Расчёт осадки фундамента во времени

Осадку, происходящую за определённое время, определяем по формуле 3.1.15. Конечная осадка фундамента s=1.2 см.

Путь фильтрации воды при двухсторонней фильтрации составит:

h=0.5H=0.5×4.8=2.4м.

Коэффициент фильтрации грунта: k_ф4 =21*10^-9м/с.

Определяем коэффициент консолидации по формуле 3.1.15…17:

.

Определяем значение показателя Т по формуле 3.1.18:

Полученные данные сводим в таблицу 4.1.2. Используя полученные данные, строим зависимость осадки во времени – рис.4.1.5.

 

Таблица 4.1.2. К расчёту осадки фундамента во времени

U	Kt	t= T×Kt	St = U × S, см
0,1	0,02	0,00015	0,120
0,2	0,08	0,00062	0,240
0,3	0,17	0,00132	0,360
0,4	0,31	0,00240	0,480
0,5	0,49	0,00379	0,600
0,6	0,71	0,00550	0,720
0,7	1,00	0,00774	0,840
0,8	1,40	0,01084	0,960
0,9	2,09	0,01618	1,080
0,95	2,80	0,02167	1,140

 

Рисунок 4.1.5. Построение зависимости осадки во времени

Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи

Исходя из принятой в проекте расчетной нагрузки, допустимой на сваю, определяется минимальная энергия удара по формуле:

(4.1.13)

где 25 Дж/кН – эмпирический коэффициент;

несущая способность сваи по грунту, кН.

По табл. Г.15, Г.16 [3] подбираем молот, энергия удара которого соответствует расчетной минимальной. Выбираем трубчатый дизель-молот с водяным охлаждением С-996.

Затем, используя таблицы Г.15[3] и Г.16[3], вычисляют расчетную энергию удара молота Э_р и принимают технические характеристики дизель-молота, исходя из условия Э_р ≥ Э.

Для трубчатых дизель-молотов расчетная энергия удара определяется:

(4.1.14)

где вес ударной части молота, кН;

3м -фактическая высота падения ударной части для трубчатого молота, м.

Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной оценки применимости выбранного молота, определяем отказ сваи:

(4.1.15)

где остаточный отказ, равный значению погружения свай от одного удара молота, м;

-коэффициент, принимаемый по табл. 10{8}, в зависимости от материала сваи;

площадь сечения сваи, м²;

расчетная энергия удара молота, кДж;

несущая способность сваи, кН;

коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного типа равный 1;

вес молота, кН;

вес сваи и наголовника, кН:

вес масса подбабка, кН();

коэффициент восстановления удара при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ().

Получаем:

Условие выполняется.

 

Сечение 4-4

Расчет по скважине 1. Принимаем по ИГР мощность 1 слоя (почва) – 0.5м, 2 слоя – песок пылеватый -3.5м, 3 слоя (супесь пластичная) – 1.5м, 4 слоя (песок мелкий) – 3.0м. Натуральная отметка- 150.5м, что соответствует относительной отметке +0,100м.

N_II=280.7кН/м.п.

 

4.2.1 Определение глубины заложения ростверка, длины сваи

Глубина заложения ростверка устанавливается аналогично п.3.1.1, не зависит от грунтовых условий и определяется по конструктивным соображениям.

Высоту ростверка принимаем: Н=0.4м.

Высота фундамента: 0.6м – 5 стеновых блоков. Тогда отметка низа подошвы фундамента -3.650м.

Глубина заложения d=3.65 - 0.15= 3.5м.

Определяем длину сваи по формуле 4.1.1:

.

При определении глубины погружения острия сваи выбираем слой грунта, обладающий высокими значениями физико-механических характеристик, в данном случае, это глина полутвердая. Сваи по характеру работы принимаем конечной жесткости – по табл. Г.1 [3] С60.30-6, т.к.глубина нижнего конца сваи 9d = 9*0.3 = 2.7м < 9.65м < 40d = 40*0.3 =16м.

