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 свайный фундамент . Так как два верхних слоя по своим физико-прочностным характеристикам не могут служить надёжным основанием под фундамент.

Как при производстве работ по возведению свайного фундамента, так и при уплотнении грунта грунтовыми сваями необходимо задействовать большее количество технических средств, а следовательно и материальных на их обслуживание. Свайные фундаменты устраиваются под отдельные элементы конструкций, а в пролётах, между кустами свай, может устанавливаться оборудование большой массы, и если не устранены просадочные свойства грунта основания, могут появиться значительные деформации в результате осадки, необходимо будет предусматривать дополнительные мероприятия по улучшению прочностных свойств грунта. Либо можно запроектировать забивку свай под всей площадью здания т.е свайное поле, в этом случае для уплотнение грунта грунтовыми сваями, необходимо их значительное количество, поэтому наиболее выгодно применить меньшее количество свай, но длиннее. Также уплотнение грунта с помощью грунтовых свай применяется очень редко. Поэтому принимаем свайный фундамент.

6 . Расчет тела сваи

6.1 Проверка прочности сваи при эксплуатационных нагрузках.

Несущая способность висячей железобетонной сваи от эксплуатационных нагрузок может быть определена по формуле:

N^сеч = R_b A + R_s A_s. (6.1)

В соответствии с принятыми выше сечении бетона А = 30х30=900см²,

сечение рабочей арматуры (4Ǿ18 АШ) с А_s =10,18 см².

Коэффициент m_б1= 0,85. Полная расчетная нагрузка на одну сваю P_св=292,08кН. Для сваи используется бетон класса В15 с R_b = 8,5 МПа и арматура класса АШ с R_s= 365 МПа.

N^сеч = 0,075∙900+36,5∙10,18=439,07 кН. (6.2.)

Полная расчетная нагрузка на одну сваю Р_св = 292,08кН<N^сеч=439,07кН, значит прочность сваи обеспечена.

6.2 Проверка прочности на усилия, возникающие при подъеме.

При переводе из горизонтального в вертикальное положение свая работает на изгиб. Расчетная схема для этого случая приведена на рисунке.

Рисунок 6.1 Схема работы и расчетная схема сваи при монтаже.

Нагрузка от веса 1 м длины сваи:

q_св = 0,3∙ 0,3∙ 25 = 2.25 кН, (6.3)

а с учетом коэффициента динамичности:

q_св = 2.25 ∙ 1,5 = 3.375 кН (6.4)

Изгибающий момент при подъеме сваи за верхний оголовок:

(6.5)

Определим площадь сечения рабочей арматуры:

ξ_υ= (6.6)

υ=1 - 0,5·ξ = 1 – 0,5·0,169 = 0,42 (6.7)

(6.8)

Принимаем 2 стержня диаметром 18 мм, класс арматуры А-Ш с А_S =5,09 см², что соответствует поставленной арматуре.

Проверяем прочность наклонного сечения при изгибе.

поперечная сила:

Q =0,5∙q_св∙ℓ = 0,5∙3,375∙8 = 13,5 kH. (6.9)

Сжимающие усилия, воспринимаемые бетоном,

Q ≤ φ_b3· (1+φ_n)·R_bt·b·h₀; (6.10)

Так как продольных сил в элементе нет φ_n=0, φ_b3=0,6 (для тяжелого бетона), то:

Q = 13,5 < 0,6·900·0,3·0,365 = 59,13 kH,

следовательно, прочность наклонного сечения обеспечена, поперечные стержни при работе на изгиб по расчету не нужны.

Рисунок 6.2 Армирование сваи