4.3 Проверка прочности основания куста свай.

Удовлетворение условия (19), для каждой сваи не означает, что основание свай будет работать надежно. С цель проверки прочности основания свайный фундамент рассматривают как условный массивный фундамент.

Для центрально-загруженного фундамента:

(20)

a_усл, b_усл - соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента,

(21)

R_усл - расчётное сопротивление грунта в плоскости подошвы условного фундамента, кПа.

Если условия (20) не выполняются, то необходимо либо увеличить количество свай, либо изменить расстояние между сваями, либо изменить размеры свай, или же увеличить глубину погружения свай.

Определяем ширину условного фундамента:

(22)

(23)

Объем условного фундамента AБВГ:

(24)

Объем ростверка и части подвала:

Объем свай:

Объем грунта в пределах условного фундамента:

(25)

Вес грунта в объеме условного фундамента:

(26)

где -средний удельный вес грунтов, лежащих выше уровня подошвы:

Вес свай, ростверка и ФБС блоков:

(27)

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

(28)

(29)

Рисунок 7-К расчёту условного свайного фундамента.

Расчетное давление на грунт основания условного свайного фундамента в уровне его подошвы, при котором еще возможен расчет оснований по II группе предельных состояний:

(30)

_С1 = 1,2; _С2 = 1.

При =16,6⁰ M_γ = 0,38; M_q = 2,52; M_с = 5,09; С_n = 47,2 кПа.

P=319,86 кПа<R_усл=340,12 кПа

Условия выполняется.

5. Технико–экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран фундамент мелкого заложения. Это связано с тем, что проектирование фундамента мелкого заложения является экономически и технологически выгодным ,т.к. при возведении свайного фундамента материалоёмкость больше и необходимо задействовать большее количество технических средств.

6. Расчет оснований по деформациям

Задача расчета по деформациям состоит в том, чтобы не допустить такие деформации основания, при которых нарушается нормальная эксплуатация надземных конструкций. Основное условие расчета определяется выражением:

S£S_u , (31)

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u – предельное допустимое значение деформации основания.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (32)

где b=0,8 – безразмерный коэффициент;

s_{zp, i} – среднее напряжение в i-ом слое;

h_i – толщина i-го слоя;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине Z=H_c от подошвы фундамента, где выполняется условие

s_zp=0,2s_zq (33)

Вертикальные природные напряжения s_zq на некоторой глубине Z от поверхности грунта определяют по формуле

, (34)

где g_i – удельный вес грунта i-го слоя;

h_i – толщина i-го грунта;

n – число слоев грунта в пределах глубины Z. Удельный вес грунтов залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды, т.е.

Дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле

s_zp=a×P₀ , (35)

где Р₀=Р_ср-s_zg,0 – дополнительное вертикальное давление на основание;

Р_ср – среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

a - коэффициент, учитывающий уменьшение дополнительных напряжений по глубине.