 

 

Рисунок 4.2.1 К определению глубины заложения ростверка и несущей способности сваи

 

4.2.2. Определение несущей способности сваи

Расчётная схема для определения несущей способности сваи дана на рис. 4.1.1. Слои грунта, прорезаемые сваей, делим на элементарные слои толщиной не более 2м. Вычисляем средние глубины z_i для каждого слоя грунта. Определяем несущую способность сваи по формуле 4.1.2.

Определяем f_i в зависимости от величины z_i и характеристик грунтов, полученные значения заносим в таблицу 4.2.1.

 

Таблица 4.2.1 К определению несущей способности сваи

z1,м	4,75	f1, кПа	14,125	h1,м	1,5	f1h1,кН/п.м.	21,188
z2,м	6,5	f2, кПа		h2,м		f2h2,кН/п.м.	128,000
z3,м		f3, кПа	66,00	h3,м		f3h3,кН/п.м.	66,000
z4,м	9,075	f4, кПа	62,68	h4,м	1,15	f4h4,кН/п.м.	72,076
z0,м	9.65	R, кПа				å,кН/п.м.	287.26

 

 

A = 0.3х0.3=0.09 м²; U = 0.3x4 =1.2м;

F_d = 1x(1x 0.09x 4665+ 1.2x1x287.26) = 764.57кН.

 

Определяем расчётное усилие на сваю по материалу (4.1.3):

В дальнейших расчётах принимаем меньшее значение несущей способности.

Расчётная допустимая нагрузка на сваю (4.1.4):

Предварительно количество свай в фундаменте определяем по формуле 4.1.10:

Принимаем n=0.71шт.

Принимаем однорядное расположение свай.

В плане сваи размещаем с шагом:

а_р = 1/0.71сваи на м.пог=1.4м.

Расстояние от края ростверка до ближайшей грани сваи - 75мм. Конструирование тела ростверка показано на рис. 4.2.2

Рисунок 4.2.2. Расположение свай в ростверке

 

Определим нагрузку на голову сваи по формуле:

 

(4.2.1)

Условие выполняется.

Поэтому для дальнейших расчетов оставляем сваю С 60.30-6.

 

4.2.3 Армирование ростверка

Ростверк выполняем из бетона класса С 16/20: f_cd = 16/1.5 =10.67МПа; f_ck = 16МПа; f_cfd = 0.21*f_ck^2/3 / g_c= 0.21*16^2/3 / 1.5 =0.9 МПа.

Защитный слой бетона 80мм. Армирование ростверка осуществляется плоскими каркасами, которые устанавливаются в продольном направлении ростверка. Длина каркасов принимается в пределах 6..9м, исходя из длины поставляемой стержневой арматуры и технологичности изделия. Каркасы соединяются в одно изделие с помощью накладок на сварке. Верхняя арматура - f12 S400 и нижняя - f18 S400, поперечная арматура -f6 S240 с шагом равным 0.75h =0.75*0.3 =0.225м. Все каркасы соединяются в поперечном направлении ростверка арматурой f6 S240.

При заделке верхних концов свай в плиту ростверка на высоту 50мм поперечную арматуру уложить сверху на оголовки свай.

Рисунок 4.1.3 Монолитный ростверк (арматурный чертеж)

 

4.2.4. Проверка условного фундамента по деформациям

Расчёт осадок свайного фундамента выполним методом эквивалентного слоя. Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения по формуле 4.1.7:

Определяем ширину условного фундамента (см. рис. 4.2.3) по формуле 4.1.8:

Определяем вес условного фундамента по формуле 4.1.9:

Среднее давление по подошве условного массивного фундамента по формуле 4.1.10:

 

Рисунок 4.1.4 К расчету осадок

 

 

Определяем расчётное сопротивление по формуле 3.1.4:

для глины полутвердой; ;

по т. В.3 [3],

-т.к. ширина подвала менее 20м, а глубина более 2м;

d₁=5.9+0.55+0.1x22/18.77=6.567м;

т.е. условие выполняется.

 

 

Максимальная осадка фундамента определяется по формуле 4.1.11:

(для глины полутвердой) при

По таблице IV.3 [1]