4. Проектування палевого фундаменту

4.1. Вибір глибини занурення ростверків

Глибина занурення ростверків палевих фундаментів залежить від кліматичних, гідрогеологічних, конструктивних та інших факторів.

Приймаємо глибину занурення ростверку від відмітки планування за конструктивним фактором:

• для фундаменту під колони: d_g= 0,150+1,2=1,35 (м);

• для стрічкового ростверку d_g= 0,003+1,2=1,23 (м).

4.2 Розрахунок несучої здатності паль

При проектуванні палевого фундаменту використовуємо залізобетонні забивні палі. Згідно з ГОСТ 19804-91 серія 1.011.1-10 ,,Сваи забивные железобетонные” приймаємо палі – тип С:

січення палі мм .

Площа поперечного січення А, м² .

Периметр поперечного січення u, м.

Довжина палі L визначається за формулою:

, м,

де Δ_z=(0,45+0,05)м - величина заробки палі у ростверк;

– висота прoрізаємих палею шарів ґрунту;

h_z – занурення палі в несучий шар ґрунту (мінімальна глибина занурення становить: 0.5м – для великоуламкових ґрунтів, пісків гравіюватих, крупних та середньої крупнисті, а також глинистих ґрунтів з показником текучості ; в інші нескельні ґрунти – 1 м).

Несучий шар ґрунту ____________

Враховуючі конструктивні ознаки довжину палі L, приймаємо – ___м.

Глибина занурення нижнього кінця палі від природного рівня ґрунту визначається за формулою:

.

Несуча здатність висячої палі на вдавлюючи навантаження по ґрунту визначається за формулою:

, кН

де – коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті, приймається рівним ;

– коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем палі та на бічній поверхні приймається згідно з табл.3 СНиП2.02.02-85 “Свайные фундаменты”;

R – розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі приймається згідно з табл.1 СНиП2.02.02-85 “Свайные фундаменты” (додаток ), кПа;

А – площа поперечного січення палі, м²;

u – периметр поперечного січення палі, м;

f_i – розрахунковий опір і-го шару ґрунту основи на бічній поверхні палі визначається згідно з табл. 2 СНиП2.02.02-85 “Свайные фундаменты”, (додаток ), кПа;

h_i – товщина і-го шару ґрунту (не більше 2 м), який дотикаються до бічної поверхні палі, м.

Примітка. Схема для розрахунку несучої здатності палі представлена на рис. 3.

Розрахункове припустиме навантаження на палю по ґрунту визначається за формулою:

,

де, - коефіцієнт надійності;

N – розрахункове навантаження , що передається на палю.

4.3. Конструювання палевого фундаменту

Конструювання палевого фундаменту виконуємо окремо під середні та крайні колони.

Ростверк рСм1

Навантаження на обрізі фундаменту (середня колона) згідно табл.1:

N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

М_y/, кН∙м – момент відносно головних осей інерції для І групи граничного стану на обрізі фундаменту.

Конструювання палевого фундаменту виконуємо в такій послідовності:

1. Визначаємо середній тиск під підошвою ростверку за формулою:

, кПа,

F_rs, кН – розрахункове припустиме навантаження на палю по ґрунту;

d, м– січення палі.

2. Обчислюємо площу підошви ростверку за формулою:

, м ,

γ_m – усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунту і матеріалу ростверка, дорівнює 20 кН/м³;

d_g = 1,35 м – глибина закладання ростверку , рахуючи від відмітки планування;

γ_f = 1,1 – коефіцієнт надійності по навантаженню (для ґрунту).

3. Визначаємо приблизна вагу ростверку за формулою:

, кН

4. Попередньо обчислюємо кількість паль:

для куща паль під колону:

,

де = 1…1,6 –коефіцієнт, що враховує дію моментів (задається в залежності від співвідношення нормальної сили і моменту);

F_rs, кН – розрахункове припустиме навантаження на палю по ґрунту;

N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

N_g, кН – приблизна вага ростверку.

5. Розміщуємо палі в плані (додаток) та визначаємо розміри ростверку (віддаль між осями забивних висячих паль повинна бути не менше 3d) .

