ОиФ. 1. Виды оснований

• Название: 1. Виды оснований
• Анкор: ОиФ.doc
• Дата: 15.01.2018
• Размер: 9.63 Mb.
• Имя файла: ОиФ.doc
• Тип: Документы; #14062
• страница: 4 из 9

50Расчёт железобетонных забивных свай по несущей способности материала свай.

Несущая способность по материалу сваи F_dm рассчитывается по формуле где: φ-коэфф.продольного изгиба; γc-коэфф.условий работы; γm- коэфф.работы бетона; γa-коэфф.условий работы арматуры; Rb- расчетное сопротивление бетона;

А-площадь поперечного сечения сваи;

Rs-расчетное сопротивление арматуры;

Аа-площадь сечения арматуры.

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии /,, определяемом по формуле где l_о — длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;

a_ — коэффициент деформации


46.Типы свайных ростверков. Способы заделки свай в ростверк.

Группы или ряды свай, объединённые поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты и балки, выполненные, как правило, из монолитного или сборного железобетона, называют ростверками. Ростверки воспринимают, распределяют и передают на сваи нагрузку от расположенного на фундаменте сооружения. Если ростверк заглублен в грунт и его подошва расположена непосредственно на поверхности грунта, то его называют низким свайным ростверком, если подошва ростверка расположена выше поверхности грунта – высоким свайным ростверком.

Различают свайные фундаменты с низким ростверком, промежуточным и высоким.

Низкий ростверк расположен ниже спланированной поверхности земли. Являясь частью свайного фундамента и взаимодействуя с грунтом основания, он способен передавать часть вертикального давления на основание по своей подошве и воспринимать горизонтальные усилия. При устройстве ростверка в зоне промерзания на него будут действовать нормальные и касательные силы морозного пучения, поэтому низкие ростверки в пучиноопас-ных грунтах рекомендуется располагать ниже зоны промерзания или использовать мероприятия, направленные на снижение вредного воздействия в результате промерзания.

В свайном фундаменте с низким ростверком в совместной работе участвуют сам ростверк, сваи и грунт, находящийся в межсвайном пространстве, причем сваи работают в основном на сжатие.

Промежуточный ростверк устраивают непосредственно на поверхности грунта без заглубления (рис. 9.1, 6) и используют при устройстве свайных фундаментов на непучинистоопасных грунтах. В связи с тем что верхние слои грунта, как правило, имеют низкую несущую способность, промежуточные ростверки не могут передавать вертикальное давление по своей подошве.

Высокие ростверки расположены на некотором расстоянии от поверхности земли (рис. 9.1). Свайный фундамент с таким ростверком применяют под внутренние стены гражданских и жилых зданий с техническими подпольями, мостовые опоры и др.



Типы заделки свай в ростверк. Жёсткое и шарнирное сопряжение сваи в ростверк.

Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком следует предусматривать с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-85. В последнем случае в голове предварительно напряженных свай должен быть предусмотрен ненапрягаемый арматурный каркас, используемый в дальнейшем в качестве анкерной арматуры.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности.


52.Определение несущей способности сваи – стойки.

Несущую способность F_d кН (тc), забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (см. примечание к п.2.2), следует определять по формуле

F_d = _c RA,

где _c — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый _c = 1;

A — площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для свай полых круглого сечения и свай-оболочек — равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, кПа (тс/м²), следует принимать:

а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20 000 кПа (2000 тс/м²);

б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, — по формуле



где R_с,п — нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа (тс/м²).

_g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый _g = 1,4;

l_d — расчетная глубина заделки набивной и буровой свай и сваи-оболочки в скальный грунт, м;

d_f — наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м;

в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, — по формуле



где R_с,п, - нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа (тс/м²).

_g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый _g = 1,4;

Примечание. При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.
55. Определение несущей способности винтовых свай.

Несущую способность F_d кН (тc), винтовой сваи диаметром лопасти d  1,2 м и длиной l < 10 м, работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (15), а при диаметре лопасти d > 1,2 м и длине сваи l > 10 м— только по данным испытаний винтовой сваи статической нагрузкой:

F_d = _c ₁ c₁ + ₂ ₁ h₁)A + u f_i (h - d), (15)

где _c,— коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий, и определяемый по табл. 8;

₁, ₂ — безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 9 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне _, (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);

c₁ — расчетное значение удельного сцепления пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне, кПа (тс/м²);

₁ — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

h₁ — глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой — от уровня планировки м;

A — проекция площади лопасти, м², считая по наружному диаметру, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е. за вычетом площади сечения ствола, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку;

f_i — расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по табл. 2 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);

u — периметр ствола сваи, м;

h — длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;

d — диаметр лопасти сваи, м.

Глубина заложения лопасти от уровня планировки должна быть не менее 5d при пылевато-глинистых грунтах и не менее 6d — при песчаных грунтах (где d — диаметр лопасти).

59.Расчёт свайных фундаментов и их оснований по деформациям.

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует, как правило, производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83. Границы условного фундамента (см. чертеж) определяются следующим образом:

снизу — плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай:

с боков — вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии htg(_II,mt/4) (см. чертеж, а), но не более 2d в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6 (d—диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай — проходящими через нижние концы этих свай (см. чертеж, б),

сверху — поверхностью планировки грунта ВГ, здесь _II,mt — осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле

_II,mt = (29)

где _II,i — расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i;

h — глубина погружения свай в грунт.



Определение границ условного фундамента при расчете осадок свайных фундаментов

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включаются вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента.

