Определение нагрузки на максимально и минимально нагруженные сваи

Расчетная нагрузка на вертикальную сваю определяется по формуле:

N_max,min=N/n ± (M_ox^p*y)/Σy_i² ± (M_oy^p*x)/Σx_i², (36)

где N – расчетная сжимающая сила,

M_ox^p, M_oy^p – расчетные изгибающие моменты, относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n– число свай в фундаменте;

x_i, y_i– расстояния от главных осей до оси каждой сваи,

x, y– расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка,

(37)

 

 

Лист

Для фундамента Ф-1:

Рис.39.Нагружение свай Ф-1.

 

N_max=1181,4 /5 + ((59,12 + 8,64 * 1,2 + 163,32 * 0,65)*0,85)/(0,85²)*4=

=287,9 кН;

N_min=1181,4 /5 - ((59,12 + 8,64 * 1,2 + 163,32 * 0,65)*0,85)/(0,85²)*4=

=182,62 кН

284,8 кН.

Проверка выполнения условий: 284,8 кН< 287,9 кН;

182,62 кН>0.

Условие не выполняется.

Увеличиваем количество свай до 6:

Рис.39.Расположение свай для Ф-1 и Ф-4.

 

N_max=1181,4 /6 + ((59,12 + 8,64 * 1,2 + 163,32 * 0,65)*0,9)/(0,9²)*4=

=245,7 кН;

Лист

N_min=1181,4 /6 - ((59,12 + 8,64 * 1,2 + 163,32 * 0,65)*0,9)/(0,9²)*4=

=148,1 кН

Проверка выполнения условий: 284,8 кН> 245,7 кН;

148,1 кН>0.

Условия выполняются.

Для фундамента Ф-4:

N_max=1279,8 /5 + ((59,12 + 8,64 * 1,2)*0,85)/(0,85²)*4+

+((248,88*0,35))*0,85/(0,85²)*4 =302 кН;

N_min=1279,8 /5 -((59,12 + 8,64 * 1,2)*0,85)/(0,85²)*4-

-((248,88*0,35))*0,85/(0,85²)*4 =209,9 кН;

285,25 кН.

Проверка выполнения условий: 285,25 кН< 302 кН;

182,62 кН>0.

Условие не выполняется.

Увеличиваем количество свай до 6:

N_max=1279,8 /6 + ((59,12 + 8,64 * 1,2)*0,9)/(0,9²)*4+

+((248,88*0,35))*0,75/(0,75²)*6 =252 кН;

N_min=1279,8 /6 -((59,12 + 8,64 * 1,2)*0,9)/(0,9²)*4-

-((248,88*0,35))*0,75/(0,75²)*6 =174,6 кН.

Проверка выполнения условий: 285,25 кН> 252 кН;

174,6 кН>0.

Условия выполняются.

Для фундамента Ф-5:

N_max=1987,2 /8 + ((86,4 + 10,37 * 1,2)*1,35)/(0,45²*4+1,35²*4)=263,3 кН;

N_min=1987,2 /8 -((86,4 + 10,37 * 1,2)* 1,35)/(0,45²*4+1,35²*4)=233,6 кН;

279,5 кН.

Проверка выполнения условий: 279,5 кН> 263,3 кН;

233,6 кН>0.

Лист

Условия выполняются.

Для фундамента Ф-10:

N_max=298,1/4 + 0+0=74,5кН;

N_min=298,1/4 -0-0=74,5 кН;

288,7 кН.

Проверка выполнения условий: 288,7 кН> 74,5кН;

74,5 кН >0.

Условия выполняются.

 

Расчет осадки свайного фундамента (Ф-5)

Определение размеров условного фундамента

Рис.40.Определение размеров условного фундамента.

 

c=φ_ср/4 (38)

, (38)

 

Лист

где - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения

грунта;

φ_IIⁱ – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi.

22,5^°

a=22,5/4=5,63^°

Размеры условного фундамента:

dусл. = d+h₁+ h₂+ h₃; (39)

dусл. = 1,2+1,7+4,3+1,7=8,9м;

bусл. =b´+2*(h₁+ h₂+ h₃)* ; (40)

bусл. =2,2+2*(1,7+4,3+2)*0,0986=3,78 м;

lусл.= l´+2*(h₁+ h₂+ h₃)* ; (41)

lусл.= 3,4+2*8*0,0986=4,98 м.

Площадь условного фундамента:

А_усл.= bусл.* lусл.; (42)

А_усл.= 3,78*4,98=18,82 м².

 

Определение расчётного сопротивления грунта

(п.2.41[1]); (43)

, , , - для грунта под концом сваи.

- удельный вес грунта выше конца сваи.

; (44)

10,85 кН/м³;

360,5 кПа.

 

Лист

6.7.3. Определение давления под подошвой условного фундамента

, (45)

где – нормативное значение вертикальных составляющих внешних нагрузок;

- вес условного фундамента:

= bусл.*lусл.*dусл.*g_{ср ,} (46)

g_ср - осркднённый удельный вес фундамента, _ср=22 кН/м³);

= 3,78*4,98*8,9*22=3685,8 кН.

А_{усл .} – площадь сечения условного фундамента.

=272,36 кПа.

Проверка выполнения условия: Р_ср£R

272,36 кПа <360,5 кПа – условие выполняется.

 

Определение расчетной осадки фундамента

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия , где – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом в соответствии с указаниями обязательного приложения 2[1], – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями пп.2.51-2.55[1].

Осадка основания c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле

, (47)

где – безразмерный коэффициент, равный ;

– среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (прил.2[1]);

Лист

и – соответственно толщина и модуль деформации слоя

грунта;

– число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине от подошвы фундамента – по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяются по формуле ,

где – коэффициент, принимаемый по табл.1[1] в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины ;

=272,36-96,562=175,8 кПа– дополнительное вертикальное давление на основание;

– среднее давление под подошвой условного фундамента;

=(γ¹*(d_n+h₁)+ γ²*h₂+ γ²_sb*h₃+ γ³_sb*h₄)=

=19,15*2,9 +19,56*0,5+5,74*3,8+5,55*1,7=96,562 кПа– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента.

h= 1,32.

Лист

Рис. Осадка условного фундамента

Определение осадки условного фундамента

Таблица 10

№	Z, м	ξ	α	σzp, кПа	σzg, кПа	0,2σzg, кПа	σzp,ср, кПа	Si, м	S, м
				175,8	175,8	35,16	161,56	0,022	0,046
	1,5	0,8	0,838	147,32	184,125	36,825	118,93	0,016
		1,6	0,515	90,53	192,45	38,49	72,61	0,010
	4,5	2,4	0,311	54,67	200,775	40,155	44,92	0,006
		3,2	0,2	35,16	209,1	41,82	29,71	0,004
	7,5		0,138	24,26	217,425	43,485

 

Проверка выполнения условия

S=4,6 см<S_u =8 cм. Условие выполняется.

 

Лист

6.8.Расчёт тела ростверка по прочности (для фундамента Ф-5)