Расчет устойчивости основания
Выполним расчет устойчивости основания, окружающего сваю по условию (25) прил.1 к СНиП 2.02.03-85, ограничивающему расчетное давление σz, передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:
.
Здесь расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания воды (для слоя 2) gI = gsb = 8,21 кН/м3; φI = 60; cI = 19 кПа; коэффициент x = 0,6 (для забивных свай); коэффициент η1 = 0,7. При установлении значения коэффициента η2 по формуле (26) прил.1 к СНиП 2.02.03-85, используем данные табл.5, из которой следует, что момент от внешних постоянных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси А:
Мс = 319 + 19 × 8,45 = 480 кНм
Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:
Мt = 0 + 503,8 + 60,5 + (0 + 66,2 +3,7) × 8,45 = 1155 кНм
Расчетное давление на грунт σz, кПа, определяем по формуле (36) и указаниям п.13 прил.1 к СНиП 2.02.03-85:
,
для глубины 
, так как 
> 2,5; откуда 
, а 
= 0,85
Для этой приведенной глубины по табл.4 прил.1 СНиП 2.02.03-85 имеем:
А1 = 0,996; В1 = 0,849; С1 = 0,363; D1 = 0,103.
= 14 кПа
Как видно, 
24,19 кПа,
т.е. устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.
Несущая способность сваи по прочности материала
Определим несущую способность сваи по прочности материала. Характеристики сваи: Rb = 11,5 МПа; Rsc = Rs = 365 МПа; b = dсв = 30 см; а = а` = 3 см; h0 = dсв – а` = 30 – 3 = 27 см; Аs = Аs’ = 4,52/2 = 2,26 см2.
Из формулы (37) прил.1 к СНиП 2.02.03-85 для указанных характеристик сваи получаем следующее выражение для определения моментов Мz в сечениях сваи на разных глубинах z от подошвы ростверка:
|
|
|
=1,2(0,8372·24·106·0,675·10-3·4·10-3·А3–0,837 ·24·106·0,675·10-3·2·10-3·В3+16,38·D3/0,837) =
= 54,5А3 – 32,5В3 + 23,5D3
Результаты дальнейших вычислений, имеющих целью определение Мz max, сводим в табл.10, причем при назначении Z используем соотношение 
= Z × a e, в котором значения Z принимаем по табл.4. прил.1 к СНиП 2.02.03-85.
Результаты вычислений изгибающих моментов
Таблица 10
| /Zi | 
| A3 | В3 | D3 | Мz |
| 0,48 | 0,4 | -0,011 | -0,002 | 0,400 | 8,7 |
| 0,96 | 0,8 | -0,085 | -0,034 | 0,799 | 15,25 |
| 1,43 | 1,2 | -0,287 | -0,173 | 1,183 | 17,78 |
| 1,91 | 1,6 | 0,673 | -0,543 | 1,507 | 16,40 |
| 2,39 | 2,0 | -1,295 | -1,314 | 1,646 | 15,80 |
Как видно из таблицы, Мz max I = 17,78 кНм действует на глубине z =1,43 м. Эпюра моментов показана на рис.12.
Эксцентриситеты продольной силы для наиболее и наименее нагруженных свай составляют соответственно:
Определим значения случайных эксцентриситетов по п.1.21. СНиП 2.03-01-84 для расчетной длины 
м и поперечного размера сваи dсв = 30 см:
Так как полученные значения эксцентриситетов е 01 и е 02 больше еai, оставляем эти значения для дальнейшего расчета свай по п.3.20 СНиП 2.03.01-84.
Находим расстояния от точек приложения продольных сил NmaxI и NminI до равнодействующей усилий в арматуре S:
|
|
|
Определим высоту сжатой зоны бетона по формуле (37) СНиП 2.03.01-84:
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны по табл.2.2 п.2.3.12, учебного пособия, составляет для стали А-Ш и бетона В20 xR = 0,591
При 
, следовательно принимаем значение
x1 = 15,5 см для дальнейшего расчета.
Проверяем прочность сечения сваи по формуле (36) СНиП 2.03.01-84:
кН < 
802 кН
кН < 
=315 кН
Несущая способность свай по прочности материала в наиболее нагруженных сечениях обеспечена.
Расчет осадки основания свайного фундамента
Определяем размеры и вес условного фундамента (по указаниям п.7.1. СНиП 2.02.03-85). Расчетная схема показана на рис.11.
