Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов (стр. 5 из 7)
7.5. Вычисляем и строим эпюру естественного давления 
7.6. Вычисляем и строим эпюру 
, где
a – коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.
7.7. Находим нижнюю границу сжимаемой толщи: 
7.8. Считаем суммарную осадку по всем слоям:
Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице 4.
Таблица 4
| № эл. | Z, м | о | б | у zg0, кПа | 0.2 у zg0, кПа | у zpi, кПа | у zpiср, кПа | Е, кПа | S, м | ||
| 0 | 0 | 0 | 1,000 | 55,60 | 11,12 | 325,63 |  | ||||
| 1 | 0,82 | 0,4 | 0,972 | 72,00 | 14,40 | 316,51 | 321,07 |  | 0,0086 | ||
| 2 | 1,64 | 0,8 | 0,848 | 88,40 | 17,68 | 276,13 | 296,32 |  | 0,00793 | ||
| 3 | 2,46 | 1,2 | 0,682 | 104,80 | 20,96 | 222,08 | 249,11 |  | 0,00667 | ||
| 4 | 3,28 | 1,6 | 0,532 | 120,63 | 24,12 | 173,24 | 197,66 |  | 0,00463 | ||
| 5 | 4,1 | 2,0 | 0,414 | 136,45 | 27,29 | 134,81 | 154,03 |  | 0,0036 | ||
| 6 | 4,92 | 2,4 | 0,325 | 152,28 | 30,45 | 105,83 | 120,32 | | 0,0028 | ||
| 7 | 5,74 | 2,8 | 0,260 | 168,10 | 33,62 | 84,66 | 95,25 | | 0,00223 | ||
| 8 | 6,56 | 3,2 | 0,210 | 183,93 | 36,79 | 68,38 | 76,52 | | 0,0018 | ||
| 9 | 7,38 | 3,6 | 0,173 | 196,23 | 39,25 | 56,33 | 62,36 |  | 0,0043 | ||
| 10 | 8,2 | 4,0 | 0,145 | 208,53 | 41,71 | 47,22 | 51,78 |  | 0,0036 | ||
| 11 | 9,02 | 4,4 | 0,123 | 220,83 | 44,16 | 40,05 | 43,64 |  | 0,003 | ||
| У= 0,049 | |||||||||||
Проверяем выполнение условия S < Su . В нашем случае 4,90 см < 8 см, где Su =8см – предельное значение осадки. Условие выполнилось.
Эпюра распределения напряжений szp , szg
III Расчёт свайных фундаментов
1. Выбор глубины заложения ростверка
1.1. Определение глубины заложения ростверка зависит от нескольких факторов:
- Глубины промерзания грунта. Из предыдущих расчётов мы уже определили эту величину
м;- Наличие конструктивных особенностей. В нашем случае подвальных помещений нет, поэтому
;- Глубина заложения ростверка. Исходя из условия, что
мм,где
dр - глубина заложения ростверка, м;
hст - глубина стакана в фундаменте. Для наших фундаментов под ЖБК-колонны hст = 0.
Учитывая все перечисленные условия, принимаем глубину заложения ростверка dр = 1,5 м, исходя из кратности ростверка по высоте 15 см.
Принимаем шарнирное соединение ростверка и сваи. Голова сваи заходит в тело ростверка на 5 – 10 см. принимаем для расчёта 10 см.
Тогда отметка головы сваи будет равна –1,4 м.
2. Выбор несущего слоя
Считаем, что несущим слоем будет глина четвертичная, поэтому, заглубляем сваю в слой глины на 3,6 м (для применения стандартной длины сваи). При этом длина сваи равна hсв = 13 м.
Под нижним концом сваи находится сжимаемый грунт (Е < 50 МПа). Дальнейший расчёт ведём как для висячей сваи. Принимаем железобетонную забивную сваю квадратного сечения. Для выбранной нами длины можно принять сечение 40 х 40 см.
3. Определение несущей способности сваи
,где n – количество слоёв с одинаковыми силами трения по длине сваи;
гс – коэффициент условий работы ( гс = 1);
гсr и гсf - коэффициенты условий работы под подошвой сваи и по боковой поверхности, зависят от условий изготовления или погружения сваи. (гсr =1 и гсf = 1);
А – площадь сечения сваи;
R – расчётное сопротивление под подошвой сваи, зависит от длины сваи и грунта. (R = 6900 кПа);
U – периметр сечения сваи;
l – расстояние от середины слоя до поверхности земли;
f - расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи, зависит от l (принимается из СниПа).
Таблица 5
| hi , м | li , м | fi , кПа | hi * fi , кН/м | |
| 1,5 | 2,25 | 31,25 | 46,88 | |
| 1,5 | 3,75 | 37,25 | 55,88 | |
| 1,5 | 5,25 | 40,5 | 60,75 | |
| 1,5 | 6,75 | 31,75 | 47,63 | |
| 1,5 | 8,25 | 33,25 | 49,88 | |
| 1,5 | 9,75 | 33,875 | 50,81 | |
| 1,5 | 11,25 | 66,75 | 100,13 | |
| 1 | 12,5 | 68,5 | 68,5 | |
| 480,50 | ||||
кН4. Определение расчетной нагрузки на сваю
Определяем по формуле:
кН.гк – коэффициент запаса. Для расчёта он равен 1,4, если для полевых испытаний, то равен 1,25.
Определим необходимое количество свай в фундаменте по формуле:
шт.,где N – заданная нагрузка на фундамент.
5. Конструирование ростверка
Определяем фактическую нагрузку на сваю:
где y – расстояние от главной оси до оси самой нагруженной сваи
yi – расстояние до оси каждой сваи
кНP > Nф; 843,50 > 768 – условие выполняется.
Расчёт на продавливание. Расчет не производим, так как конструкция ростверка жёсткая.
7. Расчет деформаций свайных фундаментов
м; 
м; 
м2 ; 
м; 
м3 ; 
кН;Выполняем проверку давления под нижним концом сваи:
,где
; кz = 1. 
кПа. 
кПа.413,99 кПа. < 2375,52 кПа. – условие выполняется.
8. Расчет осадки линейно деформированного пространства
8.1. Среднее давление подошвы фундамента Рср = 479,7 кПа
8.2. Вычисляем и строим эпюру естественного давления
8.3. Рассчитываем дополнительную вертикальную нагрузку
8.4. Высота рассчитываемых слоёв hi = 0,2 ' b = 0,2 ' 4,09 = 0,82 м
8.5. Вычисляем и строим эпюру , где
б – коэффициент затухания напряжений. Зависит от соотношения сторон фундамента и относительной глубины, выбирается значение из таблицы СниПа.
8.6. Находим нижнюю границу сжимаемой толщи: