Пример 16. Проектирование свайного куста.

Задание: Спроектировать свайный фундамент под колонну производственного здания. Внешние нагрузки на обрезе ростверка: , , , , . Данные о грунтовых условиях приведены в примере 11. , все сваи проектируют вертикально расположенными.

Решение:

Назначаем глубину заложения подошвы ростверка по аналогии с фундаментом мелкого заложения м. Сопряжение сваи с ростверком жесткое (при внецентренной передаче нагрузок), заделка сваи в ростверк м. Назначаем стандартную железобетонную сваю С5 – 30 (ГОСТ 19804.1–79). Длина сваи назначается таким образом, чтобы заглубление ее в полутвердый суглинок ( ) было не менее 1 м. Острие сваи будет располагаться на глубине 1,3-0,2+5+0,25=6,35 м от уровня планировки (рис. 18).

Рис.18 К определению несущей способности сваи.

Определяем несущую способность сваи по грунту:

где кПа (при глубине погружения 6,35 м и ), , u=1,2м,

Определяем требуемое количество свай:

или предварительно

где -нагрузка от ростверка и грунта принимается предварительно 0,1 от внешней нагрузки.

– принимаем 8 свай.

Размещаем сваи в ростверке. Назначаем шаг свай a = 3d = 0,9м. Так как на ростверк действует изгибающий момент, проектируем его прямоугольной формы. Расстояние от края ростверка до оси сваи назначаем с = d = 0,3 м.

Тогда размеры ростверка в плане 2,4 м (b)  3 м (l) (рис.18).

Рис.19 К расчету свайного куста:

а) при смещении свай в сторону действия момента;

б) при смещении ростверка на величину эксцентриситета.

Уточняем нагрузку действующую на сваю.

При внецентренном загружении ( , где b – сторона в направлении которой действует момент) часть свай смещаем в сторону действия момента (рис.18,а):

.

Для наиболее нагруженной сваи:

где кН.

Размеры подколонника (1,21,2) зависят от сечения колонны (500500) и принимаются по таблице 6.3 [Веселов]. Высота подколонника зависит от характера сопряжения с колонной. При глубине стакана 0,8 м назначаем высоту подколонника 1,2 м.

кН.

Необходимо увеличить количество свай или их длину, или расстояние между ними.

Увеличиваем количество свай до 9 . Тогда для наиболее нагруженной сваи

Для наименее нагруженной сваи:

.

При симметричном расположении свай:

кН;

кН.

При смещении центра тяжести ростверка на 0,3 м (рис.18,б):

кН;

кН;

Можно уменьшить количество свай до 8:

;

Пример 17. Расчет ленточного свайного ростверка по II группе предельных состояний.

Задание: Провести расчет по II группе предельных состояний для ленточного свайного фундамента, размеры которого определялись в примере 15.

Решение:

В расчет по II группе входит проверка давления по подошве условного фундамента и расчет осадки.

Проверка давления:

,

где – ширина подошвы условного фундамента.

Определяем размеры уширения:

м,

где – расстояние от низа ростверка до острия сваи ,

– осредненное значение угла внутреннего трения .

,

м,

Рис.20 К расчету свайного фундамента по ІІ группе предельных состояний.

где , м (рис.15).

Проводим расчет осадки для условного фундамента:

кПа.

Осадка ленточных свайных фундаментов с одно- и двухрядным расположением свай (при расстоянии между сваями 3-4 d)[СНиП]:

,

где – погонная нагрузка с учетом веса условного фундамента, ограниченного сверху поверхностью планировки, с боков – вертикальными плоскостями проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу – плоскостью проходящей через нижние концы свай

– для суглинков; Е = 19000 кПа – осредненное значение; ,

где – приведенная ширина фундамента; – глубина погружения свай; – глубина сжимаемой толщи, определяется по условию .

кПа;

кПа;

кПа;

кПа,

где

кПа;

кПа;

кПа;

кПа.

Граница сжимаемой зоны на расстоянии .

Определяем ,

м = 0,6 см.