РАЗДЕЛ 5. Проектирование свайных фундаментов

5.1. Выбор вида сваи и определение её размеров

В рассматриваемых местных условиях для проектируемого здания можно использовать практически все виды свай. Проектируем фундаменты из забивных железобетонных цельных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой по ГОСТ 19804.1-79*. Размеры попереч­ного сечения сваи принимаем 30 х 30 см.

Высоту ростверка так же, как и фундамента мелкого заложений из конструктивных соображения, назначаем 1,5 м. Тогда при отметке планировки - 0,150, отметка подошвы будет -1.650, а толщина дна стакана 0,5м, что больше мини­мальной, равной 0,25 м. Так как на ростверк действуют горизон­тальные силы и моменты предусматриваем жесткое сопряжение ростверка со сваями путем заделки свай в ростверк на 50 см. Из них 40 см составляют выпуски арматуры, а 10 см непосредственная заделка. Тогда условная отметка головы сваи будет -1.150.

Отметку острия сваи назначаем в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. В качестве несущего пласта выбираем песок средней крупности, кровля которого находится на глубине 8 м.

По ГОСТ 19804.1-79* марка сваи С 80.30-4.

Так как свая опирается на сжимаемые грунты, то она относится к висячим.

Определение несущей способности сваи

Для определения расчетных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи разделяем грунт на однородные слои толщиной не более 2 м.

h₁ = 2,0 м; z₁ = 1,75 м; супесь; f₁ = 40 кПа;

h₂ = 2,0 м; z₂ = 2,75 м; супесь; f₂ = 46 кПа;

h₃ = 2,0 м; z₃ = 3,75 м; супесь; f₃ = 52 кПа;

h₄ = 0,5 м; z₄ = 4,0 м; супесь; f₄ = 53 кПа;

h₅ = 1,0 м; z₅ = 4,5 м; песок кр.; f₅ = 54 кПа

Несущая способность забивной сваи равна:

Размещение свай под ростверком и проверка нагрузок

Определяем нагрузку, допускаемую на сваю:

Нагрузка в обрезе ростверка складывается из веса стены

G_l=667 кН

и максимальной для 3 и 4 сочетаний нагрузки от колонны max(N₃,N₄)

Количество свай

Принимаем 4 сваи.

Определим нагрузку в подошве ростверка в обоих сочетаниях для расчета по первой группе предельных состояний. Вертикальная нагрузка N_dl складывается из веса стены, ростверка и вертикальной силы от колонны, а момент M_Yl – из момента от веса стены, момента от колонны и момента от горизонтальной сипы Q_l, приложенной в обрезе ростверка.

Уточненный вес ростверка:

Нагрузки для 3-го сочетания:

Нагрузки для 4-го сочетания:

Наибольшая из максимальных фактических нагрузок на сваю в обоих сочетаниях составляет 605 кН.

Перегруз сваи:

Недогружение основания составляет -24%, что меньше допустимых 10%.

Расчет осадки основания

Для расчете осадки основания запроектированного свайного фунда­мента строим условный фундамент.

Определяем усредненное значение угла внутреннего трения:

Размеры подошвы условного фундамента:

В направлении оси у (ширина подошвы условного фундамента b_у):

В направлений оси х (длина подошвы условного фундамента l_у):

Глубина заложения условного фундамента d_у = 8 м.

Вес условного фундамента:

Суммарная вертикальная нагрузка в подошве условного фундамента:

Среднее давление в подошве фундамента:

Расчетное coпротивление грунта в подошве условного фундамента:

Условие Р_llу = 314 кПа < R = 936 кПа выполняется.

Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементар­ные слои h = 0,2b_у = 0,2×2,9 = 0,58 м.

Находим вертикальное напряжение от собственного ве­са фунта на уровне подошвы фундамента

σ_zg,0=γ^΄_IId_у =17,5×8 =140 кПа.

Аналогично находим значения σ_zg на различных глубинах.

Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:

Где α - коэффициент, принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон η=1, и относительной глубины расположения слоя ζ=2z/b=2×0/2,9=0

К расчёту осадки основания фундамента Таблица 5.4

z,м	ζ	η	α	σzg, кПа	0,2σzg, кПа	σzp, кПа	σzpi, кПа	h, м	E, кПа
кПа
								0,58
0,58	0,4		0,96
								0,58
1,16	0,8		0,8
								0,58
1,74	1,2		0,606
								0,58
2,32	1,6		0,449
								0,58
2,9			0,336
								0,58
3,48	2,4		0,257
								0,58
4,06	2,8		0,201
								0,58
4,64	3,2		0,16
								0,58
5,22	3,6		0,131					Нижняя граница сжимаемой толщи
5,8			0,108

Выделяем нижнюю границу сжимаемой толщи на глубине H_c=522 см, где соблюдается условие 0,2σ_zg=46 > σ_zp=41 кПа.

Используя данные табл.5.4. вычисляем осадку основа­ния фундамента:

=

Расчетное значение осадки основания свайного фундамента меньше предельного S=3 cм < S_u=8 cм

Условие расчета основания по деформациям выполняется.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.02.01-83* “Основания зданий и сооружений”.

2. СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”.

3. СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия”.

4. Я.Д. Гильман, В.В. Логутин. Проектирование оснований и фундаментов. – Ростов н/Д.: РГАС. 1996.

5. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. -Л.: Стройиздат.1988.