геотехника. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине Геотехника II раздел Основания и фундаменты для студентов специальности 050729 Строительство
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
3.2 Определение несущей способности одиночных свай 3.2.1 Выбор типа и длины сваи Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта, который принимается в качестве несущего и в который свая погружается не менее чем на 1.5 м. В качестве несущего принимается слой грунта, обладающий хорошими строительными свойствами. В общем случае размер поперечного сечения свай принимается по их номенклатуре и уточняется в соответствии с требованиями обеспечения необходимой несущей способности.
Расчетное сопротивлние сваи определяется из условий работы её материала и грунта. Определение сопротивления сваи по материалу на сжатие для железобетонной сваи осуществляется по формуле [4, с.125]  , (3.2) где  - коэффициент условий работы; - коэффициент продольного изгиба; - коэффициент условий работы бетона; - расчетное сопротивление бетона сжатию, кПа; - расчетное сопротивление арматуры сжатию, кПа;  - площадь поперечного сечения сваи, м2; - площадь поперечного сечения арматуры, м2;При определении несущей способности сваи по грунту необходимо учитывать, что по характеру работы сваи делятся на сваи-стойки, опирающиеся на практически несжимаемые грунты и висячие. Для свай-стоек несущая способность сваи  , кН определяется по следующей формуле [4, с.128] , (3.3)где =1.0-коэффициент условий работы; А - площадь опирания сваи на грунт, м2; R- расчетное сопротивление грунта под торцом сваи, кПа. Для висячих свай расчётное сопротивление определяется по формуле [4, с.129]  (3.4) где - - коэффициент условий работы сваи, =1; R - расчетное сопротивление грунта под торцом сваи, кПа; А - площадь поперечного сечения сваи, м2; и - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;  - расчетное сопротивление  -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа; - толщина -гo слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, принимается  ; , -коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи.Расчётная схема к определению сопротивления висячей сваи по грунту приведена на рис. 3.1. Формула (3.4) используется также и для определения расчетного сопротивления буронабивных свай сплошного постоянного поперечного сечения. В этом случае и зависят от способа образования скважины и ствола сваи, а величина Rдля песчаных и крупнообломочных грунтов определяется расчетом по СНиП [10, с.11].Силу расчетного сопротивления свай по грунту определяют по зависимости  (3.5)где  - коэффициент надежности.Для дальнейших расчетов принимается наименьшее сопротивление сваи, определенное по формулам (3.2) и (3.5).  Рис. 3.1 Схема к определению несущей способности сваи 3.3 Конструирование свайного фундамента 3.3.1 Определение количества свай в ростверке Количество свай определяется по формуле  , (3.6)где  - расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН; - расчетный вес ростверка и грунта, кН;  - расчетное сопротивление сваи, кН; - коэффициент, принимаемый 1.2, учитывающий влияние изгибающего момента на число свай.Для определения веса ростверка предварительно определяют его площадь  , (3.7)где N0I- суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента;  -средний удельный вес материала и грунта, принимаемый 20кН/м3; - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1;d- глубина заложения ростверка;  - среднее давление на основание под ростверком, определяемое по зависимости , (3.8)Тогда ориентировочный вес ростверка и грунта определяется по формуле [4, с.146]  , (3.9)Это значение  подставляется в формулу (3.6).3.3.2 Размещение свай и определение размеров ростверка В прямоугольных ростверках под колонны сваи размещаются в рядовом и шахматном порядке. Расстояние между осями свай в плане принимается не менее 3d (d - размер поперечного сечения сваи). Расстояние от наружной грани сваи до края ростверка (свес) принимается не менее 5... 10 см. Размеры ростверка в плане рекомендуется принимать кратным 0,3 м, а по высоте - 0,15м. Сваи заделываются в ростверк на глубину не менее 100 мм. Конструирование стаканной части ростверка выполняется так же, как и для обычных монолитных фундаментов мелкого заложения. Расчет ростверка по прочности производится на этапе расчета эффективного типа фундамента.
 , (3.10)где  - расчетная вертикальная нагрузка, кН; - вес ростверка и грунта на его уступках, кН; - количество свай;М01-расчетный изгибающий момент, действующий на фундамент в плоскости подошвы ростверка  ; - расстояние от центра тяжести площади сечения всех свай до оси рассматриваемой сваи, м; - сумма квадратов расстояний от центра тяжести всех свай до оси каждой сваи, м.Для внецентренно нагруженного свайного фундамента должно соблюдаться условие  (3.11)Если условие (3.11) не соблюдается, то увеличивают количество свай в кусте, либо увеличивают расстояние между ними. Недогрузка свай не должна превышать 5%. Для кратковременных и особых нагрузок допускается перегрузка сваи до 20%. Если  , то свая проверяется на выдергивание по условию , (3.12)где  - сопротивление сваи на выдергивание [4, с.134].
Осадка свайного фундамента определяется одним из методов механики грунтов как для условного фундамента на естественном основании. Границы условного фундамента определяются следующим образом (рис. 3.2): - сверху - поверхностью планировки грунта; - снизу - плоскостью на уровне нижних концов свай; - с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних свай на величину  .Величина  определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями , (3.13)где  и  - соответственно углы внутреннего трения (для расчетов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта, пройденных сваями от подошвы ростверка.В собственный вес условного фундамента при определении осадки включаются вес свай NCBи ростверка  , а также вес грунта  в объеме условного фундамента.Размеры подошвы условного фундамента определяют по выражениям  (3.14) (3.15)где b, а - размеры в пределах внешних граней крайних свай, м; l - глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка, м. Определяется площадь подошвы условного фундамента Ау=bу ау ,(3.16) Производится проверка условия  , (3.17)где  - расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН; - вес ростверка и свай;  - вес грунта в пределах условного фундамента АВСД; - расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента АВСД, определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 [3, с.50] для размеров  .Если условие (3.17) не соблюдается, то можно увеличить расстояние между сваями или применить сваи большей длины.  Рис. 3.2 - Схема к расчету осадки свайного фундамента 5. Устройство оснований н фундаментов В пояснительной записке к работе необходимо указать способы производства работ по устройству котлована и фундаментов. При этом необходимо указать меры, направленные на сохранение грунтов основания в естественном состоянии. Необходимо также изложить мероприятия по защите подвала от сырости и подземных вод. Приложение А (обязательное) Задание на проектирование
Примечание. Для ленточных фундаментов нормативная нагрузка принимается на один погонный метр Таблица А.2 - Физико-механические характеристики грунтов
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кН определяется по формуле
, 
,
