Лабораторная работа № 4.2. Определение несущей способности сложенного многолетнемерзлыми грунтами основания свайного фундамента

Цель работы:Научиться определять несущую способность основания, сложенного многолетнемерзлыми грунтами.

Задание:Определить несущую способность основания свайного фундамента под серединой, краем и под углами здания с холодным подпольем. Дать ответ о возможности строительства в данных условиях здания с заданной расчетной нагрузкой (табл. 4.23).

Исходные данные:

1. Длина буронабивной сваи квадратного сечения – 6 м, площадь сечения сваи 0,35x0,35 м. Длина и ширина здания, соответственно L и В, равны 20 м.

2. Принять g_t = 1,0, g_n = 1,1,

3. Разрез на участке строительства представлен переслаивающимися грунтами, характеристики и мощности которых даны в табл. 3.5.

Таблица 4.23

Расчетная нагрузка

№ варианта
Расчетная нагрузка на опору в кН
Примечание: 1 паскаль (Па) ≡ 1 Н/м2 ≡ 1 Дж/м3 ≡ 1 кг/(м·(с2))

Ход работы:

1. Нарисовать схему расположения сваи в многослойном разрезе для своего варианта по аналогии с рис. 4.2.

2. Расчетное давление R на мерзлый грунт определяется по табл. 4.7 при температуре Т_z на глубине равной глубине погружения сваи в многолетнемерзлый грунт. Для расчета Т_z определяем коэффициент a_z по табл. 4.10 по значению параметра , где z – глубина от поверхности многолетнемерзлого грунта до конца сваи, м.

3. По формулам 4.14, 4.15 и 4.16 определяем Т_z под серединой, краем и под углами здания, определив k₁, k₂ и k₃ – коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по табл. 4.11 в зависимости от отношений z/В и L/В, L и В – соответственно длина и ширина сооружения, здесь z – глубина заложения фундамента, м. По табл. 4.9. определяем Т’₀ – T_bf.

4. Расчетное сопротивление мерзлого грунта по боковой поверхности смерзания, R_af,i в пределах каждого i-го слоя грунта, определяется по таблице 4.8 при эквивалентной температуре Т_е на глубине от поверхности многолетнемерзлого грунта до середины i-го слоя грунта. Для расчета Т_е определяем коэффициент a_е по табл. 4.10 по значению параметра , где z – глубина от поверхности многолетнемерзлого грунта до точки в которой определяется температура, м (т. е. – z_e1, z_e1, z_e3 рис. 4.1).

5. По формулам 4.14, 4.15 и 4.16 определяем Т_е под серединой, краем и под углами здания.

6. Определяем площадь опоры сваи на грунт, А, м².

7. Определяемплощадь поверхности смерзания каждого i-го слоя многолетнемерзлого грунта с боковой поверхностью сваи, А_af.

8. Определяем несущую способность свайного основания Fu по формуле 4.12.

9. Сравниваем результат с заданной расчетной нагрузкой (табл. 4.14) и по условию 4.11 делаем вывод о возможности строительства здания в данных условиях.