Проверка прочности основания куста свай

Свайный фундамент с висячими сваями передаёт все нагрузки на основание, расположенное на уровне острия свай. Удовлетворение условий (3.8) и (3.9) для каждой в отдельности сваи еще не означает, что основание свайного фундамента в целом на уровне концов свай будет работать надежно. За счёт сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом в передачи нагрузок на основание участвует грунт, окружающий сваи. При этом сваи вместе с окружающим грунтом образуют условный сплошной фундамент.

Границы условного сплошного фундамента определяют следующим образом (рисунок 3.5):

а) снизу – плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай;

б) с боков – вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h∙tg(j /4), но не более двух диаметров или меньших сторон поперечного сечения сваи в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести J_L > 0,6;

в) сверху – поверхностью планировки грунта.

Рисунок 3.5 – К определению границы условного фундамента

Значение j_II,mt – осреднённое расчётное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле

j_II,mt = , (3.10)

где j_II,i – расчётные значения углов внутреннего трения грунта по второй группе предельных состояний в пределах слоёв h _i;

h _i – глубина погружения сваи в грунт, считают от подошвы ростверка:

. (3.11)

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объёме условного фундамента.

Найдя размеры подошвы условного фундамента АБВГ, включающего в себя грунт, сваи и ростверк, а также глубину его заложения d_усл определяют для центрально загруженного фундамента среднюю интенсивность давления по подошве условного фундамента:

P = £ R_усл.. (3.12)

Для внецентренно загруженного фундамента

P_min/max = £ 1,2R_усл , (3.13)

где F_VOII, G_р , G_гр – нагрузка по обрезу фундамента вес ростверка и грунта на его уступах в пределах условного фундамента, соответственно, кН;

a_усл, b_усл – длина и ширина подошвы условного фундамента соответственно:

a_yсл = a₁ + 2∙h∙tg(j _II,mt/4); b_yсл = b₁ + 2∙h∙tg(j _IImt/4); (3.14)

М – расчетный момент, действующий на уровне нижних концов свай, т.е. по подошве условного свайного фундамента:

М = М_ОII + F _hОII, ·d_усл.;

W – момент сопротивления подошвы условного свайного фундамента, м³;

R_усл – расчётное сопротивление грунта в плоскости подошвы условного фундамента [1, формула (7)], кПа.

Если условия (3.12) или (3.13) не выполняются, то необходимо либо увеличить количество свай, либо изменить расстояние между сваями, либо изменить размеры свай.

Пример 5 – Чтобы начать рассчитывать, строим условный свайный фундамент (рисунок 3.6).

Рисунок 3.6 – К расчету условного свайного фундамента (пример при первых двух слабых слоев)

Определяем ширину условного фундамента:

;

.

Объем условного фундамента AБВГ

Площадь условного фундамента:

Объем ростверка и подколонника

.

Объем свай

Объем грунта в пределах условного фундамента:

.

Вес грунта в объеме условного фундамента

G_гр = g^′_II∙V_гр = 15,8∙16,287 = 257,4 кН.

Вес свай и ростверка:

G_св = V_св ∙ g_б = 3,564∙24 = 85,54 кН;

G_р = V_р ∙ g_б = 1,709∙24 = 41,02 кН.

Вертикальная составляющая нормальных сил на уровне нижних концов свай

N = F_VOII + G_р + G_св + G_гр = 578,9 + 41,02 + 85,54 + 257,4 = 962,86 кН.

Момент на уровне нижних концов свай

Р_mах = 491,3 + 228,4 = 719,7 кПа; P_min = 491,3 – 228,4 = 262,9 кПа.

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

Р_ср = 491,3 кПа < R = 661,7 кПа;

Р_max = 719,7 кПа < 1,2·R = 1,2·661,7 = 794 кПа;

P_min = 262,9 кПа > 0.

Все условия соблюдаются.

Пример 6 – Рассчитываем осадку методом послойного суммирования (в соответствии с [5, п.4.4]) по формуле

(3.15)

где b – коэффициент, корректирующий упрощённую схему расчёта, равный 0,8;

h_i – толщина i-го слоя грунта, м;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта, кПа;

n – число слоёв, на которые распределена по глубине сжимающая толща;

s – среднее дополнительное (к бытовому) напряжение в i-ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i-го слоя:

s = . (3.16)

Величина осадки фундамента S не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения, определяемой по [7] или таблице А.5.

Грунтовые условия строительной площадки и физико–механических характеристик грунтов даны на рисунке 3.6.

Размеры условного свайного фундамента в плане следующие: b_услхℓ_усл =1,4х1,4 м;

среднее давление под подошвой условного свайного фундамента Р_ср = 491,3 кПа.

Построим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта в пределах глубины (4-6)∙b_усл = (4-6)∙1,4 = 5,6-8,4 м ниже подошвы фундамента.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного

– на глубине z:

или

– по подошве насыпного грунта

;

– по подошве первого слоя

;

– по подошве условного фундамента

;

– по подошве второго слоя, на границе водоупора

;

Так как ниже залегает глина полутвердая, которая является водоупором, то необходимо учесть давление столба воды на глину

– по подошве третьего слоя

;

Далее определяют дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в группе под подошвой фундамента по формуле

.

Толщу грунта мощностью от 5,6 до 4 м ниже подошвы фундамента разбиваем на слои :

.

Далее строим эпюру дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в группе по формуле

,

где α – коэффициент, определяемый из [3, таблица 20], в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины

Чтобы избежать интерполяции, назначим ξ = 0,8. Расчет будем вести в табличной форме (таблица 3.1) в соответствии с рисунком 3.7.

Рисунок 3.7 – К определению сжимаемой толщи

Таблица 3.1 – Определение осадки свайного фундамента

Согласно рисунку 3.7, сжимаемая толща определилась в третьем слое, где соблюдается выполнение условия 0,2σ _zq = σ _zp. Сжимаемая толща Н_с = 2,5 м.

S = 0,013+0,0093+0,0053+0,0031+0,0020 = 0,0327 м.

S < S_u = 3,27 < 8 см.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: