7. Проектирование и расчёт свайных фундаментов
При проектировании свайных фундаментов необходимо на основе анализа инженерно-геологических условий строительной площадки, величины и характера действующих нагрузок на сооружение выбрать ряд конкурентоспособных вариантов. Они могут отличаться по конструктивным решениям свай и ростверка, по глубине погружения их в грунт и т.д.
Последовательность проектирования свайных фундаментов:
1. Принимают тип сваи, её поперечное сечение и длину в грунте.
2. Назначают глубину заложения ростверка.
3. Определяют несущую способность сваи и расчётную допускаемую на неё нагрузку.
4. Уточняют нагрузки, передаваемые на свайный фундамент.
5. Определяют шаг свай в ростверке или их количество.
6. В необходимых случаях производят расчёт свай на совместное действие моментов, вертикальных и горизонтальных сил, а также определяют горизонтальное перемещение свай. На основе этих расчётов уточняют количество свай в ростверке.
7. Проверяют фактическое давление на сваи и основание.
8. Назначают размеры ростверка.
9. Производят расчёт ростверка.
10. Рассчитывают осадку свайного фундамента и сравнивают её с предельно допустимой для данного здания и сооружения.
11. Подбирают оборудование для устройства или погружения свай.
12. Определяют расчётный отказ свай.
Несущая способность висячих забивных, набивных и буровых свай по грунту, работающих на сжимающую нагрузку, определяется как сумма расчетных сопротивлений грунтов основании под нижним концом свай и по их боковой поверхности.
,
Где
- коэффициент условий работы сваи в
грунте, принимаем
-
коэффициенты условий работы грунта под
отстрием и на боковой
поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай на расчетное сопротивление грунта;
(
в курсовом проекте принимаем
-
расчетное сопротивление грунта под
нижним концом сваи, определяемое по
табл. 7.1.
-
площадь поперечного сечения нижнего
конца сваи.
-
периметр поперечного сечения сваи.
-
расчетное сопротивление i-го
слоя грунта основания на боковой
поверх-ности сваи, принимаемое по табл.
7.3.
-
толщина i-го
слоя грунта, аоприкасающегося с боковой
поверхностью сваи.
Допустимая нагрузка на сваи:
где
- коэффициент надежности, принимаемый
равным
=1.4.
-
нагрузка на фундамент.
-
расчетная несущая способность грунта
основания.
Шаг свай:
Определение расчетной несущей способности грунта основания.
Глубина котлована d=2.1 м.
Сечение 3-3 (N=225.0 кН/м);
Т.к. в данном сечении фундамент центрально нагружен, следовательно сопряжение сваи с ростверком шарнирное, следовательно свая заделывается в ростверк на 100мм без разбивки головки сваи;
Выбираем несущим слоем ИГЭ-5 – глина твердая;
;
;
;
R=569.38 Кпа;
Согласно ГОСТ 19804-91 принимаю сваю С4.5-30;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] для глубины 6.57 м находим расчетное сопротивление грунта.
R(5м)=8800 кПа;
R(7м)=9700 кПа;
R(6.57м)=
Для определения fi все расчетные слои разбираем на слои толщиной не более 2м;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] найдем fi;
Центр тяжести i-го слоя, м |
fi |
Мощность слоя fi, м |
2.836 |
46.416 |
1.473 |
4.286 |
53.558 |
1.427 |
5.65 |
57.3 |
1.5 |
Несущая
способность сваи:
Определим
шаг свай:
C
учетом условия
принимаем
L=1.8 м;
Сечение 1-1 (N=172.0 кН/м);
Т.к. в данном сечении фундамент нагружен внецентренно, следовательно сопряжение сваи с ростверком жесткое, следовательно свая заделывается в ростверк на 480мм без разбивки головки сваи (принимается из условий l>1.5d; больше длины анкеровки сваи (480 мм) и больше 250 мм);
Выбираем несущим слоем ИГЭ-5 – глина твердая;
;
;
;
R=569.38 Кпа;
Согласно ГОСТ 19804-91 принимаю сваю С4-30;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] для глубины 5.14 м находим расчетное сопротивление грунта.
R(5м)=8800 кПа;
R(7м)=9700 кПа;
R(5.14м)=
Для определения fi все расчетные слои разбираем на слои толщиной не более 2м;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] найдем fi;
Центр тяжести i-го слоя, м |
fi |
Мощность слоя fi, м |
2.836 |
46.416 |
1.473 |
4.286 |
53.558 |
1.427 |
5.31 |
56.62 |
0.62 |
Несущая
способность сваи:
Определим
шаг свай:
C учетом условия принимаем L=1.8 м;
Сечение 6-6 (N=155.0 кН/м);
Т.к. в данном сечении фундамент центрально нагружен, следовательно сопряжение сваи с ростверком шарнирное, следовательно свая заделывается в ростверк на 100мм без разбивки головки сваи;
Выбираем несущим слоем ИГЭ-5 – глина твердая;
;
;
;
R=569.38 Кпа;
Согласно ГОСТ 19804-91 принимаю сваю С4-30;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] для глубины 5.7 м находим расчетное сопротивление грунта.
R(5м)=8800 кПа;
R(7м)=9700 кПа;
R(5.7м)=
Для определения fi все расчетные слои разбираем на слои толщиной не более 2м;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] найдем fi;
Центр тяжести i-го слоя, м |
fi |
Мощность слоя fi, м |
2.686 |
46.116 |
1.773 |
4.286 |
53.858 |
1.427 |
5.35 |
56.7 |
0.7 |
Несущая
способность сваи:
Определим
шаг свай:
C учетом условия принимаем L=1.8 м;
Сечение 7-7 (N=178.0 кН/м);
Т.к. в данном сечении фундамент нагружен внецентренно, следовательно сопряжение сваи с ростверком жесткое, следовательно свая заделывается в ростверк на 480мм без разбивки головки сваи (принимается из условий l>1.5d; больше длины анкеровки сваи (480 мм) и больше 250 мм);
Выбираем несущим слоем ИГЭ-5 – глина твердая;
; ; ; R=569.38 Кпа;
Согласно ГОСТ 19804-91 принимаю сваю С4.5-30;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] для глубины 5.82 м находим расчетное сопротивление грунта.
R(5м)=8800 кПа;
R(7м)=9700 кПа;
R(5.82м)=
Для определения fi все расчетные слои разбираем на слои толщиной не более 2м;
По таблице 7.2 [СНиП 2.02.03-85] найдем fi;
Центр тяжести i-го слоя, м |
fi |
Мощность слоя fi, м |
2.686 |
46.116 |
1.773 |
4.286 |
53.858 |
1.427 |
5.41 |
56.82 |
0.82 |
Несущая
способность сваи:
Определим
шаг свай:
C учетом условия принимаем L=1.8 м;