Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка

 

Тип свайного фундамента выбирается в зависимости от особенностей конструктивных решений надфундаментных конструкций, характера передачи нагрузки на фундаменты. В нашем случае применяем как вариант фундамента Ф1 Ленточный свайный фундамент состоящий из из свай располагаемых в два ряда и безбалочного мнолитного ростверка, а для фундамента Ф3применяем вариант свайного фундамента под колонны каркасных зданий, состоящие из группы свай и ростверка.

Нормативная глубина промерзания грунта равна = 2.0 м;

Принимаем глубину заложения монолитного ростверка Ф1 по конструктивным соображениям. Для стен подвала толщиной 600 мм принимаем ширину ростверка 900 мм высоту с учетом заделки свай в ростверк 450мм. Глубину заложения монолитного ростверка принимаем -3.4 м.

Выбираем тип сваи, в данных грунтах свая будет работать как висячая. Марка сваи выбирается по её длине, определяемой по формуле

 

 

Выбираем марку сваи

l = 0.1 + 1.0 + 6.40 = 7.5 м. По сортаменту выбираем С8-30 длиной 8м, сечением 300х300мм, марка бетона М250, Вес сваи 1.83т., арматура 4Ø12 А-I

 

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю.

 

Несущая способность висячей свай определяется по формуле:

 

 

Где , , – коэффициенты условий работы,

– расчетные сопротивления грунта соответственно под нижнем концом сваи и на боковой поверхности сваи;

Расчет свайных фундаментов и свай по несущей способности грунтов производится исходя из условия:

 

 

Где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю от внешних нагрузок;

Р – расчетная нагрузка допускаемая на сваю;

– коэффициент надежности (;

U – наружный периметр сваи u = 4*0.3=1.2м.

Определим несущую способность свай :

Из таблицы 3 СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты” находим

 

= = = 1.0, A= 0.3x0.3=0.09 м2,

Расчетное сопротивление грунта на отметке нижнего конца сваи, распо- ложенного на глубине 3.4+7.9=11.3м согласно СНиП 2.02.03-85 R=400 кПа.

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

Для песка мелкого: = 0.8/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

 

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

 

Для песка средней плотности: = 1.3/2+7.2= 7.85 м; 62 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

 

В результате для фундамента Ф1:

 

 

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

 

 

Определение количества свай в свайном фундаменте рассчитываем по предельному состоянию первой группы. Для этого нагрузки и воздействия можно определить путем умножения нормативных на коэффициент 1.2. При определении размеров ростверка расстояние между осями свай принимается минимальным 3d сваи. Где d размер поперечного сечения сваи.

Определение количества свай в фундаменте Ф1:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

– 150 кН; – 24 кН×м;

=1.2 х 150= 180 кН;

= 1.2 =1.2 х 24 = 28.8 кН×м;

 

Количество свай в свайном фундаменте определяется следующим образом:

а) Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

 

 

б) Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

 

 

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

 

G_р,гр = 1,1×А_р×g_m×d_p = 1,1×0.7×20×0,6 = 9.24 кН.

 

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

 

 

Принимаем 1 сваю.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3×d, т.е. равным 0,9 м.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения 700х600(h) мм;

Для фундамента Ф3:

Расчетное сопротивление грунта на отметке нижнего конца сваи, распо- ложенного на глубине 4.3+7.9=12.2 м согласно СНиП 2.02.03-85 R=400 кПа.

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

 

Для песка мелкого: = 0.9/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

 

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

 

Для песка средней плотности: = 1.3/2+7.2= 7.85 м; 62 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

 

В результате для фундамента Ф3:

 

 

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

 

 

Определение количества свай в фундаменте Ф3:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

 

=1.2 х 3400 = 4080 кН;

 

Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

 

Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

 

 

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

 

G_р,гр = 1,1×А_р×g_m×d_p = 1,1×16.17×20×1,6 = 569.2 кН.

 

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

 

 

Принимаем 22 сваи.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3×d, т.е. равным 0,9 м.

 

Проверяем усилия в крайних рядах свай.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения подколонника 900х900 мм; размеры плиты ростверка: в направлении оси x, y = 0.9+0.3+0.1х2=1.4 м

Принимаем ростверк с размерами плиты 4.2 х 4.2 м. Высота плиты 600мм, размеры подколонника 1260х1460, глубина стакана 950мм.

Вес ростверка и грунта на его уступах:

 

= 0.6 х 4.2 х 4.2 + 1.26 х 1.46 х 1.15 = 12.7 м3

= 4.2 х 4.2 х 1.75 – 6.87 = 18.17 м3

= 1.1 (12.7 х 22 + 18.17 х 18) =667.11 кН.

 

Определим фактическую нагрузку на крайнюю сваю и проверим условия:

 

 

Условие:

 

Р = кПа £ кПа

P_max = кПа £ 1,2 * = 277.3 кПа

P_min = кПа > 0

 

Выполняется.