- •Введение
- •1 Анализ инженерно-геологических условий и оценка строительных свойств грунтов.
- •2 Виды нагрузок и их определение.
- •3 Проектирование фундамента мелкого заложения.
- •3.1 Выбор отметки заложения подошвы фундамента.
- •3.2 Определение размеров подошвы фундамента.
- •3.3 Определение несущей способности основания
- •4 Проектирование свайного фундамента.
- •4.1 Определение глубины заложения и назначение размеров ростверка.
- •4.2 Оценка грунтовых условий и назначение длины свай.
- •4.3 Расчёт свайных фундаментов.
- •Определение несущей способности свай
- •Определение количества свай и размещение их в ростверке.
- •4.4 Определение расчетной вертикальной нагрузки на сваю.
- •4.5 Проверка прочности основания куста свай.
- •4.6 Определение осадки фундамента мелкого заложения.
- •5 Технологические особенности по устройству свайных фундаментов.
- •5.1 Выбор молота для погружения свай.
- •5.2 Определение проектного отказа свай.
- •6. Технико-экономическое сравнение двух вариантов и выбор наиболее рационального из них
- •6.1 Краткое описание технологии сооружения выбранного варианта фундамента.
4.5 Проверка прочности основания куста свай.
Свайный фундамент с висячими сваями передает все нагрузки на основание, расположенное в уровне острия свай. За счет сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом в передачи нагрузок на основание участвует грунт, окружающий сваи. При этом сваи вместе с окружающим грунтом образуют условный сплошной фундамент.
Границы условного фундамента определяют следующим образом:
а) снизу - плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай;
б) с боков - вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии l·tg(IImf/4).
Значение IImf- осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:
IImf= (i·li)/li,
где i- расчетное значение углов внутреннего трения
грунта по II группе предельных состояний в
пределах слов li;
li- глубина погружения свай в грунт, считая от подошвы
ростверка li= l1+l2+…ln,м.
При наличии слабых грунтов расчет ведется от подошвы слоя слабого грунта.
В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включается вес свай и ростверка,а также вес грунта в объеме условного фундамента.
Проверку прочности по грунту фундамента из свай как условного фундамента следует выполнять по формуле:
Pmax R·c/n,
где Pmax- максимальное давление на грунт по подошве
условного фундамента;
R- расчетное сопротивление гругта основания;
c- коэффициент условий работы;
Максимальное давление на грунт по подошве фундамента определим по формуле:
Pmax=Nc/(ac·bc)+(6·ac·(3·Mc+2·Fh·d))/(bc·(k·d4/cв+3·ac3))
где Nc- нормальная составляющая давления фундамента на грунт, кН (с учетом веса грунтового массива АБВГ вместе с заключенным в нем ростверком и сваями);
Fh,Mc- соответственно горизонтальная составляющая внешней нагрузки, кН, и ее момент относительно главной оси горизонтального сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности грунта, кН·м;
ac,bc- размеры в плане условного фундамента;
d- глубина заложения условного фундамента, м;
k- коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, определяемый по таблице;
cв- коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, определяемый через коэффициент пропорциональности k;
при d10м,cв=5c/d;
при d>10м,cв=d·k;
1)Определим размеры сплошного условного фундамента (рис.4.5):
IImf= (15,44·0,8+16,55·4,5+28·8)/(0,8+4,5+8) = 22,2
aу= a1+2·l·tg(IImf/4);
bу= b1+2·l·tg(IImf/4);
aу= 9,5+2·15,3·tg(22,2/4)= 12,73м;
bу= 6+2·15,3·tg(22,2/4) = 9,23м;
Рис.4.5 - К определению размеров условного фундамента
Вес типовых свай определяем по формуле:
Gсв= 24·(0,35·0,35·13,3·1,1·36)= 11548,44кН;
Вес грунтового массива параллелепипеда АБВГ определяется с учетом заключенного в него объема воды (при наличии водоупорного слоя)по формуле:
Gгр = (Vi ∙γi)∙ 1,1 + Vi·w,
где Vi - объём i-го слоя грунта, м3;
i - удельный вес i-го слоя грунта (принимаемый с учетом взвешивающего действия воды для водопроницаемых грунтов ) и определяется по формуле:
i =(9,34·3,5+9,78·5)/(3,5+5+4)=6,53 кНм3,
Тогда вес грунтового массива будет равен:
Gгр1 = 7,47∙(2,8∙9,23-(1∙10,4∙6,9+9,4∙5,9)-(0,35∙0,35∙0,8∙36))=1480,89кН.
Gгр2 = 9,89∙(4,5∙12,73-(0,35∙0,35∙4,5∙36))=5032,98кН.
Gгр3 = 19,8∙(8∙12,73∙9,23-(0,35∙0,35∙8∙36))=117913,12кН.
Gгр = (Gгр1+ Gгр2+ Gгр3) ∙1,1
Gгр = (1548,44+5032,98+17913,12) ∙1,1 = 26943,99 кН
Для рассматриваемого примера N=30271,45 кН; Fh=1179,85 кН; Mx=2831,64 кН∙м.
;
d = 15,3м > 10м;
Св = ki∙d = 6818,55∙15,3 = 104339,12 кН/м3;
.
Определяем расчетное сопротивление грунта основания
(аналогично как для фундамента мелкого заложения):
R= 1,7·{Ro·[1+K1·(b-2)]+K2··(d-3)}
R= 1,7·{245·[1+0,1·(9,23+3·19,8(15,3-3)}=1898,47 кПа;
Pmax=306,25 кПа < R=1898,47 кПа, следовательно, прочность грунтового основания обеспечена.