Определение несущей способности висячей забивной сваи

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Содержание: Стр. 1. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства………… 3 2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения……………………6 2.1. Назначение глубины заложения фундаментов…………………...……….…….6 3. Расчет свайных фундаментов ………………………………………………….…10 3.1. Выбор типа и вида свай …………………………………………………..……..10 3.2. Определение несущей способности висячей забивной сваи ….…………..….10 3.3. Предварительное проектирование ростверка …………………………….…...11 3.4. Определение нагрузки, приходящейся на сваю в ростверке …………………13 4. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор экономичного типа фундамента …………………………….………………………...14 4 5. Расчет осадки фундамента ………………………………………………..………19 4 5.1. Расчет осадки методом послойного суммирования ………………….……….19 4 5.2. Расчет осадки методом эквивалентного слоя …………………………………22 4 5.3. Расчет затухания осадки во времени …………………………………………..22 9 Список рекомендуемой литературы ……………………………………………..…26 5

Оценка инженерно-геологических

Условий площадки строительства

Оценку инженерно-геологических условий площадки строительства производим путём изучения геологических разрезов в пределах контура сооружения и определения значений условных расчётных сопротивлений грунта.

Физико-механические свойства грунтов

Наименование свойства	1-й слой	2-й слой	3-й слой
Наименование свойства	суглинок	суглинок	суглинок
Удельный вес, g (кН/м³)	19,2	19,1	20,5
Удельный вес минеральных частиц, g_s (кН/м³)	27,0	27,0	27,3
Естественная влажность, W (в долях единицы)	0,31	0,21	0,25
Влажность на границе текучести, W_L (в долях единицы)	0,19	0,16	0,19
Влажность на границе раскатывания, W_р (в долях единицы)	0,32	0,3	0,35
Угол внутреннего трения, j (градусы)	14	21	22
Удельное сцепление, С^н (кПа)	8	25	28
Коэффициент сжимаемости, m_o (кПа)	6500	16000	19000

По приведённым характеристикам определяем расчетные характеристики грунта.

Й слой

1.Число пластичности

J_p = W_L – W_p =0,32-0,19=0,13 (суглинок)

2.Показатель текучести

J_L = (W – W_p) / J_p=(0,31-0,19)/0,13=0,92 (текучепластичные)

3.Коэффициент пористости

e = g_s / g × (1 + W) – 1=27/19,2*(1+0,31)-1=0,841 кН/м³.

4.Степень влажности

S_r = (W×g_s) / e×g_w=(0,31*27,0)/(0,841*10)=0,995 (насыщенной водой)

5.Степень сжимаемост

Е_о = 6500 кПа=6,5 мПа (повышенной сжимаемости)

6.Условное расчётное сопротивление.

При промежуточных значениях коэффициента пористости значение R_овычисляется по формуле

R_o₍_e_,_JL₎ = (е₂ – е) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(1;0) + J_L×R_o_(1;0)] + (е – е₁) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(2;0)+J_L×R_o_(2;1)]=(1,0-0,84)/(1,0-0,7)*((1-0,92)*250)+0,92*250)+(0,84-0,7)/(1,0-0,7)*(1-0,92)*200+0,92*100=182,18 кПа

Й слой

1.Число пластичности

J_p = W_L – W_p =0,3-0,16=0,14 (суглинок)

2.Показатель текучести

J_L = (W – W_p) / J_p=(0,21-0,16)/0,14=0,36 (тугопластичные)

3.Коэффициент пористости

e = g_s / g × (1 + W) – 1=27/19,1*(1+0,21)-1=0,71 кН/м³.

4.Степень влажности

S_r = (W×g_s) / e×g_w=(0,21*27,0)/(0,71*10)=0,799 (влажные)

5.Просадочность.

е_L = w_L× g_s / g_w. =(0,32*27)/10=0,86 (просадочно набухающий)

J_ss =(е_L-е/(1+е)=(0,86-0,799)/(1+0,799)=0,034

6.Степень сжимаемост

Е_о =16000 кПа=16,0 мПа (средне сжимаемости)

7.Условное расчётное сопротивление.

R_o₍_e_,_JL₎ = (е₂ – е) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(1;0) + J_L×R_o_(1;0)] + (е – е₁) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(2;0) + J_L×R_o_(2;1)]=(1,0-0,71)/(1,0-0,7)*((1-0,36)*250)+0,36*250)+(0,71-0,7)/(1,0-0,7)*(1-0,36)*250+0,36*100=244,92 кПа

Й слой

1.Число пластичности

J_p = W_L – W_p =0,35-0,19=0,16 (суглинок)

2.Показатель текучести

J_L = (W – W_p) / J_p=(0,25-0,19)/0,16=0,38 (тугопластичные)

3.Коэффициент пористости

e = g_s / g × (1 + W) – 1=27,3/20,5*(1+0,25)-1=0,66 кН/м³.

4.Степень влажности

S_r = (W×g_s) / e×g_w=(0,25*27,3)/(0,66*10)=0,1,03 (насыщенной водой)

5.Степень сжимаемост

Е_о = 33000 кПа=33 мПа (мало сжимаемое)

6.Условное расчётное сопротивление.

R_o₍_e_,_JL₎ = (е₂ – е) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(1;0) + J_L×R_o_(1;0)] + (е – е₁) /(е₂ – е₁) × [(1 – J_L) R_o_(2;0) + J_L×R_o_(2;1)]=(0,7-0664)/(0,7-0,5)*((1-0,38)*300)+0,38*300)+(0,66-0,5)/(0,7-0,5)*(1-0,38)*250+0,38*180=138,72 кПа

Расчет и конструирование фундаментов

Мелкого заложения

Назначение глубины заложения фундаментов

Расчётная глубина сезонного промерзания: (г. Ростов d_fn₌0,8)

d_f = k_h× d_fn =0,8*0,6=0,48м

Размеры фундамента рассчитываем путем приближений.

