ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 156
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГЛАВА 3
Выбор типа, длины, и сечения свай
Расчёт свайных фундаментов регламентируется требованиями и рекомендациями СП 24.13339.2011 «Свайные фундаменты».
Свайные фундаменты состоит из свай и ростверка.
Ростверк необходим для объединения свай единой плитой, для их совместной работы.
Расчёт свайных фундаментов необходимо выполнять по 2-м группам предельных состояний.
С учётом того, что сваи необходимо заглублять в несущий грунт не менее, чем на 1 метр, принимаю сваи длиной l=5м. Несущий слой - суглинок с включениями гравия и песка.
Сваи принимаю квадратного сечения 300х300.
Предварительное определение глубины заложения и толщины плиты ростверка
С учётом грунтовых условий, физико-механических свойств грунтов, уровня грунтовых вод, и прочих условий расположим ростверк на глубине d=1,3 м.
Толщина ростверка определяется при помощи расчётов на продавливание сваями и на изгиб, но не менее 40 см.
Примем ростверк высотой 0,9 м. Грунт, на который опирается ростверк – глина ленточная с прослойками суспеси.
Величина заделки сваи в ростверк равна 5 см.
Расчёт свайного фундамента по I группе предельных состояний
Произведём расчёт по I г.п.с.
Найдём расчётное сопротивление, оно бывает по прочности материала и прочности грунта, и принимается меньшее из полученных значений.
Так как в курсовом проекте мы принимаем висячие сваи, для них расчет по материалу, как правило не требуется, так как его результат обычно больше, чем по грунту.
Расчетное сопротивление висячей сваи по грунту определяем по формуле:
, где
-коэффициент условий работы сваи, =1; 
– коэффициент надёжности по грунту, =1,4; 
– расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (по таблице); А – площадь поперечного сечения сваи, м
2; u – наружный диаметр сваи, м; fi – расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, кПа (по таблице); hi – толщина i-го слоя грунта по боковой поверхности;
- коэфиициенты условий работы, при погружении свай забивкой =1.
На рисунке 9 дана расчетная схема для определения расчетного сопротивления сваи.
Для расчётов получаем: R=3025,5 кПа (заглубляем сваи в суглинок); А=0,09 м2, u=1,2 м; h1=2 м, h2=2 м, h3=1м
Таблица 10 - Расчетные сопротивления
Рисунок 9 – Расчётная схема
Находим Fd:
=351,1 кН.
Определяем количество свай:
Для фундамента под колонну:
Для ленточного фундамента:
Для столбчатого фундамента принимаем плиту ростверка с размерами 1,8 м х 1,8 м, высотой 0,9 м. Сваи располагаем в два ряда.
Для ленточного фундамента принимаем ширину b=1,8 м, принимаем двухрядное расположение свай. Расстояние между сваями должно быть не меньше 0,9м, расстояние от края фундамента до сваи должно быть не менее 0,21 м.
Сконструированные свайные ростверки представлены на рисунке 10 и 11.
Выполним проверки сконструированных фундаментов.
Для этого необходимо определить фактическое давление на каждую сваю Рф.
Найдём вес самого фундамента:
- для столбчатого;
- для ленточного.
Для ленточного свайного фундамента проверим условие:
P=294,36<351,1, условие выполняется.
Для фундамента под колонну:
, где
y – расстояние от центра тяжести свайного поля до ряда свай, м; yi – расстояние отдельного ряда свай относительно центра свайного поля
Получаем:
Р=294,36+(30*0,9/(0,92+0,92))=311,03<351,1 кН, условие выполняется.
Расчетная нагрузка на одну сваю не отклонятся от ее несущей способности F более чем на 10 – 15 %.
Рисунок 10 – Чертёж свайного фундамента под колонну
Рисунок 11 – Чертёж свайного фундамента под стену
Расчет свайного фундамента по II группе предельных состояний
Проверим прочность оснований фундамента в уровне острия сваи.
Свайный фундамент принимается как условный. Схема усовного фундамента представлена на рисунке 12.
Рисунок 12 – Схема условного фундамента
Положение граней условного массивного фундамента определяют используя средневзвешенное значение расчетного угла внутреннего трения
ср.
Определим для фундаментов:
=14,19°;
α= /4=3,55;
b’=l*tgα =0,77 (для столбчатого);
b’=l*tgα =0,43 (для ленточного);
Определяем ширину bу длину lу и площадь Ау условного фундамента:
bу=2* b’+b=3,35 м;
Ау=6,02 м2;
Р=(1140*1,2+16*6,3*3,35+37,44)/6,02=290<504,12 кПа, условие выполняется.
bу=3,14м;
Ау=3,71 м2;
Р=∑N/Ay=(1500+16*6,3*3,14+37,44)/3,71=499,7
Произведём дополнительные расчёты:
Рстолбчатого=P-
=178,5
Рленточного =388,2;
Таблица 11 - Расчет осадки основания фундамента под колонну
Осадка свайного фундамента под колонну S=16,28мм=1,6см<
= 10 см. Глубина сжимаемой толщи Нс=1,8 м.
