II. Расчет свайных фундаментов при слабых грунтах оснований и значительных нагрузках

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Во второй части курсовой работы рассчитывается вариант свайного фундамента по первому и второму предельным состояниям, определяются осадки по методу эквивалентного слоя и во времени.

Свайный фундамент по характеру взаимодействия с основанием делится на сваи-стойки и висячие сваи. Свая – стойка опирается нижним концом на малосжимаемые грунты (скальные, полускальные) и вся нагрузка передается грунту под нижним концом сваи.

Висячая свая опирается на сжимаемое основание и при передаче нагрузки на основание участвуют и боковая поверхность и нижний конец сваи. В задании инженерно-геологические условия площадки предлагают применение висячих свай.

Свайный фундамент состоит из одной или куста свай и ростверка, который объединяет сваи и передает на них нагрузку от здания или сооружения. Сваи, в свою очередь передают нагрузку грунта основания за счет сил трения по боковой поверхности и сопротивления аод нижним концом СниП 2.02.03-83.

Расчет свайных фундаментов в соответствии со СниП 2.03.-85 производится по двум предельным состояниям:

- по несущей способности грунта по прочности конструкции свай и ростверка;

^-по осадкам оснований свайных фундаментов.

Сваи различаются по материалу, условиям изготовления и погружения, а так же по размерам и форме (см. табл. 16)

Таблица 16

Конструктивные размеры свай

Длина свай, м.	Интервал длин, м.	Возможные диаметры см.	Примечание
3-4	0, 5	20, 30	Длина острия сваи 1, 5 d; Ориентировочная толщина монолитного железобетонного ростверка 0, 5 м
4-6	0, 5	20, 25, 30
7	-	30
8-13	1, 0	30, 35
13-16	1, 0	35, 40

Определение рабочей длины сваи и типоразмеров.

Применение свайных фундаментов целесообразно для однородных или слоистых оснований, чтобы передать нагрузку на нижние более прочные грунты с .

При выборе длины сваи учитывают, что в передаче нагрузки на грунт участвует не вся боковая поверхность по длине сваи, а только ее рабочая длина - ℓ _р.

Для висячей сваи за рабочую длину ℓ _р, по которой учитываются передача нагрузки на грунт за счет трения по боковой поверхности, принимается длина сваи от подошвы ростверка до начала острия (само острие не учитывается).

При выборе длин сваи ориентируются на то, чтобы рабочая длина ℓ _р составляла в первичном приближении 3 ÷ 4 м, причем желательно опирание нижнего конца сваи на грунт с относительно высоким расчетным сопротивлением R₀ (табл. 17). Нижний конец сваи должен быть погружен не менее чем на 1 – 1, 5 м для всех грунтов, кроме плотных песков и пылевато-глинистых грунтов твердой консистенции (I_α ≤ 0).

Для плотных песков и пылевато-глинистых твердых грунтов глубина погружения нижнего конца сваи составляет 0, 5 м.

Определение несущей способности забивной висячей сваи.

В общем случае несущая способность сваи определяется по прочности материала сваи и несущей способности грунта основания. Для дальнейшего расчета принимается меньшее значение – F_d.

Несущая способность забивной висячей сваи по «грунту» определяется по формуле 2.02.03 – 85 [4].

(24)

где - коэффициент условий работы свай в грунте, принимаемый ;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи в МПа (табл. 17);

А – площадь поперечного сечения сваи, м, А = d²;

u – периметр поперечного сечения свай, м; для свай квадратного сечения u = 4d;

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи в пределах рабочей длины сваи (l _р).

Величина h_i должна быть не более 2 м, поэтому природные пласты грунта большой толщины условно расчленяются на слои толщиной h_i ≤ 2 м;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания (толщиной h_i) по боковой поверхности сваи, кПа (табл. 18).

Для забивных свай: и = 1.

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности свай, учитывающие влияние способа погружения сваи.

