Для
круглых фундаментов крен:

где Е0 и ν - соответственно модуль деформации = 5000, кПа, и коэффициент Пуассона грунта основания (глина - 0,42);
ke=0,75 - коэффициент, принимаемый по табл. (круглый);
NII = 3600 кН - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;
e = 1,4 - эксцентриситет;
km - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундамента по схеме линейно деформируемого полупространства (при использовании расчетной схемы линейно деформируемого полупространства km = 1).
R = 5,6 - радиус фундамента, м;
<
iпред
=0,005 условие выполняется
Свайный фундамент
Определение глубины заложения ростверка
При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуемся теми же соображениями, что и при определении глубины заложения подошвы фундаментов, возводимых на естественном основании. Учитывая наличие подводящих каналов, конструктивно принимаем глубину заложения ростверка dp= 4 м.
Выбор типа, длины и марки сваи
Учитывая глубину заложения подошвы ростверка, заделку сваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта, можно выбрать тип и длину сваи. Так как заглубление свай-стоек в нескальные грунты должно быть не менее 1,0 м. выбираем сваю С13-40 – свая длиной 13 м с поперечным армированием ствола.
Определение несущей способности основания сваи Fd
По формуле:

Где
=1
- коэффициент условий работы сваи в
грунте;
R = 4200 кПа– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; для значений IL = 0,31 и глубине заделки 17 м.
=1;
=1
– коэффициенты условий работы грунта
под нижним концом и по боковой поверхности
сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчетные сопротивления
грунта R и f;
А=0,16 м2 – площадь поперечного сечения сваи;
u = 1,6 м – периметр поперечного сечения сваи;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа;
hi – толщина разбивочного слоя.


Вычислим расчетную нагрузку, допускаемую на основание сваи:

Определение ориентировочного значения нагрузки от веса ростверка с грунтом на его ступенях:
Площадь ростверка ориентировочно примем Ар=760 м2

∑NoI =25340 кН
Определение количества свай:

Увеличиваем полученное значение на 20% для учета изгибающего момента, т.е. n=104 шт.
Вычисление фактической нагрузки на сваи в ростверке:

Определение веса ростверка Nr1:
Собственный вес ростверка можно определить по следующей формуле:
Nr1 =Vr*γжб
где Vr – объем ростверка, м3
γжб - удельный вес железобетона, равный 25 кн/м3
Vr =38*20*0,5=380 м3
Nr1 = 380*25 = 9500 кН
Вес грунта
на
ступенях ростверка:

- сила расчетного
сопротивления сваи по грунту
Определение силы расчетного сопротивления сваи

Где
=1
- коэффициент условий работы сваи (при
размере поперечного сечения сваи d
> 0,2 м);
ϕ = 1 – коэффициент продольного изгиба (для низкого ростверка);
–
коэффициент условий
работы бетона (забивные);
- зависит от способа
бетонирования скважины (насухо);
Аb = 0,16 м2 – площадь поперечного сечения сваи;
Rb = 14500 кПа – расчетное сопротивление бетона сжатию;
Аs = 1,6*10-3 м2 – площадь поперечного сечения арматуры;
Rs = 215000 кПа – расчетное сопротивление арматуры сжатию;

Сравнивая значения
и
,
выбираем меньшее из двух 1169 кН.
Для железобетонных фундаментов строятся пирамиды продавливания посредством проведения наклонных сечений под углом 45 от основания подколонника.

Расчет сводится к удовлетворению условия:
условие
выполняется

Фундамент из свай рассматривают как условный фундамент на естественном основании, включающий в себя сваи, объединенные ростверком, и защемленный в межсвайном пространстве грунт.
Для расчета осадки определяют габариты условного фундамента, которые ограничены.
Расстояние от наружных граней крайних рядов вертикальных свай до вертикальных граней условного фундамента вычисляют по формуле:

Причем
;

Где L – длина сваи, м; ϕII,m – средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов в пределах длины сваи L; ϕII,i - расчетное значение угла внутреннего трения i-го слоя грунта, прорезаемого сваей; li - толщина i-го слоя грунта, прорезаемого сваей;
Размеры подошвы условного фундамента:
by = b + 2a = 19,2 + 2*1,4 = 22 м
ly = l + 2a = 37,2 + 2*1,4 = 40 м
где b и l – размеры в пределах внешних граней крайних свай, м;

Определив размеры условного фундамента, вычисляют среднее значение его давления на основание:


