- •Содержание
- •Введение
- •1. Исходные данные для выполнения расчетно-графической работы и практических заданий
- •1.1. Нагрузки, учитываемые при расчете фундамента
- •1.2. Исходные данные для студентов заочной формы обучения
- •Исходные данные
- •1.3. Исходные данные для студентов очной формы обучения
- •Исходные данные (геометрические размеры, нагрузки, коэффициенты)
- •Варианты геологических разрезов
- •2. Содержание расчетно-графической работы и практических занятий
- •3. Основные сведения о свайных фундаментах
- •Классификация свай
- •4. Анализ грунтовых условий строительной площадки
- •Разновидности крупнообломочных и песчаных грунтов
- •Разновидности песчаных грунтов по степени водонасыщения Sr
- •Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести il
- •Расчетные значения характеристик грунтов
- •5. Проектирование свайных фундаментов
- •5.1. Основные указания по расчету
- •5.2. Выбор материала ростверка, назначение его размеров и глубины заложения
- •5.3. Выбор глубины заложения свай
- •5.4. Определение несущей способности свай
- •5.4.1. Определение несущей способности железобетонной сваи по материалу
- •5.4.2. Определение несущей способности железобетонной сваи по грунтам основания
- •Расчетные сопротивления на боковой поверхности свай
- •Физико-механические характеристики грунтов, полученные в лабораторных условиях
- •Физико-механические характеристики грунта, полученные расчетом
- •5.5. Определение количества свай в ростверке
- •5.6. Расчет свайного фундамента по несущей способности
- •5.7. Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного
- •5.8. Расчет осадки свайного фундамента по II группе предельных состояний
- •Определение коэффициент
- •Физико-механические характеристики грунта к примеру 5.1
- •Результаты расчета к примеру 5.2
- •Литература
- •Михаил Степанович Плешко Основания и фундаменты транспортных сооружений. Свайные фундаменты: учеб. Пособие к выполнению практических занятий и расчетно-графической работы
5.7. Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного
Для данной проверки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящий из ростверка, свай и грунта, ограниченный контуром А-Б-В-Г
Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам:
;
,
где ас, bс – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента;
асп, bсп – соответственно длина и ширина свайного поля по наружным граням крайних свай, м;
d1 – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;
φmt – приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов, прорезанных сваями, определяемое о формуле
;
φI,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта толщиной hi; при этом ∑hi=di.
При наклонном расположении свай, если размеры условного фундамента определяются точками пересечения наклонных граней свай с плоскостью острия сваи (рис 5.4).
Проверка несущей способности основания условного фундамента заключается в том, чтобы среднее p и максимальное pмах давления на грунт в сечении А-Б (рис 5.4) по подошве условного фундамента удовлетворяли следующим условиям
; ,
где R – расчетное сопротивление грунта в уровне нижних концов свай, кПа
где R0 – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по табл. 5.9 - 5.11;
bс – ширина условного фундамента, м; при ширине более 6 м принимается bс = 6 м;
d – глубина условного фундамента, м;
I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать = 19,62 кН/м3 или определять по формуле (5.1);
k1, k2 – коэффициенты, принимаемые по табл. 5.12.
Таблица 5.9
Грунты |
Коэффициент пористости e |
Условное сопротивление R0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов основания, кПа, в зависимости от показателя текучести IL |
||||||
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
||
Супеси при Ip 5 |
0,5 |
343 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
0,7 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
− |
|
Суглинки при 10 Ip 15 |
0,5 |
392 |
343 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
0,7 |
343 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
|
1,0 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
− |
|
Глины при Ip 20 |
0,5 |
588 |
441 |
343 |
294 |
245 |
196 |
147 |
0,6 |
490 |
343 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
|
0,8 |
392 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
|
1,1 |
294 |
245 |
196 |
147 |
98 |
− |
− |
Примечания. 1. Для промежуточных значений IL и eR0 определяется по интерполяции. 2. При значениях числа пластичности Ip в пределах 5 - 10 и 15 - 20 следует принимать средние значения R0, приведенные в табл. 2.1 соответственно для супесей, суглинков и глин.
Таблица 5.10
Песчаные грунты и их влажность |
Условное сопротивление 0 песчаных грунтов средней плотности в основаниях, кПа |
Гравелистые и крупные независимо от их влажности |
343 |
Средней крупности:
|
294 245 |
Мелкие:
|
196 147 |
Пылеватые:
|
196 147 98 |
Примечание. Для плотных песков приведенные значения R0 следует увеличивать на 100%, если их плотность определена статическим зондированием, и на 60%, если их плотность определена по результатам лабораторных испытаний.
Таблица 5.11
Грунт |
Условное сопротивление R0 крупнообломочных грунтов в основаниях, кПа |
Галечниковый (щебенистый) из обломков пород:
|
1470 980 |
Гравийный (дресвяной) из обломков пород:
|
785 490 |
Примечание. Приведенные в табл. 5.8 условные сопротивления R0 даны для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем. Если в крупнообломочном грунте содержится свыше 40% глинистого заполнителя, то значения R0 для такого грунта должны приниматься по табл. 5.6 в зависимости от Ip, IL и e заполнителя.
Таблица 5.12
Грунт |
Коэффициенты |
|
k1, м-1 |
k2 |
|
Гравий, галька, песок гравелистый крупный и средней крупности |
0,10 |
3,0 |
Песок мелкий |
0,08 |
2,5 |
Песок пылеватый, супесь |
0,06 |
2,0 |
Суглинок и глина твердые и полутвердые |
0,04 |
2,0 |
Суглинок и глина тугопластичные и мягкопластичные |
0,02 |
1,5 |
γп – коэффициент надежности по назначению сооружения, γп = 1,4;
γс – коэффициент условий работы, с учетом рассматриваемых временных нагрузок принимается равным γс = 1,2;
ac –длина условного фундамента, м;
d1 – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;
Fhx – тормозная сила, кН (см. исходные данные);
Мс – момент тормозной силы в уровне подошвы ростверка, кНм
;
hp – высота ростверка, м;
Fhx, hp – приведены в исходных данных;
Nc – нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива А-Б-В-Г вместе с заключенными в нем ростверком и сваями по формуле
,
где NГР – нагрузка от веса грунта в пределах всего условного фундамента А-Б-В-Г, определяемая по формуле
;
ас, bc, hp – соответственно длина, ширина и высота ростверка, м.
γI – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, определяемое по формуле
(5.1)
где γIi – расчетный удельный вес отдельных геологических слоев грунта, лежащих выше подошвы условного фундамента, кН/м3;
hi – толщина слоев, м.
а) б)
Рис. 5.4. Схема условно массивного свайного фундамента:
а) при применении только вертикальных свай; б) при применении вертикальных и наклонных свай