Материал: 2037

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ЗАДАНИЕ 12. Определение осадки свайного фундамента (свайного поля)

Требуется: определить размеры условного фундамента; вес ростверка; вес сваи в фундаменте; напряжение на уровне концов свай; расчетное сопротивление грунта на уровне концов свай; нижнюю границу сжимаемой толщи; осадку условного фундамента; дополнительную осадку за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента; дополнительную осадку за счет сжатия ствола

 

свай.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные: грунтовые условия принимаются по заданию

 

1; шаг свай а,

х кол чество n и размещение в свайном поле по осям

СX Y, а также нагрузка от надфундаментной части N – по табл.40;

 

длина сваи Lсв

 

размер поперечного сечения сваи по заданию 3; глу-

 

бина заложен я подошвы ростверка по заданию 2.

Таблица 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вар анты

сходных данных для расчета напряжения в активной

 

 

 

 

 

 

 

зоне свайного фундамента

 

 

 

и

 

 

 

 

Номер вариан-

 

Общее ко-

 

Кол чест-

Количество

Шаг

Нагрузка от надфун-

 

 

 

л

чество

 

 

во свай по

свай по оси

свай,

даментной части N,

 

 

 

свай в фун-

 

оси Х

У

а, м

кН

 

 

 

даменте, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

28

 

 

7

4

0,9

13330,2

 

 

2

 

 

30

 

 

6

5

1,0

13510,3

 

 

3

 

 

35

 

 

7

5

1,05

14050,8

 

 

4

 

 

36

 

 

6

6

1,1

12840,6

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

5

 

 

40

8 5

0,9

13850,4

 

 

6

 

 

32

 

 

8

4

1,0

13230,4

 

 

7

 

 

36

 

 

9

4

1,2

13450,2

 

 

8

 

 

40

 

 

10

4

0,9

12910,4

 

 

9

 

 

42

 

 

7

6

1,2

13650,5

 

 

10

 

 

45

 

 

9

5

1,0

14200,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

Методические указания к выполнению задания

 

 

1. Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного по-

 

 

 

ля) рассчитывается по формуле [

]:

 

 

 

 

где sef

 

 

 

 

s=sef + sp+ sс, И(89)

 

 

осадка условного фундамента, см;

 

 

 

 

 

sp – дополнительная осадка за счет продавливания свай на

 

уровне подошвы условного фундамента, см;

 

 

 

 

 

sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай, см

66

Расчет осадки условного фундамента производят методом по-

слойного суммирования деформаций линейно-деформируемого осно-

вания с условным ограничением сжимаемой толщи [

].

 

 

2.Определение размеров условного фундамента

 

 

 

Расположение

границ

 

условного

фундамента

показано

на

рис.18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

DL

 

 

0,5a

 

 

 

 

0,5a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hf

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FL

 

 

 

 

 

 

 

aу

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.18. Схема к определению размеров

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

условного фундамента

 

 

 

 

3.

Проверка напряжений на уровне нижних концов свай

 

На уровне нижних концов свай давление в грунте р от нормативных

нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R:

 

 

 

 

 

 

рД≤ R.

 

Для проверки давления на уровне нижних концов свай определяют

давление под подошвой условного фундамента

И

 

 

 

 

 

N G

 

 

 

 

 

р

f

 

 

 

 

 

 

 

aybу

,

 

 

 

 

(90)

здесь f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равное 1,2;

N – нагрузка от надфундаментной части, кН, по табл.40;

 

ау

– длина условного фундамента, м;

 

 

 

 

 

 

bу

– ширина условного фундамента, м;

 

 

 

 

 

Gнормативный вес условного фундамента, кН, по формуле:

 

67

Gуф= ау bу hf ,

(91)

где – осредненный объемный вес бетона и грунта, равный 20 кН/м3;

hf – высота условного фундамента от уровень планировки (DL) до уровня нижних концов свай (FL), м;

4.Определяем расчетное сопротивление грунта на уровне нижних концов свай c учетом ширины условного фундамента bу по формуле:

R

c1 c2

(M

 

k

z

b

II

M

g

d

'

c

II

M

c

).

(92)

 

 

k

 

 

 

1

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэфф ц енты: с1, с2 ,k,M ,kz ,b, II ,Mg ,d1, II'

,cII ,Mс

те же, что в за-

сжимаемой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

даче 1 для несущего слоя основания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В формуле (92) b = bу , а d=hf (рис.18).

 

 

 

 

 

С4. Определен е осадки условного фундамента sef и нижней границы

толщи основания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определен я осадки условного фундамента sef и нижней грани-

бА

 

цы сж маемой толщи основания, сжимаемую толщу грунта делят на элементы, толщ на которых hi не должна превышать 0,4bу. Границы элементов необход мо совмещать с границами естественных слоев грунта, т.к. модули деформац грунтов для каждого слоя основания различны.

Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:

 

 

n

 

 

zg

hi i .

(93)

 

 

i

 

где i

и hi – соответственно удельный вес и толщина hi каждого слоя

грунта.

 

Д

 

 

 

 

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо i используют iвзв .