°
Размеры свайного поля по наружному обводу:
м; 
м
Размеры площади подошвы условного массива:
м
м
Площадь подошвы условного массива Аусл = 
3,6 · 2,4 = 8,64 м2
Объём условного массива Vусл = Aусл × hусл – Vr = 8,64 × 8,45 – 6,37 =66,6 м3
Вычислим средневзвешенное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента:
9,37 кН/м3
Вес грунта в объёме условного фундамента: Ggr = Vусл ×gII mt = 66,6·9,37 = 622 кН
Вес ростверка GrII = Vr × gb × gf = 6,37 × 24×1 = 153 кН
Вес свай Gсв II = 1,6 × 9,81×5×1 =78 кН
Расчетная нагрузка по подошве условного фундамента от веса грунта, ростверка и свай:
|
|
|
GII = 622 + 153 + 78 = 853 кН
Проверяем напряжения в плоскости подошвы условного фундамента.
Ntot II = Ncol II + GII = 1310,19 +853 = 2163 кН
Mtot II = Mcol II + Qcol II × Hr = 826,87 + 81,91×1,5 = 950 кНм
Расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне его подошвы определим по формуле (7) СНиП 2.02.01-83:
Принимаем: gc1 = 1,2 gc2 = 1; k = 1; jII 4 = 18°; cII 4 = 44 кПа
Mg = 0,43; Mq = 2,73; Mc = 5,31; gII mt = 9,25 кН/м3
= 551 кПа
Среднее давление PII mt по подошве условного фундамента:
< R = 551 кПа
Максимальное краевое давление PII max:
433 < R = 551 кПа
Для расчета осадки методом послойного суммирования вычислим напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента:
szg,0 = 17,05·0,8+8,21·3,35+8,51·1,7+8,95·1,9 = 72,6 кПа
Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы условного фундамента:
szp 0 = P0 = PII mt - szg,0 = 250 – 72,6 = 177,4 кПа
Соотношение сторон подошвы фундамента: 
Значения коэффициента a устанавливаем по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01-83.
Для удобства пользования указанной таблицей из условия: 
принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 × b = 0,2 × 2,4 = 0,480 м
Дальнейшие вычисления сводим в таблицу 11.
Определение осадки
Таблица 11
| zi, м | ξ=2zi/b | zi + d, м | a | szp = a×P0, кПа | szg = szg,0 + + gsb, i × zi, кПа | 0,2×szg, кПа | Е, кПа |
| 0 | 0 | 7,00 | 1,000 | 177,40 | 72,6 | 14,52 | 16000 |
| 0,480 | 0,4 | 7,480 | 0,973 | 172,60 | 76,90 | 15,38 | 16000 |
| 0,960 | 0,8 | 7,960 | 0,852 | 151,14 | 81, 19 | 16,24 | 16000 |
| 1,440 | 1,2 | 8,440 | 0,690 | 122,40 | 85,49 | 17,10 | 16000 |
| 1,920 | 1,6 | 8,920 | 0,544 | 96,50 | 89,78 | 17,96 | 16000 |
| 2,400 | 2,0 | 9,400 | 0,426 | 75,60 | 94,08 | 18,81 | 16000 |
| 2,880 | 2,4 | 9,880 | 0,337 | 60,00 | 98,37 | 19,67 | 16000 |
| 3,360 | 2,8 | 10,360 | 0,271 | 48,08 | 102,67 | 20,53 | 16000 |
| 3,840 | 3,2 | 10,840 | 0,220 | 39,02 | 106,97 | 21,39 | 16000 |
| 4,320 | 3,6 | 11,320 | 0,182 | 32,28 | 111,26 | 22,25 | 16000 |
| 4,800 | 4,0 | 11,800 | 0,152 | 26,96 | 115,56 | 23,11 | 16000 |
| 5,280 | 4,4 | 12,280 | 0,129 | 22,88 | 119,86 | 23,97 | 16000 |
| 5,760 | 4,8 | 12,760 | 0,111 | 19,69 | 124,15 | 24,83 | 16000 |
| 6,240 | 5,2 | 13,240 | 0,096 | 17,03 | 128,45 | 25,69 | 16000 |
|
|
|
На глубине Hc = 5,280м от подошвы условного фундамента выполняется условие СНиП 2.02.01-83 (прил.2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ): szp= 22,88 кПа » 0,2×szg = 23,97 кПа,
поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подош вы фундамента до ГСТ
Осадку основания определяем по формуле:
= 0,022 м = 2,2 см
Условие S = 2,2 см < Su = 12,0 см выполняется (значение Su = 12,0 см принято по таблице прил.4 СНиП 2.02.01-83).
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 431; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!