Армирование плитной части фундамента

Площадь сечений рабочей арматуры в обоих направлениях определяется из расчета на изгиб консольного выступа плитной части фундамента в сечениях на грани колонны (подколонника) и по граням ступеней от действия давления грунта.

Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента определяется по формуле

где - изгибающий момент в рассматриваемом сечении консольного выступа; Рис 6. Схема пирамиды продавливания

- рабочая высота рассматриваемого сечения от верха ступени до центра арматуры;

- расчетное сопротивление арматуры.

Изгибающий момент в расчетных сечениях определяются по давлению грунта р, вычисленному от расчетных значений , приложенной по обрезу фундамента, и изгибающего момента, приложенного к подошве фундамента .

Изгибающий момент определяется по формуле:

где - длина консоли от края фундамента до расчетного сечения;

- максимальное краевое давление на грунт

- давление на грунт в расчетном сечении определяется по формуле:

где

h₁ = 0,25 м; h₂ = 0,55 м; h₃ = 0,85 м;

с₁ = 0,6 м; с₂ = 1,05 м; с₃ = 1,65 м.

Р_max = 123,23 кПа; b = 3 м; w = 11,52 м³; N₂ = 1135 кН; М₂^*= 166 кНм.

Рис 7. Схема армирования

k₁ = 1 – 2 Ч 600/4200 = 0,714; Р₁ = 1135/14,4 + 0,714 Ч 166/11,52 = 11,08 кПа;

k₂ = 1 – 2 Ч 1050/4200 = 0,5; Р₂ = 1135/14,4 + 0,5 Ч 166/11,52 = 7,99 кПа;

k₃ = 1 – 2 Ч 1650/4200 = 0,214. Р₃ = 1135/14,4 + 0,214 Ч 166/11,52 = 3,87 кПа;

М₁ = (0,6² Ч 3/6) Ч (2 Ч 123,23 + 11,08) = 46,36 кНм;

М₂ = (1,05² Ч 3/6) Ч (2 Ч 123,23 + 7,99) = 140,27 кНм;

М₃ = (1,65² Ч 3/6) Ч (2 Ч 123,23 + 3,87) = 340,76 кНм;

А₁ = 46360/(0,9 Ч 25 Ч 365) = 5,65 см²;

А₂ = 40270/(0,9 Ч 55 Ч 365) = 7,76 см²;

А₃ = 340760/(0,9 Ч 85 Ч 365) = 12,204 см².

Принимаю АIII Ø 12 Ч 15 А_s = 16,965 с шагом 200 мм.

5. Проектирование свайных фундаментов

5.1. Назначение типа (марки) свай

В качестве несущего слоя принимаю слой песка. Тогда, длина забивной сваи с учетом заглубления в несущей слой не менее 1 м составляет: l = 0,5 + 2 + 1,7 + 1,8 = 6 м

Принимаю забивную сваю типа С 6-30 сечением 300Ч300 длиной 6 м. по ГОСТ 19804.1-79.

5.2. Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, передаваемой на нее

Несущая способность висячей забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2.02.03-85 Строительные нормы и правила. Свайные фундаменты, как сумма расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности Рис 8. Назначение типа свай

по формуле: где  - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый  = 1;

 , - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погруженных дизельными молотами без лидерных скважин,  = 1,  = 1, а для других случаев по СНиП 2.02.03-85 Строительные нормы и правила. Свайные фундаменты;

А - площадь опирания сваи на грунт, принимаемой равной площади поперечного сечения сваи.

А = 0,3 Ч 0,3 = 0,09 м ;

U - наружный периметр поперечного сечения сваи,

U = 0,3 Ч 4 = 1,2 м;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по СНиП 2.02.03-85 Строительные нормы и правила. Свайные фундаменты, кПа;

f - расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, кПа. Принимаемое по СНиП 2.02.03-85 Строительные нормы и правила. Свайные фундаменты;

h - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи зависит от вида и состояния грунта и от глубины погружения сваи.

Рис. 9 Глубина погружения сваи

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи равно:

При z_R = 7 м R = 2400 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

Таблица 4

Несущая способность оснований под нижним концом сваи

Глубина погружения нижнего конца сваи, zR,м	Коэффициент условия работы CR	Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, R, кПа	Площадь опирания на грунт А, м2	Несущая способность, кН
1	2	3	4	5
7	1,0	2400	0,09	216

Слой номер 1 суглинок бурый, пластичный, имеет толщину 3,7 м. Необходимо разбить его на подслои толщиной 2 м или меньше. Слой номер 1 разбил на два подслоя толщиной 2 и 1,7 м.

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в слое № 1 подслое 1 толщиной 2м:

При z = 2м f = 12 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

При z = 4м f = 14 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

Тогда при z = 2,5 м f = 13 кПа

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в слое №1 подслое 2 толщиной 1,7 м:

При z = 4 м f = 9 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

При z = 5 м f = 10 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

Тогда при z = 4,35 м f = 9 + (10-9)/(5-4) Ч (4,35-4) = 9,35 кПа

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в слое № 2 толщиной 1,8 м: в песке:

При z = 6 м f = 42 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

При z = 8 м f = 44 кПа по таблице 1 СНиП 2.02.03-85

Тогда при z = 6,1 м f = 42,1 кПа

Таблица 5

Несущая способность оснований под нижним концом сваи

№ слоев	Средняя глубина расположения слоя, zi, м	Расчетное сопротивление на боковой поверхности, fi, кПа	Толщина слоя, Hi, м	Периметр, U, м	Коэффициент условия работы, сf	Несущая способность слоя, кН
1	2	3	4	5	6	7
1	2,5	13	2,0	1,2	1,0	31,2
2	4,35	9,35	1,7	1,2	1,0	19,07
3	6,1	42,1	1,8	1,2	1,0	90,936
сумма						141,206

Расчет несущей способности производим по формуле:

F_d = _c(_CRRA + u_cff_ih_i), где _c – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи; u = 0,3 Ч 4 = 1,2 м.

А – площадь опирания сваи на грунт, принимаемая равной площади поперечного сечения сваи;

_CR, _сf – коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; R = 2400 кПа

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

F_d = 1(1 Ч 2400 Ч 0,09 + 1,2(13 Ч 1 + 1 Ч 9,35 + 1 Ч 42,1) = = 357,206 кПа

Расчетная допустимая нагрузка на сваю:

N = F_d/_к = 357,206/1,4 = 255,147 кН, где _к - коэффициент надежности принимаемый равным 1,4 если несущая способность определена расчетом.

Определение количества свай в кусте свайного фундамента и конструирование ростверка:

n = = = 4,97 шт. Принимаем количество свай в кусте равным 5 шт.

При компоновке свайного куста исходят из условия, что расстояние между осями забивных свай должно быть не менее 3d, но не должно превышать 6d.

Определение расчетной нагрузки на сваю:

В соответствии с п.3.11. СНиП 2.02.03-85 и п.7.1.12 СП50-102-2003 расчетная нагрузка на сваю N определяется по формуле:

где M_x = M₁ + Q₁d = Рис 10. Опалубочный чертеж ростверка

222 + 14 Ч 1,5 = 243 кН

N_d = N₁ + N_fqi = 1057 + 106,92 = 1163,92 кН

N_fqi = 1,1( _f1)L Ч b Ч d Ч = 1,1 Ч 1,8 Ч 1,8 Ч 1,5 Ч 20 = 106,92 кН

Тогда N = = 305,9 кН < 1,2 Ч 255,147 = 306,18 кН

Несущая способность свай по грунту обеспечена.