Таблица 12 - Расчет осадки основания ленточного фундамента
Выбор типа, длины, и сечения свай
Расчёт свайных фундаментов регламентируется требованиями и рекомендациями СП 24.13339.2011 «Свайные фундаменты».
Свайные фундаменты состоит из свай и ростверка.
Ростверк необходим для объединения свай единой плитой, для их совместной работы.
Расчёт свайных фундаментов необходимо выполнять по 2-м группам предельных состояний.
С учётом того, что сваи необходимо заглублять в несущий грунт не менее, чем на 1 метр, принимаю сваи длиной l=5м. Несущий слой - суглинок с включениями гравия и песка.
Сваи принимаю квадратного сечения 300х300.
Предварительное определение глубины заложения и толщины плиты ростверка
С учётом грунтовых условий, физико-механических свойств грунтов, уровня грунтовых вод, и прочих условий расположим ростверк на глубине d=1,3 м.
Толщина ростверка определяется при помощи расчётов на продавливание сваями и на изгиб, но не менее 40 см.
Примем ростверк высотой 0,9 м. Грунт, на который опирается ростверк – глина ленточная с прослойками суспеси.
Величина заделки сваи в ростверк равна 5 см.
Расчёт свайного фундамента по I группе предельных состояний
Произведём расчёт по I г.п.с.
Найдём расчётное сопротивление, оно бывает по прочности материала и прочности грунта, и принимается меньшее из полученных значений.
Так как в курсовом проекте мы принимаем висячие сваи, для них расчет по материалу, как правило не требуется, так как его результат обычно больше, чем по грунту.
Расчетное сопротивление висячей сваи по грунту определяем по формуле:
, где -коэффициент условий работы сваи, =1; – коэффициент надёжности по грунту, =1,4; – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (по таблице); А – площадь поперечного сечения сваи, м
2; u – наружный диаметр сваи, м; fi – расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, кПа (по таблице); hi – толщина i-го слоя грунта по боковой поверхности;
- коэфиициенты условий работы, при погружении свай забивкой =1.На рисунке 9 дана расчетная схема для определения расчетного сопротивления сваи.
Для расчётов получаем: R=3025,5 кПа (заглубляем сваи в суглинок); А=0,09 м2, u=1,2 м; h1=2 м, h2=2 м, h3=1м
Таблица 10 - Расчетные сопротивления
| Глубина от поверхности до середины расчетного слоя Zi , м | Расчетные сопротивления по боковой поверхности свай и свай – оболочек ƒi, кПа |
| 2,3 | 32 |
| 4,3 | 38,6 |
| 5,8 | 41,5 |
Рисунок 9 – Расчётная схема
Находим Fd:
=351,1 кН.Определяем количество свай:
Для фундамента под колонну:
Для ленточного фундамента:
Для столбчатого фундамента принимаем плиту ростверка с размерами 1,8 м х 1,8 м, высотой 0,9 м. Сваи располагаем в два ряда.
Для ленточного фундамента принимаем ширину b=1,8 м, принимаем двухрядное расположение свай. Расстояние между сваями должно быть не меньше 0,9м, расстояние от края фундамента до сваи должно быть не менее 0,21 м.
Сконструированные свайные ростверки представлены на рисунке 10 и 11.
Выполним проверки сконструированных фундаментов.
Для этого необходимо определить фактическое давление на каждую сваю Рф.
Найдём вес самого фундамента:
- для столбчатого;
- для ленточного.
Для ленточного свайного фундамента проверим условие:
P=294,36<351,1, условие выполняется.
Для фундамента под колонну:
, гдеy – расстояние от центра тяжести свайного поля до ряда свай, м; yi – расстояние отдельного ряда свай относительно центра свайного поля
Получаем:
Р=294,36+(30*0,9/(0,92+0,92))=311,03<351,1 кН, условие выполняется.
Расчетная нагрузка на одну сваю не отклонятся от ее несущей способности F более чем на 10 – 15 %.
Рисунок 10 – Чертёж свайного фундамента под колонну
Рисунок 11 – Чертёж свайного фундамента под стену
Расчет свайного фундамента по II группе предельных состояний
Проверим прочность оснований фундамента в уровне острия сваи.
Свайный фундамент принимается как условный. Схема усовного фундамента представлена на рисунке 12.
Рисунок 12 – Схема условного фундамента
Положение граней условного массивного фундамента определяют используя средневзвешенное значение расчетного угла внутреннего трения
ср. Определим для фундаментов:
=14,19°;α=
/4=3,55;b’=l*tgα =0,77 (для столбчатого);
b’=l*tgα =0,43 (для ленточного);
Определяем ширину bу длину lу и площадь Ау условного фундамента:
-
Для столбчатого:
bу=2* b’+b=3,35 м;
Ау=6,02 м2;
Р=(1140*1,2+16*6,3*3,35+37,44)/6,02=290<504,12 кПа, условие выполняется.
-
Для ленточного:
bу=3,14м;
Ау=3,71 м2;
Р=∑N/Ay=(1500+16*6,3*3,14+37,44)/3,71=499,7
Произведём дополнительные расчёты:
Рстолбчатого=P-
=178,5Рленточного =388,2;
Таблица 11 - Расчет осадки основания фундамента под колонну
| Грунт | z, м | hi, м | ɤi, кН/м3 | σzg,i, кПа | 0,5 | η=l/b | ξ=2z/b | α | σzp,i, кПа | σzpm, кПа | Ei, МПа | Si, мм | ||
| σzg, кПа | ||||||||||||||
| 3 | 0,00 | 0,36 | 9,24 | 111,50 | 55,75 | 1,00 | 0,00 | 1,000 | 178,50 | | | | ||
| 0,36 | 0,36 | 9,24 | 114,83 | 57,41 | 0,40 | 0,960 | 171,36 | 174,93 | 11 | 4,58 | ||||
| 0,72 | 0,36 | 9,24 | 118,15 | 59,08 | 0,80 | 0,800 | 142,80 | 157,08 | 11 | 4,11 | ||||
| 1,08 | 0,36 | 9,24 | 121,48 | 60,74 | 1,20 | 0,606 | 108,17 | 125,49 | 11 | 3,29 | ||||
| 1,44 | 0,36 | 9,24 | 124,81 | 62,40 | 1,60 | 0,449 | 80,15 | 94,16 | 11 | 2,47 | ||||
| 1,80 | 0,36 | 9,24 | 128,13 | 64,07 | 2,00 | 0,336 | 59,98 | 70,06 | 11 | 1,83 | ||||
| | S | 16,28 | ||||||||||||
Осадка свайного фундамента под колонну S=16,28мм=1,6см<
= 10 см. Глубина сжимаемой толщи Нс=1,8 м.Таблица 12 - Расчет осадки основания ленточного фундамента
| Грунт | z, м | hi, м | ɤi, кН/м3 | σzg,i, кПа | 0,5 | η=l/b | ξ=2z/b | α | σzp,i, кПа | σzpm, кПа | Ei, МПа | Si, мм | ||
| σzg, кПа | ||||||||||||||
| 3 | 0,00 | 0,36 | 9,24 | 111,50 | 55,75 | 0,66 | 0,00 | 1,000 | 388,20 | | | | ||
| 0,36 | 0,36 | 9,24 | 114,83 | 57,41 | 0,40 | 0,977 | 379,27 | 383,74 | 11 | 10,05 | ||||
| 0,72 | 0,36 | 9,24 | 118,15 | 59,08 | 0,80 | 0,881 | 342,00 | 360,64 | 11 | 9,44 | ||||
| 1,08 | 0,36 | 9,24 | 121,48 | 60,74 | 1,20 | 0,755 | 293,09 | 317,55 | 11 | 8,31 | ||||
| 1,44 | 0,36 | 9,24 | 124,81 | 62,40 | 1,60 | 0,642 | 249,22 | 271,16 | 11 | 7,10 | ||||
| 1,80 | 0,36 | 9,24 | 128,13 | 64,07 | 2,00 | 0,550 | 213,51 | 231,37 | 11 | 6,06 | ||||
| 2,16 | 0,36 | 9,24 | 131,46 | 65,73 | 2,40 | 0,480 | 186,34 | 199,92 | 11 | 5,23 | ||||
| 2,52 | 0,36 | 9,24 | 134,78 | 67,39 | 2,80 | 0,477 | 185,17 | 185,75 | 11 | 4,86 | ||||
| 2,88 | 0,36 | 9,24 | 138,11 | 69,06 | 3,20 | 0,420 | 163,04 | 174,11 | 11 | 4,56 | ||||
| 3,24 | 0,36 | 9,24 | 141,44 | 70,72 | 3,60 | 0,374 | 145,19 | 154,12 | 11 | 4,04 | ||||
| 3,60 | 0,36 | 9,24 | 144,76 | 72,38 | 4,00 | 0,337 | 130,82 | 138,01 | 11 | 3,61 | ||||
| 3,96 | 0,36 | 9,24 | 148,09 | 74,05 | 4,40 | 0,306 | 118,79 | 124,81 | 11 | 3,27 | ||||
| 4,32 | 0,36 | 9,24 | 151,42 | 75,71 | 4,80 | 0,280 | 108,70 | 113,74 | 11 | 2,98 | ||||
| 4,68 | 0,36 | 9,24 | 154,74 | 77,37 | 5,20 | 0,258 | 100,16 | 104,43 | 11 | 2,73 | ||||
| 5,04 | 0,36 | 9,24 | 158,07 | 79,03 | 5,60 | 0,239 | 92,78 | 96,47 | 11 | 2,53 | ||||
| 5,40 | 0,36 | 9,24 | 161,40 | 80,70 | 6,00 | 0,223 | 86,57 | 89,67 | 11 | 2,35 | ||||
| 5,76 | 0,36 | 9,24 | 164,72 | 82,36 | 6,40 | 0,208 | 80,75 | 83,66 | 11 | 2,19 | ||||
| | S | 79,31 | ||||||||||||