Проверочный расчет свайного фундамента по несущей способности.
Примеры
Проектирование свайного фундамента.
Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка.
На суходоле следует проектировать свайные фундаменты с низким ростверком. Обрез низкого ростверка располагается также, как обрез фундамента мелкого заложения на естественном основании.
Подошва низкого ростверка располагается в непучинистых грунтах на любом уровне.
Минимальная толщина ростверка hр = 1,2÷1,5 м. Принимаем hр = 1,2м.
Допускается заделка свай в ростверк не менее 0,15м. Принимаем заделку свай 0,15м.
Размеры ростверка по верху определяются размерами надфундаментной конструкции (нормы уширения ростверка по обрезу – такие же, как для фундамента на естественном основании); по низу – площадью для размещения свай.
Примем первоначально размеры ростверка, как для фундамента на естественном основании: b = 3,2м, l = 10,4м.
Материал ростверка – бетон марки В20 (g = 25 кН/м3).
Итак, первоначально размеры ростверка:
b = 3,2м;
l = 10,4м;
hр = 1,2м.
Длина и поперечное сечение свай.
Применяем забивные железобетонные сваи сплошного квадратного сечения. Заглубление сваи в грунты, принятые за основания, должно быть не менее 0,5 м (так как в нашем случае показатель текучести IL = 0 – суглинок твердый:
Минимальная длина сваи: 7,4+1,0-1,2-0,15=7,05м.
Выбираем сваю сечением 300х300мм длиной 8000 мм из [ ],
3 Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.
|
|
|
Расчетное сопротивление сваи (допустимая нагрузка на сваю) определяется по прочности материала и прочности грунта. Для дальнейшего расчета применяется меньшее полученное значение. Расчет висячих свай по материалу, как правило, не требуется, так как оно обычно больше, чем по грунту.
Расчетное сопротивление висячей сваи по грунту определяем по формуле:
,
где: gс – коэффициент условий работы сваи, принимаемый gс = 1;
gg – коэффициент надежности по грунту, принимаемый gg = 1,4;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл., кПа;
А – площадь поперечного сечения сваи, м2;
U – наружный периметр сваи, м;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;
hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;
gc.r, gc.f – коэффициент условий работы под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа погружения свай (для свай, погружаемых забивкой gc.r = gc.f = 1).
Значения fi и R находятся по таблицам в зависимости от глубины zi расположения середины соответствующего слоя грунта (для fi) или от глубины z0 погружения нижнего конца сваи (для R). Глубина z отсчитывается от природной поверхности грунта (на суходоле).
|
|
|
Величина fi · hi в формуле берется по всем слоям, пройденных сваей грунтов. При этом пласты грунтов под подошвой ростверка следует расчленять на однородные слои с hi ≤ 2м.
Итак: gс = 1; gg = 1,4; А=0,09м2; U=1,2м.
Находим R из табл.4.1 интерполяцией для глинистого грунта с показателем текучести IL=0 и для z0=9,300м:
R=10100 кПа.
Схема расчета несущей способности сваи
Найдем интерполяцией fi для каждого однородного слоя с hi ≤ 2м.
при Z1=2,2 м f1 =31кПа h1=2м
при Z2=4,2 м f2 =38кПа h2=2м
при Z3=5,7 м f3 =42кПа h3=1.1м
при Z4=6,8 м f4 =43кПа h4=1,1м
при Z5=8,3 м f5 =65кПа h5=1,9м
F=(1/1.4)*((10100*0.09)+1.2*(32*2+38*2+42*1.1+43*1.1+
+65*1.9 ))=988 кН
Определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка.
Количество свай определяется по формуле:
,
где Ni – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, определяемая в общем случае по формуле
,
где Pp – вес ростверка;
Fd – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;
– коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, равный 1,1 
1,2, принимаем = 1,2.
Вертикальные сваи размещаем 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:
|
|
|
3 · d = 3 · 0,3м = 0,9м,
где: d=0,3м – размер поперечного сечения сваи.
После размещения свай в плане окончательно назначают размеры ростверка.
Из дано: Po = 5500кН; Pn = 1490кН; Pk = 6600кН; γf =1,13.
Размеры ростверка: bр = 3,2м; lр = 10,4м; hр = 1,2м. γбетона = 25 кН/м3.
- вес ростверка.
15546,24 кН.
Тогда количество свай n=(1.2*15546.2)/988=19 шт.
Полученное кол-во свай умножим на 1,3 и получим » 24 сваи.
Примем n = 24шт (3 ряда по 8свай).
Проверочный расчет свайного фундамента по несущей способности.