Полученные по расчету значения деформаций (осадок) свайного фундамента и его основания не должны превышать предельных значений.

Если при строительстве предусматриваются планировка территории подсыпкой (намывом) высотой более 2 м и другая постоянная (долговременная) загрузка территории, эквивалентная подсыпке, а в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то значение осадки свайного фундамента из висячих свай следует определять с учетом уменьшения габаритов условного фундамента, который в этом случае как при вертикальных, так и при наклонных сваях принимается ограниченным с боков вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h_mttg(_II,mt/4), где h_mt — расстояние от нижнего конца сваи до подошвы слоя торфа или ила толщиной более 30 см.

Свайные фундаменты из свай, работающих как сваи-стойки, висячие одиночные сваи, воспринимающие вне кустов выдергивающие нагрузки, а также свайные кусты, работающие на действие выдергивающих нагрузок, рассчитывать по деформациям не требуется.

3.Виды фундаментов и их краткая характеристика.



Фундамент – это подземная или подводная часть сооружения, которая воспринимает нагрузку от надземных конструкций и передает её на основание. Фундамент – это единая система, взаимодействующая между собой, система последовательно связанных элементов. Разделяют три основных видов фундаментов:

Фундаменты мелкого заложения (ФМЗ). Фундаменты котлованного типа. Работа осуществляется под подошвой фундамента. Сила трения на боковую поверхность не учитывается.

Свайные фундаменты.

Свая – жёсткий стержень тем или иным образом помещённый в грунт.

Ростверк – монолитная железобетонная конструкция в виде балки, полосы или плиты.

Работа свайного фундамента заключается в следующем: надземные конструкции передают нагрузку на ростверк, ростверк перераспределяет нагрузку между сваями, сваи передают нагрузку на основания.

По характеру передачи нагрузки сваями на грунт различают два вида:

- висячие сваи, устраиваются в нескальных грунтах (сваи трения)

F=R*A+U*∑f_i*h_i

- свая – стойка, когда свая опирается нижним концом на скальный грунт

F=R*A, где

R – Сопротивление;

А – площадь поперечного сечения.

Работает на сжатие и на изгиб.

Свайные фундаменты целесообразно возводить при неравномерно деформируемых, слабых основаниях. Различают сваи-стойки и висячие сваи. Требуемую длину определяют специальным расчетом, но обычно для малоэтажного строительства она не превышает 4-6 м. Сваи-стойки прорезают верхние слабые слои и передают нагрузку на более прочные материковые слои грунта. Висячие сваи передают нагрузку в основном за счет сил трения между ними и уплотненным грунтом. Сверху сваи объединяют монолитными балками, так называемыми ростверками. Разновидностью свайных фундаментов являются винтовые сваи, которые ввинчивают в грунт наподобие шурупов.

Недостатком свайных фундаментов является необходимость применения специального сваебойного оборудования. Чтобы предотвратить просачивание влаги из земли в стены и для защиты их от сырости, необходимо выводить фундаменты выше уровня земли. Эту часть фундамента называют цоколем. Между цоколем и стеной обязательно устраивают гидроизоляцию. Для достижения архитектурной выразительности цоколь, как правило, устраивают выступающим по отношению к стене. Этого несложно добиться, поскольку фундамент обычно на 10 - 15 см шире несущих стен. На внутренний выступ фундамента удобно укладывать концы лаг при устройстве полов по лагам.

Фундаменты глубокого заложения, устраиваются без отрывки котлована, примерами таких фундаментов являются: кессоны, опускные колодцы, тонкостенные оболочки. Работают за счёт сил трения по бокам и сопротивления грунта под подошвой.



фундамент мелкого заложения



свайный фундамент



опускной колодец



кессон



Стена в грунте


8.Классификация нагрузок.

При расчётах оснований и фундаментов нагрузки и воздействия действующие на основания делятся на следующие группы:

1.Постоянные нагрузки (собственный вес грунтов обратной засыпки и собственный вес конструкций зданий несущих и ограждающих).

2. Временные нагрузки:

- временные длительно – действующие (вес перегородок, вес стационарного оборудования, нагрузка на перекрытия в складах, зернохранилищах, нагрузка на перекрытия в жилых и общественных зданиях, где преобладает вес материалов и оборудования, вес отложений производственной пыли, если нет мероприятий по её удалению).

- кратковременно действующие (снеговая, ветровая нагрузка, вес людей в зонах обслуживания покрытий, полезная нагрузка на перекрытия в жилых и общественных зданиях, нагрузка от подвижного оборудования).

- особые нагрузки: сейсмические, резкое нарушение технологического режима (взрыв), значительные неравномерные осадки в результате изменения структуры грунта.

Расчетное значение нагрузки определяется по формуле:

N_p=j_f*N_n

Для расчёта по II предельному состоянию коэффициент j_f=1,0, для расчёта по I предельному состоянию коэффициент j_f изменяется от 1,05-1,06. Зависит от вида нагрузок, материала конструкций и способа изготовления конструкций.

СНиП 2.01.07.85 «Нагрузки и воздействия» (п.2.5 – 2.9)

13. Расчёт оснований по деформациям. Основные положения расчёта.

Основания рассчитываются по деформациям во всех случаях.

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.

При проектировании сооружений, расположенных в непосредственной близости от существующих, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований существующих сооружений от нагрузок проектируемых сооружений.

Деформации основания подразделяются на:

осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.;

подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.;

горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.

провалы - деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями или горными выработками.

Деформация основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия



где s- совместная деформация основания и сооружения.

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения.