Проектирование варианта фундамента на сваях.

В курсовом проекте рассматривается устройство свайного фундамента из забивных призматических свай.

Выбор глубины заложения и глубины свай.

Определим необходимую глубину заложении ростверка:

– по инженерно – геологическим условиям:

d_n=h_сл+0.5=3,5+0,5=4 м

–по гидрологическими условиями

d_n=h_разм+1.5=1,0+1,5=2,5м

принимаем для дальнейших расчётов глубину заложения ростверка от поверхности дна d_n=4 м,

высота ростверка м.

Минимальные размеры подошвы ростверка в плане b = 3,6 м, l = 7,6м.

Анализ инженерно – геологического разреза площадки строительства показывает, что сваи могут быть погружены в ИГЭ-3 делювиальную глину(I_l=-0,484). сваи будут работать как висячие. Назначаем длину и составляем расчётную схему сваи:

м– глубина заделки в ростверк;

м – мощность прорезанных слоёв;

– величина заглубления в несущий грунт;

м.

Принимаем сваю марки С–7–30 длиной 7м, сечением см, изготовляемой из бетона класса В15 и арматуры класса A –II: 4 стержня диаметром 12 мм.

Определение несущей способности одиночной сваи.

Несущая способность сваи по сопротивлению грунта.

=1∙(10366∙1∙0,3²+1,2∙(1∙2∙24+1∙2∙28+1∙2∙30+1∙1,05∙64)=1210,38кн

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю по сопротивлению грунта основания:

=1210,38/1,4=864,56кН

Несущая способность по материалу сваи:

F_dm = 1(1185000.09 + 12500000.0001134 ) = 878,04 кН кН

Требуемое количество свай:

– расчётная нагрузка, передаваемая на обрез ростверка опорой.

шт.

Принимаю 18 штук. 3 ряда по 6 штук

G_рост=7,6∙3,6∙3,5∙25=2377,57кН

G_гр=(7,6∙3,6-6,63∙3,13)∙0,5∙8,66=27,79кН

G_св=18· 25·0,3∙0,3(7-0,6) =259,2кН

Определение расчётных нагрузок.

Расчётные нагрузки, действующие в уровне подошвы ростверка:

- вертикальная составляющая:

кН;

-горизонтальная составляющая вдоль моста:

кН;

- определяющий момент внешних сил, действующих вдоль моста:

кНм;

-горизонтальная составляющая и момент поперёк моста:

кН;

кНм;

Расчётная нагрузка, передаваемая на крайние сваи:

- при действии нагрузки вдоль моста (относительно оси Х):

кН;

кН;т.к. условие не выполняется примем количество свай n=24 шт. G_св=345,6; ; ;

;

кН;

при действии нагрузки поперёк моста:

кН;

кН;

В обоих случаях условия выполняются.

Проверяем несущую способность и деформативность основания свайного фундамента как условного массивного.

Для этого определяем размеры и давление от веса условного фундамента при расчёте по первой группе предельных состояний.

φmt=∑φi∙hi/d=(16,82∙5,35+16,58∙1,05)/6,4=16,78

ά= φmt/4=4,2

а=3,30+2∙6,4∙tg4,2=4,24 м

b=7,3+2∙6,4∙tg4,2=8,24 м

Aс=ab=34,88м2

Vгр= Ac∙d-Vсв.-Vроств.

Vгр=34,88∙9,9-0,3∙0,3∙6,4∙24-3,6∙7,6∙3,5=235,76м3

γmt=(10,7∙8,9+19∙1,0)/(8,8+1)=11,55кН/м3

Gгр= γmt ∙Vгр кН

Gгр=11,55∙235,76=2722,3кН

Gрост+Gсв=2377,57+259,2=2636,76кН

Нормальная составляющая усилия условного фундамента на основание с учетом: веса грунтового массива,с заключенного в нем ростверком и свай.

H1у= кН;

Mс=0,7*1,2*520*9,1+1,5*0,5*(100*9,1+80*6,8)= 5065,38кн*м

Коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле:

C_b=Kd=3300,86*9,9=32678,5 кн/м3

Находим среднее и максимальное давление на грунт основания условного фундамента:

P=N_c/A_c=16036,62/34,88=459,75кПа

Pmax=N_c/A_c+6*a*(3Mc+2H1d)/(b(K/C_b*d4+3a3))=459,75+6*4,24*(3*5065,38+

+2*1252,35*9,9)/(8,24(3300,86/32678,5*9,9⁴+3*76,23))=562,73кПа

R0 принимаем по таблице 1 приложения 24:

R0=156кПа

R=1,7(R₀(1+K₁(b-2))+K₂Y(d-2))=1,7*(156(1+0,04(8,24-2))+2*20,8(9,9-2))=890,09кПа

Проверяем выполнение условий

P=459,75кПа<R/γn=890,09/1,4=635,77кПа

Pmax=562,73кПа< γc R/γn=1,2*890,09/1,4=762,93кПа

Расчет осадки свайного фундамента.

Для этого определяем размеры и давление от веса условного фундамента при расчёте по второй группе предельных состояний.

φmt=∑φii∙hi/d=(17,62∙5,35+17,25∙1,05)/6,4=17,56

ά= φmt/4=4,4

а=3,30+2∙6,4∙tg4,4=4,28 м

b=7,3+2∙6,4∙tg4,4=8,28 м

A_с=ab=35,48 м²

V_гр= A_c∙d-V_св.-V_роств.

Vгр=35,48∙9,9-0,3∙0,3∙6,4∙24-3,6∙7,6∙3,5=241,7м3

γmt=(10,7∙8,9+19∙1,0)/(8,8+1)=11,55кН/м3

G_гр= γmt ∙V_гр кН

G_гр=11,55∙241,7=2791,64кН

Gрост+Gсв=2377,57+259,2=2636,76кН

Нормальная и горизонтальная составляющие, опрокидывающий момент, действующие на условный фундамент,определяется при коэффиценте надежности = 1

H₂=1015,5кН;

M_с2=0,7*1*520*9,1+1*0,5*(100*9,1+80*6,8)=4039,4кн*м

Расчётное сопротивление основания условного фундамента из полутвердой глины для расчета по второй группе предельных состояний:

R=1,2*1,1*(0,40*1*4,28 *18,8+2,58*9,9*10,7+5,19*58)/1=727,8 кПа

Условия выполняются:

P=N_c/A_c=14269,9/35,48=402,2 кПа<R;

P_max=N_c/A_c+M_c/W_cx=402,2+4039,4*6/(4,28²*8,28)=562кПа<1,2R,

P_min=N_c/A_c-M_c/W_cx=402,2-4039,4*6/(4,28²*8,28)=242,4кПа>0.

Имеется значительный запас, полутвердая глина служит надежным основанием, поэтому расчет осадок условного фундамента допускается не выполнять.