Расчет свайного фундамента
Пример 10.
Запроектировать
фундамент для следующих исходных данных:
Район строительства – Барнаул. Сооружение
без подвала. Расчетная нагрузка по
первому предельному состоянию, собранная
до верхнего обреза фундамента, равна
кН; по второму предельному состоянию -
кН/м
Грунты основания:
I слой – супесь,
=150
кПа, мощностью 1,7 м, расчетная величина
удельного веса грунта
16 кН/м3
. II слой -тугопластичный суглинок,
254 кПа,IL
= 0,3 мощностью
5,0 м,
= 20 кН/м3
, удельный вес твердых частиц
= 26,8 кН/м3,
= 0,2 - естественная влажность,
- расчетное
значение угла внутреннего трения,
= 22,0 кПа -
расчетное значение удельного сцепления.
Прочностные характеристики
и
определены
по результатам непосредственных
испытаний грунта. III слой - песок средней
крупности, средней плотности, насыщенные
водой,
= 400 кПа. УГВ – 3 м.
Расчет свайного фундамента ведется в следующем порядке:
3.1 Определение глубины заложения подошвы ростверка
При выборе глубины заложения учитываются следующие факторы:
Инженерно-геологические условия площадки строительства:
в соответствии с
инженерно-геологическими условиями,
грунты пригодны в качестве основания
для ростверка (расчетное сопротивление
= 200 кПа),
начиная с глубины
= 1,7
м).
Особенности возводимого сооружения:
Глубина заложения
подошвы ростверка принимается равной
0,5 м, т.к. сооружение не имеет подвала,
=
0,5 м.
Климатические особенности:
Основным климатическим
фактором, влияющим на глубину заложения
ростверка, является промерзание грунтов.
Для определения возможности промерзания
грунтов под фундаментами необходимо,
прежде всего, знать нормативную глубину
промерзания
.
,
где
- безразмерный
коэффициент, равный сумме абсолютных
среднемесячных
отрицательных температур за зимний
период в районе строительства, принимаемый
по СНиП «Строительная климатология»:
для г. Барнаула
= 65,6;
- глубина
промерзания при
= 1, м: для
первого слоя - супесь
= 0,28 м.
= 2,27 м.
Принимаем глубину заложения фундамента равную 2,27 м. Для определения расчетной глубины промерзания воспользуемся формулой
,
где
- нормативная
глубина промерзания, м: 2,27 м;
- коэффициент,
учитывающий влияние теплового режима
сооружения на глубину промерзания
грунтов у фундаментов, принимаемый
по табл. 11,
= 1.0;
- коэффициент
условий промерзания грунта, учитывающий
изменчивость климата,
= 1.
м.
Окончательно
принимаем глубину заложения ростверка
2,27 м (
,
в зависимости
от нормативной глубины промерзания).
3.2 Выбор вида и материала свай
Выбор свай производится с учетом инженерно-геологических особенностей площадки строительства.
Рис. 3.1 Расчетная схема для определения длины сваи
Длина сваи (размер от подошвы ростверка до начала заострения) определяется глубиной залегания слоя хорошего грунта, в (рис. 3.1) который заглубляется нижний конец сваи на 2-3 м. При назначении длины сваи слабые грунты (насыпные, торф, грунты, находящиеся в рыхлом и текучем состоянии) необходимо прорезать и острие сваи заглублять в плотные грунты. При очень мощной толще слабых грунтов оставляют нижние концы свай в слабых грунтах. Минимальная длина сваи при центральной сжимающей нагрузке обычно принимается не менее 2,5 м, а при допол-нительном действии момента и горизонтальной нагрузки - не менее 4 м.
Длину сваи выбирают на основании технико-экономического сравнения вариантов по табл. 20.
Пример 10 (Продолжение)
Примем железобетонные забивные сваи квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. По характеру работы целесообразно принять сваю-стойку (нижний слой песчаник) (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 Расчетная схема
Длину сваи определим как
м.
Принимаем марку сваи С4,5-20 (табл. 20). Для получения необходимой длины часть сваи необходимо удалить. Основные характеристики свай приведены в табл. 18.
Таблица 18
|
Марка сваи |
Длина сваи |
Сечение сваи, см |
Марка бетона |
Масса сваи, т |
Продольная арматура А-I |
|
С4,5-20
|
4,5 |
20x20
|
В20
|
0,48
|
4 |
12