Таблица 17

Значения расчетного сопротивления грунта под нижним концом свай, R, МПа

Глубина погруже-

Ния ниж-

Него конца

сваи Z ₀, м

R для песчаных грунтов средней плотности сложности

граве- листых

Крупных

средней крупности

мелких

пыле-ватых

R для глинистых грунтов при показателе консистенции I _α

0, 1

0, 2

0, 3

0, 4

0, 5

0, 6

7, 5

6, 6 / 4, 0

3, 0

3, 1 / 2, 0

2, 0 / 1, 2

1, 10

0, 60

8, 3

6, 8 / 5, 1

3, 8

3, 2 / 2, 5

2, 1 / 1, 6

1, 25

0, 70

8, 8

7, 0 / 6, 2

4, 0

3, 4 / 2, 8

2, 2 / 2, 0

1, 30

0, 80

9, 7

7, 3 / 6, 9

4, 3

3, 7 / 3, 3

2, 4 / 2, 2

1, 40

0, 85

10, 5

7, 7 / 7, 3

5, 0

4, 0 / 3, 5

2, 6 / 2, 4

1, 50

0, 90

11, 7

8, 2 / 7, 5

5, 6

4, 4 / 4, 0

2, 9

1, 65

1, 00

12, 6

8, 5

6, 2

4, 8 / 4, 5

3, 2

1, 80

1, 10

13, 4

9, 0

6, 8

5, 2

3, 5

1, 95

1, 20

14, 2

9, 5

7, 4

5, 6

3, 8

2, 10

1, 30

15, 0

10, 0

8, 0

6, 0

4, 1

2, 25

1, 40

Примечание: 1) над чертой даны значения R для песков, под чертой – для глинистых грунтов.

2) Для промежуточных значений глубины погружения Z или показателя консистенции Z_α (для пылевато-глинистых грунтов) расчетное сопротивление определяется интерполяцией.

3) Для пылевато-глинистых грунтов I_α 0 расчетное сопротивление R определяетя как для I_α = 0/

4) Для плотных песчаных грунтов значения R необходимо умножать на 1, 6 (т.е. увеличивать на 60%), но R должно быть не более 20 МПа.

Таблица 18

Расчетные сопротивления по боковой поверхности свай f_i, кПа

Средняя глубина Расположения слоя Z_i, м грунта	f_i – для песчаных грунтов средней плотности сложения
	Крупных и средней крупности		Мелких		пыле- ватых	-	-	-	-	-	-
	для глинистых грунтов при показателе консистенции I _α
	0, 2	0, 3		0, 4		0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9	1
1	35	23		15		12	8	4	4	3	2
2	42	30		21		17	12	7	5	4	4
3	48	35		25		20	14	8	7	6	5
4	53	38		27		22	16	9	8	7	5
5	56	40		29		24	17	10	8	7	6
6	58	42		31		25	18	10	8	7	6
8	62	44		33		26	19	10	8	7	6
10	65	46		34		27	19	10	8	7	6
15	72	51		38		28	20	11	8	7	6
20	79	56		41		30	20	12	8	7	6
25	86	61		44		32	20	12	8	7	6
30	93	66		47		34	21	12	9	8	7
35	100	70		50		36	22	13	9	8	7

Примечание: 1. При определении f_i необходимо учитывать следующее: для пылевато-глинистых грунтов с показателем консистенции I _α < 0, 2 определение расчетных сопротивлений f_i ведется как для I _α = 0, 2.

2. Для плотных песчаных грунтов значение f_i необходимо увеличить на 30%, т.е. умножить на 1, 3.

Таким образом, несущая способность сваи по боковой поверхности равна:

F _бок = и F _острия = А∙ (γ _c _ℓ ∙ R) (25)

F_d = F _бок + F _ост (26)

Допускаемая нагрузка на сваю по грунту:

(27)

где - коэффициент надежности, зависящий от вида сооружения и способа определения F_d (см. II.3.10 СНиП 2.02.03-85).

Определение количества свай и конструирование ростверка

Находится количество свай n, необходимое для передачи на основание расчетной нагрузки от сооружения по формуле:

(28)

где α – эмпирический коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента; для ленточного фундамента (под стену) α = 7, 5; для столбчатого (под колонну) α = 9, 0;

γ _рост = 24 25 кН / м³ – удельный вес железобетонного ростверка.

Размещение свай в плане и определение размеров ростверка производится исходя из того, что расстояние между осями свай должно быть от 3 до 6d, размеры ростверка должны быть минимальными.

Ширина ростверка определяется по формуле:

(29)

где С₀ – расстояние от края ростверка до грани сваи (С₀ = 10 см);

С_р – расстояние между рядами свай, см;

m – количество рядов свай.

Для кустов свай или отдельно стоящих опор сваи следует размещать таким образом, чтобы ростверк получился наиболее компактным. При этом сваи можно располагать по прямоугольной сетке или в шахматном порядке. Между сваями принимается расстояние 3d, а от оси крайней сваи до края ростверка – расстояние, равное d / 2 + С₀.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