двох площинах – 3.

Відстань між осями забивних висячих паль повинна бути не меншою 3d (d - діаметр круглої або сторона квадратного перерізу палі), а між осями паль-стояків - не меншою 1,5d. Чиста відстань між стовбурами бурових, набивних паль і паль-оболонок приймається не менше 1,0м, а відстань між розширенням паль у твердих та напівтвердих глинистих ґрунтах - 0,5м, в інших нескельних ґрунтах - 1,0м.

Оптимальна конструктивна відстань між осями сусідніх паль у стрічковому фундаменті зумовлена несучою здатністю ростверку і становить приблизно 6d.

Якщо максимальна розрахункова відстань між осями сусідніх паль у стрічковому фундаменті менша мінімально допустимої, то палі розташовують у два і більше рядів. Якщо максимальна розрахункова відстань більша оптимальної конструктивної, то палі розміщують з урахуванням останньої. Потім виконують розстановку паль у плані таким чином, щоб фактична відстань між ними не перевищувала максимальну розрахункову і оптимальну конструктивну і була не меншою за мінімальну конструктивну. В першу чергу розміщують палі в місцях, де ростверки перетинаються між собою.

З’єднання пальового ростверку з палями (рис. 2) може бути шарнірним або жорстким (жорстке з’єднання хоч є значно трудоємкішим і дорожчим проте використовується частіше, оскільки, є надійнішим).

П ісля розміщення паль у плані перевіряють фактичне завантаження паль за формулами:

- для стрічкових фундаментів

(3)

- для стовпчатих центрально завантажених фундаментів

(4)

- для стовпчатих позацентрово завантажених в одній площині фундаментів

, де (5)

N_max, N_min- максимальне і мінімальне навантаження на крайні палі; G_pI - вага ростверкe та ґрунту на його обрізах; G_nI - власна вага палі; x_max, - відстань від головної осі до осі крайньої палі (рис.3); x_i - відстань від головної осі до осі кожної палі; M_I, Q_I, - момент і горизонтальна складова зовнішніх сил на рівні обрізу фундаменту відносно (у напрямку) відповідної осі; h, - відстань від підошви ростверкe до його обрізу.

Перевантаження крайніх паль в кущі на 20% від навантаження, допустимого на них, можливе при розрахунках фундаментів із врахуванням вітрових та кранових навантажень (при цьому величина кранових навантажень повинна становити більше 30% сумарних навантажень на фундамент), тобто N_max≤1,2P. Якщо N_min<0, то додатково проводять розрахунки паль на дію висмикуючих навантажень.

7. Проводять розрахунки фундаментів за деформаціями.

8. Розраховують тіло ростверкe і палі.