4. Определение расчётной высоты фундамента

h + b 1

N

cc I

h =− +

=

0 pl

42 αγ _b2γ _b9 R_bt + p_гр

0,3+ 0,3 1

960,0

= 0,4м,

=− +

4 2 0,85 ⋅ 0,9 ⋅1,0 ⋅ 750 + 222,2

где NI – расчётная нагрузка, передаваемая колонной на уровне обреза фунда­мента, NI = γf NII = 1,2⋅800,0 = 960,0 кН;

N_I 960,0

p == = 222,2 кПа.^гр bl 1,8 ⋅ 2,4

ff

Определяем требуемую расчетную высоту плитной части фундамента hpl по формуле hpl = h0pl + as = 0,4 + 0,04 = 0,44 м > 0,3 м, условие выполняется, Определяем расчетную высоту фундамента Hf по формуле Hf = hpl + hсf = 0,44 + 0,45 = 0,89 м. Полученную высоту фундамента Hf округляем в большую сторону кратно 0,3 м. Принимаем Hf = 1,2 м.

Так как высота фундамента, требуемая по конструктивным требовани­ям, больше высоты фундамента, требуемой по расчету, то в качестве расчет­ной принимаем большую из них, т.е. Hf = 1,5 м.

5. Конструирование фундамента

Конструирование фундамента выполняем в следующей последователь­ности. Назначаем количество и высоту ступеней фундамента, принимая их

Рис.2.8.2. К определению высоты фундамента, конструирования фундамента

Так как h0pl = 0,4 м ≤ 0,45 м, то принимаем одну ступень фундамента, при этом высоту ступени назначаем равной 0,45 м, т.е. h1 = 0,45 м. Тогда окончательная высота плитной части фундамента принимается равной hpl = 0,45 м, а окончательная рабочая высота плитной части фундамента h0pl = hpl – as = 0,45 – 0,04 = = 0,41 м.

2.8.2. Задача №9. Расчетсвайного фундамента

Расчет свайного фундамента начинается с определения глубины зало­женияподошвы ростверка.

Затем определяется длина сваи lс, назначаемая из условий выбора ин­женерно-геологического элемента по глубине грунтового массива с наиболее приемлемымусловным расчетным сопротивлением R0 под острием сваи.

Величина анкеровки (laнк) сваи в опорном слое грунта принимается:

1. не менее 0,5 м в крупнообломочных грунтах, гравелистых, крупных и средней крупности песках, глинистых грунтах с показателем текучести IL≤0,1;

2. не менее 1 м в остальных грунтах. Оголовок сваи при свободном сопряжении с ростверком должен быть заделан в ростверк наглубину lзад =5…10см. Тогда имеем длину сваи: lс= laнк +h1+ h2+ h3+ hn +lзад, (2.8.18)

где h1, h2, h3, hn – мощности инженерно-геологических элементов на расстоянии от острия сваи до заделки сваи в ростверк (до подошвы роствер­ка).

По величине lс из каталога принимается марка сваи (прил. 7 настоящего пособия). Определяется несущая способность призматической висящей сваи по глубине основания практическим методом:

n F_d =γ _c ^⎛

γ _cR A_св R + uγ _{cf ∑} f_ih_i ^⎞

, (2.8.19) ⎝ i=1 ⎠ где γc – коэффициент условий работы сваи в грунте, γc = 1,0; γcR и γcf – коэф­фициенты условий работы грунта соответственно под нижней и боковой по­верхностями сваи, при погружение молотом γcR = 1,0, γcf = 1,0; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимается по табл. 1 [11], табл. 7.1 [16] или табл. 6.1 прил. 6 настоящего учебного пособия; Aсв – пло­щадь поперечного сечения сваи; u – наружный периметр поперечного сече­ния сваи; hi – мощность i-ого однородного слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (принимается не более 2 м); n – количество слоев прорезаемых сваей; fi – расчётное сопротивление сдвигу боковой поверхно­сти сваи по i-му слою грунта, принимается согласно табл. 2 [11]; табл.7.2 [16] или табл.6.2 прил.6 настоящего учебного пособия. Далее рассчитывается допустимая нагрузка ND на сваю: F

N_D = ^d , (2.8.20)γ

k где γm – коэффициент надёжности по нагрузке, γm = 1,4.

Исходя из предположения, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на сваи, расположенные в кусте, определяем требуемое количество свай в фундаменте по формуле

(N₁ + 0,1N₁) ⋅ k₁

n ≥ ,ND где k1 – коэффициент, для трапецеидальных эпюр k1 = 1,0 ÷ 1,2; 0,1N1 – вес ростверка и грунта на его обрезах. После определения количества свай производится размещение их в плане, конструирование ростверка выполняем конструктивно, руководству­ясь следующими требованиями:

-равнодействующая от постоянных нагрузок должна проходить как можно ближе к центру тяжести условнойподошвы свайного фундамента;

-минимальное расстояние в плане между осями свай должно быть не менее 3d, где d – диаметр круглой или размер стороны поперечного сечения квадратной сваи;

-расстояние от края ростверка до оси крайнего ряда свай принимается равным размеру поперечного сечения сваи.

-с целью использования унифицированной опалубки, габаритные раз­меры ростверка в плане должны быть кратны 0,3 м, а по высоте – 0,15 м.

Пример расчета

Исходные данные:

Многоэтажное здание каркасного типа, с железобетонными колоннами квадратного сечения с размерами сторон bc =0,3ми hc = 0,3м.

ИГЭ-1 – так как IL=0,27, то суглинок тугопластичный: h1= 2,15м, γ1= 17,5кН/м³, е=0,71, φ= ^-18⁰, с=17кПа.

ИГЭ-2 – песок средней крупности: h2= 3,0м, γ2= 19,5 кН/м³, γs2= 26,5 кН/м³, е=0,71.

ИГЭ-3 – так как IL=0,20, то глина полутвердая: h3= 1,5м, γ3= 20,5кН/м³.

dW=2,0м.

Нагрузка на обрез фундамента -NII =800кН, MII.=60кН·м,

Решение

1. Принимаем кустовойотдельно стоящийтип фундамента.

2. Величину заделки сваи в ростверкпринимаем lзад =5см.

3. Высота плитной части ростверка свайного фундамента по конструк­тивным соображениямопределяется по формуле

hp = lзад + 0,25 = 0,05 + 0,25 = 0,3 м. Высоту плитной части ростверка принимаем кратно 0,15 м, т.е. hp = 0,3 м.

Высота ростверка Hр= hp+ hcf=0,3+0,45=0,75м, где hcf – глубина стакана (из предыдущей задачи). Высоту ростверка округляем кратно 0,3м в большую сторону и прини­

маем Hр = 0,9м. Определяем глубину заложения ростверка по конструктивным требо­ваниям (рис.2.8.3): d = Hр + hц = 0,9 + 0,15 = 1,05 м, hц – высота цоколя, hц = 0,15 м.

4. За опорный слой принимаем ИГЭ-3 – глина полутвердая, IL=0,20. В этот слой минимальная глубина погружения сваи должна быть не менее 1 м. Тогда предварительная длина сваи должна составлять (рис. 2.8.3):

lс= laнк +h1/2+ h2+ lзад = 1,0 +1,1+3,0+0,05=5,15м. где h1/2 – расстояние от подошвы свайного ростверка до подошвы пер­вого слоя грунта; h2 – мощность второго слоя грунта (ИГЭ-2).

5. Для заданных грунтовых условий строительной площадки назначаем готовую забивную железобетонную сваю марки С5,5-30 длиной призматиче­ской части Lсв = 5,5 м, с размером стороны квадратного поперечного сечения b = 0,3 м. Расчетная глубина заложения одиночной висячей сваи принимаем равной:

d + h1/2 + h2 + h3/1= 1,05 + 1,1 + 3,0 + 1,35= 6,5 м, где h3/1 – глубинапогружения сваи в несущий слой грунта, h3/1 = 1,35. Принимаем, что свая погружается с помощью забивки дизель-молотом.

6. Определение несущей способности одиночной висячей сваи произ­водим в следующей последовательности. Для выбранного типа и размера сваи по формуле определяем расчёт­ную несущую способность одиночнойвисячей сваи Fd: FD=1·(1·0,09·4240+1,2·1·(32·1,1+49·2,0+55·1,0+45·1,35)= 680,3кН

где γc –= 1,0; γcR = 1,0, γcf = 1,0; R = 4240,0 кПа; Aсв = 0,3² = 0,09 м²; u = 1,2 м; n = 4 шт. для 1-го слоягрунта z1 = 1,6 м – f1 = 32 кПа, h1/2=1,1м; для 2-го слоя при z2 = 3,15 м – f2 = 49 кПа, h2/1=2,0м; для 2-го слоя при z2 = 4,65 м – f2 = 55 кПа, h2/2=1,0м; для 3-го слоя при z3 = 5,825 м – f3 = 45 кПа, h3/1=1,35. Определяем расчётнуюнагрузку, допускаемую на сваю ND:

F_d 680,3

N_D == = 485,9 кН,γ _k 1,4 Определяем требуемое количество свай в фундаменте:

(N₁ + 0,1N₁) ⋅ k₁ (960,0 + 0,1⋅ 960,0) ⋅1,2

_n ≥= =2,6 шт,N_D 485,9 где k1 = 1,2. Принимаем n = 3 шт.

Рис. 2.8.3. Схема к определению несущей способности одиночнойсваи

7. Конструирование ростверка:

1. минимальное расстояние в плане между осями принимаем 3d = 3⋅0,3 = = 0,9м;

2. расстояние от края ростверка до оси крайнего ряда свай принимаем равным размеру поперечного сечения сваи, т.е. 0,3 м;

– с целью использования унифицированной опалубки габаритные раз­

меры ростверка в плане должны быть кратны 0,3 м, апо высоте – 0,15 м. Конструирование ростверка свайного фундамента -см. рис. 2.8.4.

Рис. 2.8.4. Схема кконструированию ростверка