Розмір сторони ростверку:

• - для рядового розташування паль;

• - для шахматного розташування паль.

n – кількість паль по одній стороні ростверку.

Приймаємо:

b_р, мм – ширина ростверку;

l_р ,мм – довжина ростверку.

6. Виконуємо перевірку розрахункового навантаження на палю:

для відцентрово-навантаженого фундаменту:

, ;

, ,

де n_р – прийнята кількість паль в ростверку;

Зусилля, що передаються на палі в рівні підошви:

сумарне розрахункове навантаження на палі в рівні підошви визначається за формулою:

,

де N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

N_g, кН – вага ростверку визначається за формулою:

, кН,

де γ_f = 1,1- коефіцієнт надійності по навантаженню ;

V_g, м – об’єм ростверку;

γ_b = 25 кН/м³ – питома вага залізобетону;

N_gg, кН – вага ґрунту на сходинах ростверку визначається за формулою:

, кН ,

де V_gg, м – об’єм ґрунту ростверку на сходинах ростверку;

γ_/΄ = 17 кН/м³ – питома вага ґрунту засипки.

М_y/, кН∙м – момент в рівні підошви ростверка;

x, м – відстань від осі OY до осі палі, для якої обчислюється фактичне навантаження;

, м² – сума квадратів відстаней від осі OY до кожної і-ї палі.

Ростверк РСм2

Навантаження на обрізі фундаменту (крайня колона) згідно з табл.1:

N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

М_y/, кН∙м – момент відносно головних осей інерції для І групи граничного стану на обрізі фундаменту.

Конструювання палевого фундаменту виконуємо в такій послідовності:

1. Визначаємо середній тиск під підошвою ростверку за формулою:

, кПа,

F_rs, кН – розрахункове припустиме навантаження на палю по ґрунту;

d, м– січення палі.

2. Обчислюємо площу підошви ростверку за формулою:

, м ,

γ_m – усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунту і матеріалу ростверка, дорівнює 20 кН/м³;

d_g = 1,35 м – глибина закладання ростверку, рахуючи від відмітки планування;

γ_f = 1,1 – коефіцієнт надійності по навантаженню (для ґрунту).

3. Визначаємо приблизна вагу ростверку за формулою:

, кН.

4. Попередньо обчислюємо кількість паль:

для куща паль під колону:

,

де = 1…1,6 –коефіцієнт, що враховує дію моментів (задається в залежності від співвідношення нормальної сили і моменту);

F_rs, кН – розрахункове припустиме навантаження на палю по ґрунту;

N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

N_g, кН – приблизна вага ростверку.

5. Розміщуємо палі в плані (додаток ) та визначаємо розміри ростверку (віддаль між осями забивних висячих паль повинна бути не менше 3d) .

Розмір сторони ростверку:

• - для рядового розташування паль;

• - для шахматного розташування паль.

n – кількість паль по одній стороні ростверку.

Приймаємо:

b_р, мм – ширина ростверку;

l_р ,мм – довжина ростверку.

6. Виконуємо перевірку розрахункового навантаження на палю:

для відцентрово-навантаженого фундаменту:

, ;

, ,

де n_р – прийнята кількість паль в ростверку;

Зусилля, що передаються на палі в рівні підошви:

сумарне розрахункове навантаження на палі в рівні підошви визначається за формулою:

,

де N_0/, кН – вертикальне розрахункове навантаження для І групи граничного стану на обрізі фундаменту;

N_g, кН – вага ростверку визначається за формулою:

, кН,

де γ_f = 1,1- коефіцієнт надійності по навантаженню ;

V_g, м – об’єм ростверку;

γ_b = 25 кН/м³ – питома вага залізобетону;

N_gg, кН – вага ґрунту на сходинах ростверку визначається за формулою:

, кН ,

де V_gg, м – об’єм ґрунту ростверку на сходинах ростверку;

γ_/΄ = 17 кН/м³ – питома вага ґрунту засипки.

М_y/, кН∙м – момент в рівні підошви ростверка;

x, м – відстань від осі OY до осі палі, для якої обчислюється фактичне навантаження;

, м² – сума квадратів відстаней від осі OY до кожної і-ї палі.