Определение конечных деформаций основания свайного фундамента. Окончательный выбор параметров свайного фундамента.

Наряду с расчетом по несущей способности свайные фундаменты из висячих свай рассчитывают по второй группе предельных состояний, т.е. по деформациям.

Сложность определения осадок свайных фундаментов связана с тем, что они передают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай. В связи с этим при расчете осадок принимаются упрощающие допущения – свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании. Это означает, что сваи, грунт межсвайного пространства, а также некоторый объем грунта, примыкающего к наружным сторонам свайного фундамента, рассматриваются как единый массив.

 

Рисунок 6.12: Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний

 

Первоначально определяют среднее давление, передаваемое на грунт в плоскости нижних концов свай по площади, через которую это давление передается на основание. Эта площадь называется площадью условного фундамента. Тогда среднее давление по подошве условного фундамента можно определить по формуле:

, (6.32)

где N_II – нормативная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

G_уф – вес ростверка, свай и грунта в пределах объема условного фундамента, кН;

l_уф, b_уф – ширина и длина подошвы условного фундамента, м.

 

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включаются вес свай и ростверка а также вес грунта в объеме условного фундамента (без вычета объема свай).

Границы условного фундамента определяются следующим образом:

* снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай;

* сверху – поверхность планировки грунта;

* с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии c = h ´tg(j_mt /4), а при наличии наклонных свай – проходящих через нижние концы этих свай, где j_mt – средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунта в пределах длины сваи, определяемое по формуле:

, (6.33)

где h=h₁+h₂+…+h_n – глубина погружения сваи в грунт, считая от подошвы ростверка (или подошвы растительного слоя), м.

 

Размеры подошвы условного фундамента при определении его границ по этим правилам, находим по формулам (для ленточного свайного фундамента на длине l_y =1м):

b_y=a_b(m_b-1)+d+2c (6.34)

l_y=a_l(m_l-1)+d+2c, (6.35)

где a_b и a_l – расстояния между осями свай соответственно по поперечным и продольным осям, м;

m_b и m_l – количество рядов свай по ширине и длине фундамента;

d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи, м.

 

Значение p_II не должно превышать расчетного сопротивления на грунт основания R для условного фундамента, т.е. должно выполняться условие

p_II £ R,

Если данное условие не выполняется, то увеличивают количество свай, изменяют расстояние между сваями или изменяют размеры свай.

 

Осадку свайного фундамента определяем как для условного фундамента на естественном основании по указаниям п.6.2.5.1.

 

Обязательным контролем расчета по второму предельному состоянию являются условия:

S < [S]_u

DS/L < [DS/L]_u

 

7. Технико-экономическое сравнение вариантов

При реальном проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений приходится учитывать много факторов, влияющих на выбор проектного решения, и разрабатывать несколько (не менее трех) вариантов.

Следует иметь в виду, что выполнение оценок целесообразности того или иного типа фундаментов следует производить, как правило, для здания и сооружения в целом. Нельзя судить о преимуществе конструкции фундамента, например, по анализу технико-экономических показателей, полученных для одного фундамента, так как оптимальное решение для этого фундамента может не отражать оптимальность решения различных фундаментов, имеющихся в здании.

Однако, только в рамках курсового проекта, для предварительной оценки технико-экономических показателей фундаментов различных видов в Таблица 7.1 приведены удельные показатели стоимости и трудоемкости основных видов работ при устройстве фундаментов.

Таблица 7.1

Удельные показатели стоимости (в ценах 1985г) и трудоемкости основных видов работ при устройстве фундаментов

Наименование работ	Стоимость, руб	Трудоемкость, чел.-дни
Разработка грунтов глубиной до 3м: песчаных глинистых влажных	1,8 2,0 2,3	0,23 0,28 0,32
Устройство подготовки под фундаменты: песчаной щебеночно-гравийной бетонной	4,8 11,5 23,7	0,11 0,13 0,58
Устройство монолитных железобетонных фундаментов и ростверков из бетона марки М200: столбчатых ленточных	29,6 26,1	0,72 0,38
Устройство сборных железобетонных фундаментов из бетона марки М200	59,2	0,55
Устройство ленточных фундаментов и стен подвалов из сборных бетонных блоков марки М100		0,42
Погружение железобетонных свай из бетона марки М300 в грунты I группы: длиной до 12м длиной до 16м составных длиной до 20м	85,2 93,8 105,3	1,05 1,68 1,6
Погружение железобетонных свай из бетона марки М300 в грунты II группы: длиной до 12м длиной до 16м составных длиной до 20м	90,3 103,7 111,2	1,05 1,68 1,6
Бурение лидерных скважин в грунтах: I группы II группы	1,85 2,15	0,09 0,11
Устройство буронабивных железобетонных свай из бетона марки М200 без уширения диаметром мм: £630 £720 £820 £1020	58,3/90,8 54/84,8 53,7/82,4 50/74,3	1,32/1,97 1,02/1,41 0,91/1,25 0,76/1,04
Устройство буронабивных железобетонных свай из бетона марки М200 с уширением	87,6/125,8	2,36/2,56
Устройство набивных свай из бетона марки М200 с уплотнением скважин (в деле): пробивкой вытрамбовыванием	45,0 37,2	1,12 1,32

Примечания:

1. Показатели по всем видам работ (за исключением бурения лидерных скважин) даны на 1м³, а по бурению лидерных скважин – на 1м.

2. Над чертой даны значения для связных грунтов, под чертой – для несвязных.

3. Показатели по земляным работам учитывают транспортировку, обратную засыпку и уплотнение грунта.

4. Затраты труда даны только для строительной площадки.

 

 

Для оценки технико-экономических показателей в курсовом проекте необходимо начертить в пояснительной записке два варианта запроектированных фундаментов, дать подсчет объема основных работ и материалов, распространив каждую конструкцию фундамента на все здание. Затем рассчитать стоимость и трудоемкость каждого фундамента (по форме Таблица 7.2), проанализировать технологичность каждого фундамента в конкретном случае, используемые механизмы и др. Дать технико-экономическое сравнение двух вариантов и рекомендовать один из фундаментов для конкретного применении в данном здании при данных грунтовых условиях.

Таблица 7.2

Определение технико-экономических показателей свайного фундамента (на естественном основании)

№ п/п	Наименование работ	Коли-чество , м^3	Стоимость, руб	Трудоемкость, чел.-дни
на един.	всего	на един.	всего
	Разработка глинистых грунтов		2,0		0,28	16,24