Расчет основания свайного фундамента по деформациям

 

Определяем границы условного фундамента (рисунок 10). Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяем по (формула 9.19, [6])

j _{II , mt} = = 29°, j _{I , mt} / 4 = 29 / 4 =7,25°.

Вычисляем размеры подошвы условного фундамента

b_y = 2,1 + 2×6× tg (7,25) = 3,62 м, l_y = 3 + 2×6× tg (7,25) = 4,52 м.

Определяем объем и вес супеси в составе условного фундамента

V _{суглинок} = b_y l_y ×(3,8+2,2) - V_f - 11×0,3×0,3×3,8 =

= 3,62×4,52×6 - 10,2 - 11×0,3×0,3×3,8 = 84,2 м³,

N _{суглинок II} = g _f × g _I ×× V _{суглинок} = 1×19×84,2 = 1600 кН.

Определяем объем и, с учетом взвешивающего веса воды, вес песка пылеватого в составе условного фундамента

V _глина = b_y l_y ×2,2 - 11×0,3×0,3×2,2 =

= 3,62×4,52×2,2 - 11×0,3×0,3×2,2 = 34 м³,

N _{глина II} = g _f × g _sb × V _глина = 1×9,99×34 = 340 кН

Находим максимальную нормальную составляющую давления условного фундамента на грунт основания

N_II = N_oII + N_pII + N _{суглинок II} + N _{глина II} + N_{sI I} ×11=

= 1200 + 279/1,1 + 1600 + 340 + 13,9×11/1,1 = 3533 кН.

Давление по подошве условного фундамента

р _II = = 216 кПа.

По (таблица 11, [6]) для глины определяем g _с1 = 1,2; g _с2 = 1 (сооружение в целом специально не приспособлено для восприятия усилий от деформаций основания).

k - коэффициент, принимаемый равным 1;

k_z - коэффициент, принимаемый при b _у = 3,62 м< 10 м равным 1.

M _g = 0,36, M_q = 2,43 и M _с = 4,99 - коэффициенты, принимаемые для j _II = 16 °по (таблица 12, [6]);

Под подошвой фундамента на глубину 3,8 м распространяется суглинок (рисунок 6). Т.к. 0,5 b = 0,5×3,62 = 1,81 м < 3,8 м, осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы, равно удельному весу глины с учетом взвешивающего действия воды g ₁₁ = 9,99 кН/м³.

Фундамент прорезает два слоя грунта – суглинок и глину (рисунок 10), поэтому осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, равно по (формула 2.25, [6])

= 16,6 кН/м³.

Удельное сцепление грунта (песка пылеватого) под подошвой фундамента с₁₁ = 43 кПа.

Глубина заложения фундамента опоры мостового перехода от уровня планировки d ₁ = 8,2 м.

Вычисляем расчетное сопротивление основания условного фундамента R с учетом взвешивающего действия воды

= 492 кПа.

Получили р _II = 216 кПа < R = 492 кПа. Условие расчета оснований фундаментов по второй группе предельных состояний (формула 4.4, [6]) выполняется.

Т.к. глубина заложения ростверка меньше 5 м второе слагаемое в формуле (6.2, [6]) не учитывается.

При ширине подошвы фундамента b £ 5 м и отсутствии в основании слоев грунта с Е < 5 МПа суммирование проводится до тех пор, пока s _{z р} не станет меньше 0,2× s _zg (см. п. 6.2, [6]).

Находим s _{zg , 0} = d_n = 16,4×8,2 = 134,5 кПа; h = l _у / b _у = 4,52/3,62 = 1,24;

 0,4× b _у = 0,4×3,62 = 1,44 м. Разбиваем основание на слои толщиной 1,44 м (не более 0,4× b).

Вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента s _zp и s _{z у} определяем по (формулы 6.3 и 6.4, [6])

s _zp = a × p_II и s _{z g} = a × s _{zg ,0}.

Коэффициент a находим интерполяцией по (таблица 16, [6]), в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента h и относительной глубины, равной x =2 z / b.

Вычисление осадки сведены в таблицу 5. Жирным курсивом в нижней строке таблице показаны параметры, определившие границу сжимаемой толщи.

Расчетная схема для определения осадки фундамента показана на рисунке 11.

 

 

Таблица 3

 

№ игэ	z, м	x	a	h, м	s zp, кПа	s z g, кПа	g 11, кН/м3	s zg, кПа	0,2 s zg, кПа	кПа	кПа	Е, кПа	м
3	0	0	1,000		211	126,5		126,5	25,3	84,5
	1,44	0,8	0,831	1,41	175	105	9,99	141	28,1	70	77,3	14000	0,0078
	2,88	1,6	0,503	1,41	106,1	63,6	9,99	155	31	42,5	56,3	14000	0,0057
	4,32	2,46	0,353	0,98	74,4	44,6	9,99	164	32,9	29,8	36,2	14000	0,0025
4				h w	6 м	g w	10	224	44,9
	5,76	3,27	0,301	0,43	63,5	38,1	19,1	232,5	46,5	25,4	27,6	18000	0,0006
	7,2	4,0	0,193	1,41	40,6	24,4	19,1	259	51,9	16,2	20,8	18000	0,0016
												S	0,0182

 

 

Осадка фундамента равна S = 0,8×0,0182 = 0,015 м.

Получили S = 0,015 м< S_u = 0,1 м. Условие расчета оснований фундаментов по второй группе предельных состояний (формула 4.3, [6]) выполняется.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

2. СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М.: ФГУП ЦПП, 2005.

3. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. М.: ФГУП ЦПП, 2004.

4. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы. - М.: Стройиздат, 1991.

5. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. - М.: Высш. шк., 1990.

6. Основания и фундаменты в дорожном строительстве: Учебное пособие / Г.Н. Голубь, Д.С. Дехтерев, С.А. Тумаков, А.А. Шмидт. – Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007.

7. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83) / НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1986.

8. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. - М.: ГУП "НИИЖБ", ФГУП ЦПП, 2004.

 

 

 

Рисунок П1. Опалубочный чертеж сваи.

 

 

 

Рисунок П2. Армирование свай по серии 1.011.1.