При определении природного давления на кровле слоя водонепрони-

 

 

И

цаемого грунта (глина, суглинок при IL≤0≤0,25) необходимо учитывать до-

полнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле:

 

pw whw ,

 

(94)

где hw – мощность грунта от уровня грунтовых вод (WL )

до кровли во-

донепроницаемого грунта, м

 

 

 

w– удельный вес воды=9,81 кН/м3.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы, вычисляется по фор-

муле:

p ,

 

(95)

где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по табл.41, в зависимости от соотношения сторон

68

прямоугольного фундамента n aу и относительной глубины 2z , зна-

 

 

 

 

 

 

 

 

by

 

 

 

 

 

by

 

чения

z отсчитываются от подошвы условного фундамента до кровли ка-

 

ждого слоя hi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 41

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент (извлечение из СП 22.13330-2016[5])

 

 

 

 

 

2z

 

 

прямоугольных с соотношением сторон, n aу равным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

by

 

 

 

 

by

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

1,4

 

1,8

2,4

 

3,2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

4

5

 

6

 

 

7

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

0

 

1,000

1,000

 

1,000

1,000

 

1,000

 

1,000

 

 

0,4

 

0,960

0,972

 

0,975

0,976

 

0,977

 

0,977

 

 

0,8

 

0,800

0,848

 

0,866

0,876

 

0,879

 

0,881

 

 

1,2

 

0,606

0,682

 

0,717

0,739

 

0,749

 

0,754

 

 

1,6

 

бА

 

0,629

 

0,639

 

 

 

0,449

0,532

 

0,578

0,612

 

 

 

 

2,0

 

0,336

0,414

 

0,463

0,505

 

0,530

 

0,545

 

 

2,4

 

0,257

0,325

 

0,374

0,419

 

0,449

 

0,470

 

 

2,8

 

0,201

0,260

 

0,304

0,349

 

0,383

 

0,410

 

 

3,2

 

0,160

0,210

 

0,251

0,294

 

0,329

 

0,360

 

 

3,6

 

0,131

0,173

 

0,209

0,250

 

0,285

 

0,319

 

 

4,0

 

0,108

0,145

 

0,176

0,214

 

0,248

 

0,285

 

 

4,4

 

0,091

0,123

 

0,150

0,185

 

0,218

 

0,255

 

 

4,8

 

0,077

0,105

 

0,130

0,161

 

0,192

 

0,230

 

 

5,2

 

0,067

0,091

 

0,113

0,141

 

0,170

 

0,208

 

 

5,6

 

0,058

0,079

 

0,099

0,124

 

0,152

 

0,189

 

 

6,0

 

0,051

0,070

 

0,087

0,110

 

0,136

 

0,173

 

 

6,4

 

0,045

0,062

 

0,077

0,099

 

0,122

 

0,158

 

 

6,8

 

0,040

0,055

 

0,064

0,088

 

0,110

 

0,145

 

 

7,2

 

0,036

0,049

 

0,062

0,080

 

0,100

 

0,133

 

 

7,6

 

0,032

0,044

 

0,056

0,072

 

0,091

 

0,123

 

 

8,0

 

0,029

0,040

 

0,051

0,066

 

0,084

 

0,113

 

 

8,4

 

0,026

0,037

 

0,046

0,060

И

 

 

 

 

 

0,077

 

0,105

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

8,8

 

0,024

0,033

 

0,042 0,055 0,071

 

0,098

 

 

9,2

 

0,022

0,031

 

0,039

0,051

 

0,065

 

0,091

 

 

9,6

 

0,020

0,028

 

0,036

0,047

 

0,060

 

0,085

 

 

10,0

 

0,019

0,026

 

0,033

0,043

 

0,056

 

0,079

 

 

10,4

 

0,017

0,024

 

0,031

0,040

 

0,052

 

0,074

 

 

10,8

 

0,016

0,022

 

0,029

0,037

 

0,049

 

0,069

 

 

11,2

 

0,015

0,021

 

0,027

0,035

 

0,045

 

0,065

 

 

11,6

 

0,014

0,020

 

0,025

0,033

 

0,042

 

0,061

 

 

12,0

 

0,013

0,018

 

0,023

0,031

 

0,040

 

0,058

 

p – среднее давление под подошвой фундамента по формуле (90).

69

Осадку условного фундамента sef определяют путем суммирова-

ния осадок по элементам слоёв hi. Расчет ведут в табличной форме,

табл.42.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2z

z by ,

 

 

p,

 

кПа,

 

n

 

 

 

 

 

 

, м

zg,i

ihi ,

 

 

0,5

 

by

2

 

 

=

i

 

i 1

 

zy,i zg,i

zg,i

 

i

h

 

 

 

 

м

 

zp,i

h

 

 

кПа

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

кПа

 

 

 

кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

4

5

6

 

7

 

8

9

После этого строят эпюры zg,i,

,i

и zy,i

(рис.19). Находят ВС

(НГ Т – н жняя гран ца сжимаемой толщи), горизонт, при котором со-

блюдается услов

е zp

0,5 zg ).

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DL

0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

Разнов дность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИГЭ1

грунта ИГЭ 1

 

h 1

 

 

 

Dd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и1

 

 

 

 

 

 

 

,кН/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разнов дность

 

 

WL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грунта ИГЭ 2

 

h 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,кН/м3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИГЭ2

в,кН/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dhw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

zg,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zp,0=p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разновидность

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

грунта ИГЭ 3

 

 

FL

Hhi

м

 

 

 

 

 

ИГЭ3

,кН/м3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

сс,кПа;

 

 

Эпюра zg

z,1

z,2м

 

 

 

 

 

 

,град;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е, кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпюра zp

Нс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпюра zy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B.C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z,iм

 

0.5 zg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

Рис. 19. Схема к определению осадки условного фундамента:

 

 

DL — отметка планировки; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень

 

 

 

 

 

 

 

 

И

подземных вод; В.С — нижняя граница сжимаемой толщи; p — среднее давление

под подошвой фундамента; σzg и σzg,0 вертикальное напряжение от собст-

венного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от

подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzy,i — вертикальное напряжение

от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глуби-

 

не z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи

 

 

70