Расчет и конструирование свайных фундаментов
R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (прил.17), (R=5120 кПа при JL=0,2 и глубине 11,0 м). Рекомендуется применять железобетонные сваи квадратного сечения размером 250×250, 300×300 или 350×350 мм. Из условия, что в свайном кусте должно быть не менее 3-х свай принимаем свайный куст из 3-х свай. По предельному состоянию второй группы (по деформациям) — основания свайных… Читать ещё >
Расчет и конструирование свайных фундаментов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Исходные данные Необходимо запроектировать свайные фундаменты под здание с подвалом. Инженерногеологические условия представлены в следующей таблице:
Описание грунтов. | Мощность слоя грунта. |
Рыхлый насыпной грунт из мелкого песка с органическими примесями с=1,3 (0,9) т/м3, ц=12о. | 1,0. |
Торф коричневый водонасыщенный JL=0,6, с=1,2 (0,6) т/м3, ц=8о. | 2,0. |
Мелкий пылеватый водонасыщенный песок (плывун) с =1,5 (0,95) т/м3, ц = 15о. | 4,0. |
Супесь пылеватая JL= 0,4, с =1,7 (1,1) т/м3, E =8000кПа, ц =25о. | 4,0. |
Глина JL=0,2, с=2,1 т/м3, Е=20 МПа, ц=20о, С=100 кПа. | 10,0. |
Примечания: 1. В скобках указанна плотность грунта во взвешенном состоянии.
2. Мощность пласта в колонке измеряется от кровли до его подошвы.
Фундаменты из забивных свай рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03−85 по двум предельным состояниям:
по предельному состоянию первой группы (по несущей способности): по прочности — сваи и ростверка, по устойчивости — основания свайных фундаментов;
по предельному состоянию второй группы (по деформациям) — основания свайных фундаментов.
Глубина заложения подошвы свайного ростверка назначается в зависимости от :
наличия подвалов и подземных коммуникаций;
геологических и гидрогеологических условий площадки строительства (вида грунтов, их состояния, положения подземных вод) глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений;
возможности пучения грунтов при промерзании.
Прежде всего необходимо выбрать тип сваи, назначить ее длину и размеры поперечного сечения. Длину сваи назначают такой, чтобы ее острие было заглублено в плотный слой грунта:
в мелкие пески и супеси — не менее чем на 2,0 м;
в пески средней крупности, твердые глины и суглинки — не менее чем на 1,0 м;
в крупные и гравелистые пески и галечники — не менее чем на 0,5 м.
Полная длина сваи определяется как сумма:
где l1 — глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальными нагрузками не менее 5 см, для свайных фундаментов, работающих на горизонтальную нагрузку, — не менее наибольшего размера поперечного сечения сваи;
l2 — расстояние от подошвы плиты до кровли несущего слоя;
l3 — заглубление в несущий слой.
Рекомендуется применять железобетонные сваи квадратного сечения размером 250×250, 300×300 или 350×350 мм.
Полная длина сваи равна l=0,05+9,5+1,45=11 м Принимаем железобетонную сваю квадратного сечения размером 300×300 мм длиной 11 м.
Несущая способность Fd забивной висячей сваи по грунту определяется как сумма сопротивления грунтов основания под нижним концом сваи и по боковой ее поверхности:
Fd = гC· (гCR.R.A+UУгCf.fi.?i),.
где гC — коэффициент условий работы сваи в грунте (гC=1,0);
гCR и гCf — коэффициент условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи (табл.3 СНиП 2.02.03−85; для свай погружаемых забивкой молотами, гCR = 1, гCf = 1.).
А — площадь опирания сваи на грунт (А=0,3×0,3 = 0,09 м2).
R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (прил.17), (R=5120 кПа при JL=0,2 и глубине 11,0 м).
U—периметр поперечного сечения сваи (U=0,3×4=1,2 м).
fi—расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи (прил.18; см. табл.).
?i— толщина i-го слоя грунта.
При определении fi пласты грунтов расчленяются на слои, толщиной не более 2-х метров.
Если на какой-то глубине залегает слой торфа, то сопротивление грунтов по боковой поверхности сваи в пределах этого слоя принимается равным нулю, а в пределах грунтов, залегающих над торфом — по приведенной таблице со знаком минус.
Fd = гC· (гCR.R.A+UУгCf.fi.?i) =1· (1·5100·0,09+1,2·1,0·(-35·1+0+44·2+48·2+50·2+52·2+79·1))= =977,4 кН.
Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю, определяется из зависимости:
P = Fd/гК = 977,4/1,4 = 698,1 кН.
где гК — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.
Проверка несущей способности свайного фундамента производится из условия, чтобы расчетная нагрузка N, передаваемая на сваю, не превышала расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.
Определим количество свай в кусте (n).
Р — расчетная нагрузка, передаваемая на одну сваю, кН;
N0 — расчетная нагрузка, приложенная на уровне обреза фундамента, кН; N0 = 1180 кН.
- ? N — суммарная нагрузка на свайный куст.
- ? N = N0 + Nрост + Nгрунт + Мх· у/?уi2 =1180+56,25+6,5 +180 · 0,6/ (0,62+0,32+0,32)=1242,75 + 200 = 1442,75 кН
n = ?N/P = 1442,75/698,1 = 2,1 шт.
Из условия, что в свайном кусте должно быть не менее 3-х свай принимаем свайный куст из 3-х свай.
Проверим нагрузку на одну сваю:
N — фактическая нагрузка, передаваемая на сваю:
N =?N /3 Р => 1442,75/3 = 480,9кН < 698,1 кН Условие выполнено — несущая способность обеспечена.