9. Расчет свайных фундаментов и их оснований

ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

9.1. Проверка давления в основании грунтосвайного массива

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями  СНиП 2.02.01–83^* «Основания зданий и сооружений» и СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты»

Рис.7 к примерам 9.1 и 9.2

Границы условного фундамента (рис.7) определяются: сверху – поверхностью планировки; снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай; с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов свай на расстоянии a.

a= htg (_II,mt/4),

_II,mt – осредненный угол внутреннего трения слоев грунта в пределах глубины погружения сваи в грунт, определяемый по формуле

  . (13)

Ширина подошвы массива В_усл.: B_усл.=3d+d+2a (м). (14)

Площадь подошвы массива A_усл.: A_усл.=B_усл.∙L_усл. (м²).  (15)

L_усл. для ленточного фундамента равна 1 м пог., а для куста свай определяется так же, как В_{усл .} Объем грунтосвайного массива

V_усл.=A_усл..h_усл..

В собственный вес условного фундамента при определении осадки включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента. Среднее и максимальное давление на грунт под его подошвой определяется по формулам и должно удовлетворять условиям

Р_ср.= N_0II+G_pII+G_cв.II+G_гII / A_усл. ≤ R, (16)

P_max= N_0II+G_pII+G_cв.II+G_гII / A_усл. + M/W < 1,2∙R, (17)

где N_0II – расчетная нагрузка на уровень спланированной отметки земли;

G_рII – вес ростверка и подземных конструкций;

G_св.II – вес всех свай;

G_гII – вес грунта в объеме условного фундамента;

M – изгибающий момент, кН·м;

W – момент сопротивления подошвы условного фундамента, м³;

R – расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле 7[5].

ПРИМЕР 9.1. Выполнить проверку давления в основании свайного фундамента в уровне нижнего конца свай сечением 3030 см и длиной 8 м. Вертикальная нагрузка на фундамент составляет N_0II=1475,1 кН. Грунтовые условия приведены на рис. 7. Высота конструкции ростверка 2,0 м (высота ростверка 0,3м, размеры в плане и размещение по рис.  4 к примеру 8.1, подколонник 0,90,90,9м).

Решение. Определяем размеры условного фундамента.

Осредненный угол внутреннего трения грунтов, прорезываемых сваями, определяем по формуле (13)

_II,mt/4=((28·1,8+26·2,9+30·2+25·1,2)/(1,8+2,9+2+1,2))/4=6,8°.

Найдем ширину условного фундамента по формуле (14):

В_усл.=1,2+2(1,8+2,9+2+1,2)·tg6,8°=3,08 м.

L_{усл. .}=1,2+2(1,8+2,9+2+1,2)·tg6,8°=3,08 м.

Вес свай G_св.II=4·(0,3·0,3·25·8)=72,0 кН.

Вес грунта в объеме АВБГ:

G_гII=12,0·1,2·[(3,08-0,9)/2]·3,08+19,0·0,8·[(3,08-0,9)/2]·3,08+

+19,0·1,8·2,48·2,48+18,2·2,9·2,48·2,48+18,0·1,3·2,48·2,48+

+8,97·0,7·2,48·2,48+9,18·1,2·2,48·2,48=884,3 кН.

Вес конструкции ростверка (ростверк и подколонник).

G_pII=35,1 кН.

Давление под подошвой условного фундамента (16)

P_ср=(1475,1+884,3+72,0+35,1)/ 3,08·3,08=260 кПа.

Для суглинка, на который опирается подошва условного фундамента,

С_II= 16 кПа, при φ=25°,

М_γ = 0,78; M_g=4,11; M_c=6,67.

Осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:

=(0,018·1,2+0,019·2,6+0,0182·2,9+0,018·1,3+0,00897·0,7+0,00918·1,2 )/

/(1,2+2,6+2,9+1,3+0,7+1,2) =16,6 кН/м³.

Приведенная глубина заложения подошвы фундамента от пола в подвале [5]

d₁=h_s+h_cf ·γ_cf / = 8,35+0,1·0,019/ 0,0166 = 8,46 м.

Расстояние от поверхности земли до пола в подвале:

d_в= 2-0,45= 1,55 м.

Для суглинка I_L=0,4 при соотношении L/H<4 коэффициенты условий работы: γ_с1=1,2 и γ_c2=1,05 , k=1,1.

R=(1,2·1,0)/1,1·[0,78·1·3,08·0,00918+4,11·8,46·0,0166+

+(4,11-1)·1,56·0,0166+6,67·0,016]= 850 кПа. 

P_ср=260 МПа < R=850 МПа – условие выполняется.