Полученное значение среднего давления сравнивают с расчетным сопротивлением грунта основания R:


p =103 кН/м2 < R =2609 кПа. При расчете деформаций основания среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа.
|
Точка |
z, м |
σzg, кПа |
η |
ξ |
α |
σzp, кПа |
Слой |
σzp,i, кПа |
hi, |
Ei, МПа |
si, см |
|
см |
|||||||||||
|
0 |
0 |
48 |
2 |
0,0 |
1 |
54,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
0,5 |
52 |
2 |
0,0 |
1 |
54,9 |
1 |
54,9 |
50 |
5 |
0,44 |
|
2 |
1 |
62 |
2 |
0,1 |
0,994 |
54,6 |
2 |
54,7 |
50 |
14 |
0,16 |
|
3 |
1,5 |
71 |
2 |
0,1 |
0,994 |
54,6 |
3 |
54,6 |
50 |
14 |
0,16 |
|
4 |
2 |
81 |
2 |
0,2 |
0,988 |
54,2 |
4 |
54,4 |
50 |
14 |
0,16 |
|
5 |
2,5 |
91 |
2 |
0,2 |
0,988 |
54,2 |
5 |
54,2 |
50 |
14 |
0,15 |
|
6 |
3 |
100 |
2 |
0,3 |
0,981 |
53,9 |
6 |
54 |
50 |
14 |
0,15 |
|
7 |
3,5 |
110 |
2 |
0,3 |
0,981 |
53,9 |
7 |
53,9 |
50 |
14 |
0,15 |
|
8 |
4 |
119 |
2 |
0,4 |
0,975 |
53,5 |
|
|
|
|
|
|
9 |
4,5 |
129 |
2 |
0,4 |
0,975 |
53,5 |
|
|
|
|
|
|
10 |
5 |
139 |
2 |
0,5 |
0,949 |
52,1 |
|
|
|
|
|
|
11 |
5,5 |
149 |
2 |
0,5 |
0,949 |
52,1 |
|
|
|
|
|
|
12 |
6 |
160 |
2 |
0,6 |
0,922 |
50,6 |
|
|
|
|
|
|
13 |
6,5 |
171 |
2 |
0,6 |
0,922 |
50,6 |
|
|
|
|
|
|
14 |
7 |
182 |
2 |
0,7 |
0,899 |
49,4 |
|
|
|
|
|
|
15 |
7,5 |
192 |
2 |
0,7 |
0,899 |
49,4 |
|
|
|
|
|
|
16 |
8 |
203 |
2 |
0,8 |
0,869 |
47,7 |
|
|
|
|
|
|
17 |
8,5 |
214 |
2 |
0,8 |
0,869 |
47,7 |
|
|
|
|
|
|
18 |
9 |
225 |
2 |
0,9 |
0,833 |
45,7 |
|
|
|
|
|
|
19 |
9,5 |
235 |
2 |
0,9 |
0,833 |
45,7 |
|
|
|
|
|
|
20 |
10 |
246 |
2 |
1,0 |
0,797 |
43,8 |
|
|
|
|
|
|
21 |
10,5 |
257 |
2 |
1,0 |
0,797 |
43,8 |
|
|
|
|
|
|
22 |
11 |
268 |
2 |
1,0 |
0,797 |
43,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑=1,37 |
При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуемся теми же соображениями, что и при определении глубины заложения подошвы фундаментов, возводимых на естественном основании. Учитывая наличие подводящих каналов, конструктивно принимаем глубину заложения ростверка dp= 4 м.
Учитывая глубину заложения подошвы ростверка, заделку сваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта, можно выбрать тип и длину сваи. Так как заглубление свай-стоек в нескальные грунты должно быть не менее 1,0 м. выбираем сваю С9-35 – свая длиной 9 м с поперечным армированием ствола.
По формуле:

Где
=1
- коэффициент условий работы сваи в
грунте;
R = 3800 кПа– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; для значений IL = 0,31 и глубине заделки 13 м.
=1;
=1
– коэффициенты условий работы грунта
под нижним концом и по боковой поверхности
сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчетные сопротивления
грунта R и f;
А=0,1225 м2 – площадь поперечного сечения сваи;
u = 1,4 м – периметр поперечного сечения сваи;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа;
hi – толщина разбивочного слоя.


Вычислим расчетную нагрузку, допускаемую на основание сваи:

Определение ориентировочного значения нагрузки от веса ростверка с грунтом на его ступенях:
Площадь ростверка ориентировочно примем Ар=24,6 м2

∑NoI =3600 кН
Определение количества свай:

Увеличиваем полученное значение на 20% для учета изгибающего момента, т.е. n=15 шт.

Вычисление фактической нагрузки на сваи в ростверке:

Определение веса ростверка Nr1:
Собственный вес ростверка можно определить по следующей формуле:
Nr1 =Vr*γжб
где Vr – объем ростверка, м3
γжб - удельный вес железобетона, равный 25 кн/м3
Vr = 46 м3
Nr1 = 46*25 = 1150 кН
Вес грунта
на
ступенях ростверка:

- сила расчетного
сопротивления сваи по грунту






Дополнительное давление на основание:

В соответствии с
п. 5.6.5 расчётная осадка основания не
должна превышать допускаемое значение:
