3.7. Проверка прочности слабого подстилающего слоя основания
Так как в пределах сжимаемой толщи основания залегает слой грунта расчётное сопротивление Ro которого меньше чем Ro у несущего слоя грунта находящегося под подошвой фундамента, принятые размеры подошвы фундамента проверяем по условию:
σzp + σzq ≤ Rz
где: σzp – дополнительное напряжение на глубине Z от подошвы фундамента, кПа
σzq – вертикальное напряжение от собственного веса на той же глубине Z, кПа
Rz – расчётное сопротивление слабого грунта на глубине Z, кПа, для условного
фундамента шириной bz.
Для ленточных фундаментов bz определяется по формуле:
bz
=
Для фундаментов по оси «А»
bz
=
=
1,77 м.
R
=
[1.34*1*2*18,2+
6,34* 2,4* 17,18+
( 6,34-1)*17,18+6,55*4]=
428,07 кПа
Для фундаментов по оси «Б»
bz
=
=
7,1 м.
R = [1.34*1*3,8*18,2+ 6,34* 2,4* 17,18+ ( 6,34-1)*17,18+6,55*4]= 471,98 кПа
4. Проектирование свайного фундамента.
Свайный фундамент состоит из свай и ростверка. Свайные фундаменты применяются при слабых грунтах или вследствие технико-экономических преимуществ (быстрота производства работ, экономичность и другие). Для промышленного и гражданского строительства выбираются, в основном, свайные фундаменты с низким ростверком.
Сваей называется стержень, погружённый в готовом виде в грунт или изготовленный непосредственно в скважине в грунтовом массиве. Свая передаёт нагрузку на основание как нижним торцом, так и трением, возникающим по ее боковой поверхности при перемещении.
Верхняя часть сваи называется головой.
Растверком называется балка или плита, объединяющая группу свай в единый фундамент. Растверк служит для распределения нагрузки, передаваемой сооружением на сваи.
Расчёт свайных фундаментов производится по двум группам предельных состояний. По первой группе – расчёт несущей способности сваи и проверка прочности свай и ростверков. По второй группе – расчёт по деформациям сваёных фундаментов.
4.1. Выбор типа, длины и сечения свай
Тип свай, их длина, размер поперечного сечения назначается исходя из конкретных инженерно-геологических условий строительной площадки.
Длина сваи определяется глубиной залегания несущего слоя грунта и отметкой заложения подошвы ростверка. Нижний конец сваи рекомендуется заглублять в несущий слой грунта на 1 – 1,5 м.
Принимаем сваи длиной 5,5 м, сечением 30х30 см, марка С.
4.2. Предварительное определение глубины заложения и толщины плиты ростверка.
При назначении глубины заложения подошвы свайного ростверка необходимо учитывать вид и состояние грунтов строительной площадки, положение уровня грунтовых вод, конструктивные особенности сооружения и т. д.
Глубину заложения свайного ростверка принимаем ниже глубины промерзания на 0,35 м. => 1,6 м.
4.3. Определение расчётного сопротивления сваи.
Расчетное сопротивление (несущую способность) висячей сваи по грунту определяют по формуле:
где с- коэффициент условий работы сваи, для забивных свай
с=1;
=1.4
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, R=2385кПа
А - площадь поперечного сечения сваи, м2; А=0.09м2
u - наружный периметр сваи; u=1.2м
fi - расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи
hi - толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м, hi 2метра;
cR, cf - коэффициенты условий работы под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа погружения свай (для свай, погружаемых забивкой cR = c f =1).
Значения fi и R находятся по таблице в зависимости от глубины zi расположения середины соответствующего слоя грунта (для fi) или от глубины z0 погружения нижнего конца сваи (для R). Глубина z отсчитывается от природной поверхности.
F=1/1.4*(0.09*2385+1.2*(17*2+22*2+24.3*0.6+34.6*1.3))=271.2кН
Определим количество свай для ростверка по оси «2-Б», n=1250/271.2=4.6, примем 5 свай.
Для ростверка по оси «2-А» n=950/271.2*1.1=3.85, примем 4-е сваи.
Вес ростверка и грунта на уступах, по максимальному из двух случаев – Nф = 27 кН+17кН=44кН.
Pф=(N1+Nф)/ncф<F
По оси «Б-2» Pф=(1250+50)/5=260кН<271.2кН - проходит.
По оси «А-2» Рф=(950+50)/4=250кН<271.2кН - проходит