Проектирование свайных фундаментов

Таблица 3

К расчету осадки ленточного свайного фундамента

zp 0,2 zq выполняется на относительной глубине Zh 2,2 , тогда

Нс = 2,2h = 2,2 7,7 = 16,94 м.

Коэффициент Пуассона для суглинка = 0,35 (табл. П.10). Пользуясь номограммой, при Hc h 2,2 и b 0,156 находим

0 = 2,55.

Осадка фундамента будет равна

31

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами не должна превышать 10 см [2, прилож. 4]

Следовательно, условие (2) выполняется

S = 3,41 см Su = 10 см.

В случае, если ниже подошвы свайного фундамента зале-

гают неоднородно слои грунта, то значения E и в формуле (14) должны приниматься осредненные для всех слоев и определяться по формуле

n

xi hi

где xi - значение Е или для i -го слоя грунта; hi - толщина i-го слоя грунта, м;

n - число слоев грунта, расположенных под подошвой условного фундамента в пределах сжимаемой толщи.

6. Подбор молота для погружения свай

От правильности выбора дизель-молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель-молот можно подобрать по отношению веса его ударной части к весу сваи, которое должно быть для штанговых дизель-молотов и молотов одиночного действия не менее 1,5 при плотных грунтах, 1,25 при грунтах средней плотности и 1,0 при слабых водонасыщенных грунтах.

Минимальная энергия удара, необходимая для понижения свай, определяется по формуле

где а - коэффициент, равный 25 Дж/кН;

Fv - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю и принятая в проекте, кН.

32

Пользуясь техническими характеристиками дизельмолотов, подбирают такой молот, энергия удара которого соответствует минимальной.

Проверка пригодности принятого молота производится по условию

где Ep - расчетная энергия удара, Дж; Gh - полный вес молота, Н;

Gb - вес сваи и наголовника, Н;

Km – коэффициент, принимаемый при использовании железобетонных свай. Кm = 6 трубчатых дизель-молотов и

Кm = 5 для штанговых дизель-молотов. Расчетная энергия удара принимается:

-для трубчатых дизель-молотов Ер = 0,9 Gn' hm ;

-для штанговых дизель-молотов Ер = 0,4 Gn' hm ,

где Gn' - вес ударной части молота, кН;

hm - высота падения ударной части молота, м.

При подборе молотов для трубчатых принимается hm = 2,8 м, а для штанговых при весе ударной части 12,5; 18,0; 25,0 кН - соответственно 1,7; 2 и 2,2 м.

Пример 7. Требуется подобрать дизель-молот для нагружения железобетонных свай типа С10-30 в грунты средней плотности. Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю и принятая в проекте Fv = 450 кН.

Решение. Определим минимальную энергию удара, необходимую для погружения свай по формуле (16)

Е = 1,75 25 450 = 19687,5 Дж.

По техническим характеристикам (табл. П.12, прилож.) принимаем трубчатый дизель-молот С-996 с энергией удара 27

33

кДж. Полный вес молота Gh = 36500 Н, вес ударной части

Gn' =18000 Н.

Вес сваи С10-30 22800 Н. Вес наголовника примем 2000 Н. Расчетная энергия удара дизель-молота С-996

Ер = 0,4 18000 2 = 14400 Дж.

Проверяем условие (17)

(36500 22800 2000) 4,25 6 . 14400

Условие (17) соблюдается. Следовательно, принятый трубчатый дизель-молот С-996 обеспечивает погружение свай С10-30.

7. Определение проектного отказа свай

В проекте свайного фундамента должен быть определен проектный отказ свай.

Проектный отказ необходим для контроля несущей способности свай в процессе производства работ, если фактический отказ при испытании свай динамической нагрузкой окажется больше проектного, то несущая способность сваи может оказаться необеспеченной. Формула для определения проектного отказа имеет вид

где - коэффициент, принимаемый для железобетонных свай,

= 1500 кН/м2;

А - площадь поперечного сечения ствола сваи, м2; М - коэффициент равный 1;

к- коэффициент надежности, принимаемый при определе-

нии несущей способности сваи по расчету, равным к = 1,4; Ер - расчетная энергия удара кДж;

Fv- расчетная нагрузка .допускаемая на сваю и принятая в

34

проекте, кН;

m1 - маcca молота, т;

m2 - масса сваи и наголовника, т; m3 - масса подбабка, т;

- коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай 2 = 0,2.

Пример 8. Определить проектный отказ свай C10-30 по данным примера 7.

Решение. Проектный отказ определяем по формуле (18)

8. Технико-экономическое обоснование принятого решения фундаментов

Технико-экономические показатели фундаментов подразделяются на стоимостные и натуральные. Стоимостные показатели включают: приведенные затраты, сметную стоимость возведения фундаментов, капитальные вложения в материальнотехническую базу строительства, эффект от ускорения строительства, экономическую оценку фактора дефицитности стали и эксплуатационные затраты. Натуральные показатели включают продолжительность возведения, затраты труда и расход основных материалов (стали цемента, топлива).

Для анализа технико-экономических показателей вариантов фундаментов выбирается сопоставимая единица измерения. Это может быть 1 фундамент или нулевой цикл в целом.

Оптимальное проектное решение принимается по минимуму приведенных затрат. Подробная методика оценки эффек-

35

тивности фундаментов изложена в Руководстве по выбору проектных решений фундаментов [7] .

На стадии курсового проектирования ориентировочно тех- нико-экономическая оценка принятого варианта может быть дана по стоимости и трудоемкости. Удельные показатели стоимости и трудоемкости основных видов работ при устройстве свайных фундаментов приведены в табл.4.

36

Таблица 4

Удельные показатели стоимости и трудоемкости основных видов работ при устройстве свайных фундаментов

37

Примечания: 1. Над чертой даны значения R для песчаных грунтов, под чертой - для пылевато-глинистых грунтов.

2. В табл. п. 1 и п. 2 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой,

38

подсыпкой, намыве до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10 м - от условной отметки, расположенной на 3 м выше уровня среза или на 3 м ниже уровня подсыпки.

Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах – от уровня дна болота. При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи в табл. П.1 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать, как для выемок глубиной 6 м.

3.Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значе-

ний показателя текучести JL значения R и fi в табл. П.1 и П.2 определяются интерполяцией.

4.Для плотных песков, плотность которых определена по данным статического зондирования, значения R по табл. П.1 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100%. При определении плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по табл. П. 1 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20 000 кПа.

5.Значения расчетных сопротивлений R по табл. П.1 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее, м:

4,0 – для мостов и гидротехнических сооружений;

3,0 – для зданий и прочих сооружений.

6.Значение расчетного сопротивления R под нижним концом забивных

свай сечением 0,15 0,15 м и менее используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %.

7.Для супесей при числе пластичности Jр ≤ 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

8.Для глинистых грунтов, имеющих степень влажности в природном со-

стоянии Sr < 0,8, показатель текучести следует вычислять для водонасыщенного грунта. по формуле 9.1 СП 50-102-2003 [4].

39

Примечания: 1. При определении fi по табл. П.2 следует учитывать требования, изложенные в примеч. 2, 3 и 5 к табл. П.1.

2.При определении fi пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м.

3.Значения fi плотных песчаных грунтов следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в табл. П.2.

4.Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15% по сравнению со значениями, приведенными в табл.

П.2, при любых значениях показателя текучести.

40