N_II и Q_II - продольная и поперечные силы; M_II - изгибающий момент; d – глубина заложения; b – ширина фундаментов; d_b - высота подвала; h_cf – мощность бетонного пола подвала; d_s – расстояние от подошвы фундамента до бетонного подвала; h_ст - высота стакана; h_пл -высота плиты.

d=1+0,9+0,6=2,5 м

Определяем площадь подошвы фундамента в первом приближении:

=2480/(182-20*2,5)=18,73 м²

где N_II – расчетная вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента, собранная по второму предельному состоянию; R_о– условное расчетное сопротивление грунта, принимаемое по данным главы 2; γ_ср – средний удельный вес тела фундамента и грунта на его обрезах, равный 17 кН/м³ при наличии и 20 кН/м³ при отсутствии подвала; d_п- глубина заложения фундамента от природного рельефа.

После определения подошвы фундамента выбираем его ширину:

для отдельно стоящих фундаментов ширина подошвы зависит от соотношений размеров колонн:

для прямоугольных колонн - , где h – соотношение длины колонны к ее ширине.

=18,78/2=3,06м,

назначаем по конструктивным особенностям b=3,3 м, l=2*3,9=6,6

d=2,5

Рассчитывается во втором приближении площадь подошвы фундамента. =1,1*1/1,1*(0,29*1,1*3,3*19,2+2,17*

2,5*19,2+4,69*8)=178,71 кН/м³.

где k – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если j и с приняты по таблицам и 1,0;g_c₁=1,1 и g_c₂ =1 - коэффициенты условий, принимаемые по табл. 3.2; M_g=0,29, M_q =2,17, M_c=4,69- безразмерные коэффициенты, принимаемые по прил. 1; g_II и g¢_II– усредненные расчетные значения удельных весов грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (кН/м³); c_II=8 – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (кПа); d₁=2,5-глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки.

Для окончательного назначения размеров фундамента проверяют следующие условия: для отдельно стоящих фундаментов:

Р=165,14≤ R=178,71,

P_max =190,64≤ 1,2R=1,2*178,71=213,72

P_min / P_max =0,73> 0,25.

Среднее давление по подошве фундамента

где N_сум– суммарная вертикальная нагрузка на подошву фундамента; А - площадь подошвы фундамента.

N_сум = N_II + N_ф+ G_гр=2480+356,64+760,12=3596,76 кН

где N_II - вертикальная продольная сила на обрезе фундамента, определенная при сборе нагрузок; N_ф– вес фундамента; G_гр – вес грунта на обрезах фундамента.

Gгр=(3,3*6,6*2,5-20,05)*19,2=1075,2 кПа

N_ф=(2*1*0,9+3,3*6,6*0,6)*24=760,128 кН

=3596,76/18,73=165,14 кН

Максимальное и минимальное значения давления по подошве фундамента вычисляются по формуле:

где М_сум – суммарный изгибающий момент по подошве фундамента; W – момент сопротивления подошвы фундамента.

М_сум = М_II + Q_II ×h_ф=160+180*2,5=610кН

где М_II – изгибающий момент, действующий на верхнем обрезе фундамента и определенный при расчете рамы; Q_II - поперечная сила, определенная при расчете рамы; h_ф– высота фундамента.

Момент сопротивления площади подошвы фундамента определяют по формулам:

для столбчатых фундаментов:

=3,3*6,6*6,6/6=23,95

где l и b – длина и ширина подошвы фундамента.

=165,14-610/23,95=139,6

=165,14+610/23,95=190,64

P_min / P_max =0,63> 0,25.

Следовательно размеры фундамента приняты правильно.

3. Расчет свайных фундаментов

Выбор типа и вида свай

Сваи пинимаем СВ8-35, сечение 0,35 Х 0,35

Определение несущей способности висячей забивной сваи

Наиболее распространенным методом определения несущей способности висячей забивной сваи по грунту, которым пользуются на стадии технического проекта, является практический метод расчета по таблицам расчетных сопротивлений грунтов. Несущая способность F_d висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижнем концом сваи и на ее боковой поверхности

где γ_с - коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый γ_с = 1,0; R=4000 - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл. 2; А=0,1225 - площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто; U=1,4 - наружный периметр поперечного сечения сваи; f_i - расчетное сопротивление 1-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по прил. 7; h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; γ_cR , γ_с_f - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности свай, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта (для свай, погружаемых механическими, паровоздушными и дизельными молотами γ_cR = γ_с_f = 1,0).

=1,0(1*4000*(0,35*0,35)+1,4*(7,2+9,1+62+66+47,6)=758,66

Для вычисления несущей способности сваи по вышеуказанной формуле необходимо вычертить на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 или 1:200 инженерно-геологическую колонку по расчетному сечению с указанием характеристик физико-механических свойств грунтов и толщины слоев, прорезаемых сваей.

По формуле производят расчет несущей способности одиночной висячей забивной сваи F_d. Допускаемая на сваю расчетная вертикальная нагрузка по грунту определяется по формуле

=758,66/1,4=541,9 (4.2)

где F_d - несущая способность сваи, определяемая и зависимости от типа сваи, ее размеров и характеристик грунтов основания; γ_к - коэффициент надежности, принимаемый в соответствии с указаниями п.3.10 СНиП 2.02.03-85 (2) (в курсовом проекте коэффициент надежности γ_к принимается равным 1,4, поскольку несущая способность сваи определена расчетом).

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1389; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!