Проверяем усилие в свае с учетом действия по заданию одной горизонтальной силы Т (в плоскости вдоль моста) по следующей упрощенной методике:
,
где: уmax – расстояние от главной центральной оси инерции подошвы фундамента до оси крайнего ряда свай в направлении действия момента МI (в плоскости вдоль моста);
уi – расстояние от той же оси до оси каждой сваи;
MI – расчетный момент в плоскости подошвы ростверка от сил торможения, определяемый по формуле: 
;
NI – полная расчетная вертикальная нагрузка с учетом веса свай, определяемая по формуле:
где Рсв – вес свай;
Fd – расчетная нагрузка на сваю;
|
|
|
n – число свай.
Из дано: Т = 660кН, ho = 8,2м.
.
.
ymax = 1,36м; yi = 1,36м.
. В соответствии с примечанием 2 к п. 3.10. СНиП [ ] для наиболее нагруженных свай в фундаменте мостовой опоры расчётную нагрузку допускается увеличивать на 20%(Nmax <= 1.2 Fv ); при восьми и более сваях в ряду.
1090.92 кН < 1.2*988 кН
Условие проверки выполняется.
План размещения свай в ростверке
Таблица 1
Характеристики свай серии 1-011-6 сплошных квадратного
сечения с ненапрягаемой стержневой арматурой
| Марка сваи | Основные размеры, мм | Расход на сваю | Масса сваи, т | Класс бетона | ||||
| Длина сваи | Сторо-на d | Арматура | Бетона, м3 | Армату-ры, кг | ||||
| Æ | Кол-во | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| С-5-20 С-5.5-20 С-6-20 С-5-25 С-5.5-25 С-6-25 С-6-30 С-7-30 С-8-30 С-9-30 С-10-30 С-11-30 С-12-30 С-8-35 С-9-35 С-10-35 С-11-35 С-12-35 С-13-35 С-14-35 С-15-35 С-16-35 С-13-40 С-14-40 С-15-40 С-16-40 | 5000 5500 6000 5000 5500 6000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 13000 14000 15000 16000 | 200 200 200 250 250 250 300 300 300 300 300 300 300 350 350 350 350 350 350 350 350 350 400 400 400 400 | 10 10 10 10 10 12 12 12 12 12 14 16 16 12 12 12 16 16 16 18 18 20 12 14 16 16 | 4-AI 4-AI 4-AI 4-AI 4-AI 4-AI 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AII 4-AIII 4-AIII 4-AIII 4-AIII 8-AIII 8-AIII 8-AIII 8-AIII | 0.21 0.23 0.25 0.32 0.35 0.38 0.56 0.64 0.73 0.82 0.91 1.0 1.09 1.0 1.12 1.24 1.37 1.49 1.61 1.73 1.86 1.98 2.1 2.26 2.42 2.58 | 19.86 21.28 22.89 21.62 23.16 31.47 33.96 37.76 42.08 46.40 64.68 86.96 94.04 45.13 49.81 68.59 91.09 98.33 106.81 138.05 146.98 156.48 121.69 166.26 221.73 223.3 | 0.53 0.58 0.63 0.80 0.88 0.95 1.38 1.60 1.83 2.05 2.28 2.50 2.73 2.50 2.80 3.10 3.43 3.73 4.03 4.33 4.65 4.95 5.25 5.62 6.05 6.45 | B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B20 B20 B20 B20 B20 B20 B20 B20 B20 B20 B25 B25 B25 B25 B25 B25 B25 B25 |
Примечания: 1. Марка сплошных свай с поперечным армированием ствола расшифровывается следующим образом: С - с ненапрягаемой стержневой арматурой; первая цифра означает длину призматической сваи L, м; вторая - размер стороны поперечного сечения сваи, см.
| Глубина погруже- | Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай-оболочек, погружаемый без выемки грунта, R, кПа (тс/м3) | ||||||||
| ния нижне- | песчаных грунтов средней плотности | ||||||||
| го конца сваи, м. | гравелистых | крупных | - | средней крупности | мелких | пылеватых | - | ||
| пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном | |||||||||
| 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |||
| 3 | 7500 (750) | 6600 (660) 4000 (400) | 3000 (300) | 3100 (310) 2000 (200) | 2000 (200) 1200 (120) | 1100 (110) | 600 (60) | ||
| 4 | 8300 (830) | 6800 (680) 5100 (510) | 3800 (380) | 3200 (320) 2500 (250) | 2100 (210 ) 1600 (160) | 1250 (125) | 700 (70) | ||
| 5 | 8800 (880) | 7000 (700) 6200 (620) | 4000 (400) | 3400 (340) 2800 (280) | 2200 (220) 2000 (200) | 1300 (130) | 800 (80) | ||
| 7 | 9700 (970) | 7300 (730) 6900 (690) | 4300 (430) | 3700 (370) 3300 (330) | 2400 (240) 2200 (220) | 1400 (140) | 850 (85) | ||
| 10 | 10500 (1050) | 7700 (770) 7300 (730) | 5000 (500) | 4000 (400) 3500 (350) | 2600 (260) 2400 (240) | 1500 (150) | 900 (90) | ||
| 15 | 11700 (1170) | 8200 (820) 7500 (750) | 5600 (560) | 4400 (440) 4000 (400) | 2900 (290) | 1650 (165) | 1000 (100) | ||
| 20 | 12600 (1260) | 8500 (850) | 6200 (620) | 4800 (480) 4500 (450) | 3200 (320) | 1800 (180) | 1100 (110) | ||
| 25 | 13400 (1340) | 9000 (900) | 6800 (680) | 5200 (520) | 3500 (350) | 1950 (195) | 1200 (120) | ||
| 30 | 14200 (1420) | 9500 (950) | 7400 (740) | 5600 (560) | 3800 (380) | 2100 (210) | 1300 (130) | ||
| 35 | 15000 (1500) | 10000 (1000) | 8000 (800) | 6000 (600) | 4100 (410) | 2250 (225) | 1400 (140) | ||
П р и м е ч а н и я: 1. Над чертой даны значения R для песчаных грунтов, под чертой - для пылевато-глинистых.
2. В табл.1 и 2 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10 м - от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.
Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах - от дна уровня болота.
При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи в табл. 1 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м.
3. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL пылевато-глинистых грунтов значения R и f i в табл. 1 и 2 определяются интерполяцией.
4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, значения R по табл. 1 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100%. При определении степени плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по табл. 1 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20000 кПа (2000тс/м2).
5. Значения расчетных сопротивлений R по табл. 1 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее:
4,0 м - для мостов и гидротехнических сооружений;
3,0 - для зданий и прочих сооружений.
6. Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15 х 0,15м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20%.
7. Для супесей при числе пластичности IP < 4 и коэффициента пористости е<0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности.
Таблица 3
| Средняя глубина расположения слоя грунта, м | Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi кПа (тс/м2) песчаных грунтов средней плотности | ||||||||
| крупных и средней крупности | мелких | пылеват. | - | - | - | - | - | - | |
| пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном | |||||||||
| 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| 1 | 35 (3,5) | 23 (2,3) | 15 (1,5) | 12 (1,2) | 8 (0,8) | 4 (0,4) | 4 (0,4) | 3 (0,3) | 2 (0,2) |
| 2 | 42 (4,2) | 30 (3,0) | 21 (2,1) | 17 (1,7) | 12 (1,2) | 7 (0,7) | 5 (0,5) | 4 (0,4) | 4 (0,4) |
| 3 | 48 (4,8) | 35 (3,5) | 25 (2,5) | 20 (2,0) | 14 (1,4) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) | 5 (0,5) |
| 4 | 53 (5,3) | 38 (3.8) | 27 (2,7) | 22 (2,2) | 16 (1,6) | 9 (0,9) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 5 (0,5) |
| 5 | 56 (5,6) | 40 (4,0) | 29 (2,9) | 24 (2,4) | 17 (1,7) | 10 (1,0) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 6 | 58 (5,8) | 42(4,2) | 31 (3,1) | 25 (2,5) | 18 (1,8) | 10 (1,0) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 8 | 62 (6,2) | 44 (4,4) | 33 (3,3) | 26 (2,6) | 19 (1,9) | 10 (1,0) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 10 | 65 (6,5) | 46 (4,6) | 34 (3,4) | 27 (2,7) | 19 (1,9) | 10 (1,0) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 15 | 72 (7,2) | 51 (5,1) | 38 (3,8) | 28 (2,8) | 20 (2,0) | 11 (1,1) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 20 | 79 (7,9) | 56 (5,6) | 41 (4,1) | 30 (3,0) | 20 (2,0) | 12 (1,2) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 25 | 86 (8,6) | 61 (6,1) | 44 (4,4) | 32 (3,2) | 20 (2,0) | 12 (1,2) | 8 (0,8) | 7 (0,7) | 6 (0,6) |
| 30 | 93 (9,3) | 66 (6,6) | 47 (4,7) | 34 (3,4) | 21 (2,1) | 12 (1,2) | 9 (0,9) | 8 (0,8) | 7 (0,7) |
| 35 | 100 (1,0) | 70 (7,0) | 50 (5,0) | 36 (3,6) | 22 (2,2) | 13 (1,3) | 9 (0,9) | 8 (0,8) | 7 (0,7) |
|
П р и м е ч а н и я: 1. При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности свай fi по табл.2 следует учитывать требования, изложенные в примеч. 2 и 3 к табл.1. 2. При определении по табл.2 расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай fi пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м. 3. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай fi следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в табл.2. 4. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15% по сравнению со значениями, приведенными в табл.2, при любых значениях показателя текучести.
| |||||||||
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!