ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

4.1 Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка

На суходоле и в водотоке при глубине воды менее 3 м следует проектировать свайные фундаменты с низким ростверком. Обрез низкого ростверка располагается так же, как обрез фундамента мелкого заложения на естественном основании.

Подошва низкого ростверка располагается:

а) в непучинистых грунтах – на любом уровне;

б) в пучинистых – на глубине не менее d_fn+0,25 м;

в) в русле реки – ниже линии местного размыва.

Минимальная толщина ростверка h_p = 1,2-1,5 м.

Принимаем ростверк:

Рисунок 5. Схема ростверка

4.2 Длина и поперечное сечение свай

В курсовой работе рекомендуется применять забивные железобетонные сваи сплошного квадратного сечения.

Длина сваи определяется положением подошвы ростверка и кровли прочного грунта, в который целесообразно заделывать сваю. Слабые грунты должны прорезаться сваями.

Заглубление свай в грунты, принятые за основание, должно быть:

а) при крупнообломочных грунтах, гравелистых, крупных и средней крупности песках, а также глинистых грунтах с показателем текучести J_L<0,1 – не менее 0,5 м;

б) при прочих нескальных грунтах – не менее 1,0 м.

Глубина погружений сваи от поверхности грунта (в русле реки – с учетом размыва) не должна быть менее 4 м.

Наиболее распространены в практике мостостроения сплошные сваи сечением от 30´30 до 40´40 см

Для дальнейших расчетов принимаем сваи типа С9-30

Рисунок 6. Свая С9-30

4.3 Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю

При небольших горизонтальных нагрузках и низких ростверках сваи, как правило, размещается вертикально.

Расчетное сопротивление сваи (допустимая нагрузка на сваю) определяется по прочности материала и прочности грунта. Для дальнейших расчетов принимается меньшее полученное значение. Расчет висячих свай по материалу, как правило, не требуется, т.к. оно обычно больше, чем по грунту [4].

Расчетное сопротивление висячей сваи по грунту определяем по формуле:

, (4.1)

где g_с – коэффициент условий работы сваи, принимаемый γ_с = 1; g_g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый g_g = 1,4; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл. 4.1, кПа; А – площадь поперечного сечения сваи, м²; U – наружный периметр сваи, м; f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, определяемое по табл. 4.2, кПа; h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м; g_c_._R, g_c_._f – коэффициенты условий работы под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа погружения сваи (для свай, погружаемых забивкой, g_c_._R = g_c_._f = 1).

Значения f_i и R находятся по таблицам 4.1, 4.2 в зависимости от глубины z_i расположения середины соответствующего слоя грунта (для f_i) или от глубины z₀ погружения нижнего конца сваи (для R). Глубина z отсчитывается от природной поверхности грунта (на суходолах) или от дна водотока после размыва.

Выбираем сваи марки С9-30

По интерполяции находим значения R и h_i для каждого слоя

Результаты занесены в таблицу 4.1

Таблица 4.1

R,кН	h_i,кПа
2755	35
	39,8
	42,9
	36,5
	37,3

Площадь поперечного сечения:

A = d² = 0,3² = 0,09 м²

Периметр:

P = 4d = 4*0,3 = 1,2 м

Ширина ростверка:

b_p = b₀ +1 = 3+1 = 4 м

Длина ростверка

l_p = l₀ +1 = 9.6+1 = 10.6 м

Рисунок 7. Схема к расчету несущей способности сваи

4.4 Определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка

Количество свай определяется по формуле

, (4.2)

Подбираем количество свай, равное n = 44 штуки

где N_I – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, определяемая в общем случае по формуле:

N_I = 1,1(P₀ + Р_п + Р_р + Р_в + Р_г) + g_fР_к, (4.3)

N_I = 1,1(5800+1490+907+3250,3) + 1,13*6600 = 20917,93 кН

Р_р = γ_m * V_p = 1,6*4*10,6 * 25 = 1696 кН

γ_m₌25 кН/м³

V_p = b_pl_ph_p = 1,6*4*10,6 = 67,84 м³

Р_г = γ`V_гр = 12.6(340,2-67,84-14.4) = 3250,30 кН

V_гр = V_o-V_p-0,5b_ol_o = 340,2-67,84-14,4 = 257,96 м³

где Р_р – вес ростверка, остальные обозначения те же, что и в формуле (3.11);

F_d – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;

η – коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, равный 1,1¸1,2.

В курсовой работе применяют вертикальные сваи и размещают их равномерно в рядовом порядке. Расстояние от края подошвы ростверка до ближнего края первой сваи должно быть не менее 0,25 м. Расстояние между осями вертикальных свай должно быть не менее 3d и не более 6d, где d – размер поперечного сечения сваи. После размещения свай в плане окончательно назначают размеры ростверка.

Рисунок 8. Размещение свай С9-30

4.5 Поверочный расчет свайного фундамента по несущей способности

Обычно проверяют расчетную нагрузку на крайнюю сваю со стороны наибольшего сжимающего напряжения.

При этом распределение вертикальных нагрузок между сваями фундаментов мостов определяется расчетом их как рамной конструкции. В курсовой работе разрешается проверить усилие в свае с учетом действия по заданию одной горизонтальной силы Т (в плоскости вдоль моста) по следующей упрощенной методике:

, (4.4)

Коэффициент запаса

К_з

где M_I – расчетный момент в плоскости подошвы ростверка от сил торможения, определяемый по формуле (3.12) при этом вместо h_ф принимается h_p = 1.6 м ростверка;

y_max – расстояние от главной центральной оси инерции подошвы фундамента до оси крайнего ряда свай в направлении действия момента M_I (в плоскости вдоль моста);

y_i – расстояние от той же оси каждой сваи;

N_I – плотная расчетная вертикальная нагрузка с учетом веса сваи, определяемая по формуле у

N_I = 1,1(P₀ + Р_п + Р_р + Р_св + Р_г + Р_b) + g_fР_к, (4.5)

N_I = 1,1(5800+1490+1108+3250,3)+1,13*6600 = 20271,13 кН

Р_св = n_св* P_1.п.м= 44*25.19 = 1108,36 кН

P_1.п.м = 2,29*11 = 25,19 кН

где Р_св – вес свай; остальные обозначения те же, что и в формуле (3.11);

F_d – расчетная нагрузка на сваю; n – число свай.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!