Проектирование многоэтажного здания (стр. 4 из 5)

где

расчетная глубина промерзания грунта.

Таким образом, глубина заложения ростверка:

м

Конструктивно примем глубину заложения ростверка

м.

Заделка сваи в ростверк осуществляется на глубину

300 мм.

Рисунок 6 - Конструкция ростверка

6.3 Определение размеров сваи

Длину сваи и размеры поперечного сечения находим, исходя из геологических условий и конструктивных соображений.

Сопряжение сваи с ростверком – жесткое. Заделка сваи в ростверк составляет

300 мм. Учитывая, что минимальное заглубление сваи в несущий слой грунта составляет 1м, то длина сваи:

, (41)

где

- суммарная глубина грунта, залегающего под подошвой ростверка до несущего слоя.

Примем сваю сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой проволочной арматурой марки СН_пр3-20 с характеристиками: длина сваи – 3000 мм; ширина грани – 200 мм; класс бетона - В22,5; расход арматуры на сваю – 8,27 кг; расход бетона на сваю - 0,13 м³; масса сваи – 0,32 т.

6.4 Определение несущей способности сваи

Определим несущую способность сваи как минимальное значение из несущей способности сваи по грунту и по материалу.

Определим несущую способность сваи по грунту, так как для данных условий несущая способность короткой висячей сваи по грунту заведомо меньше несущей способности сваи по материалу.

Несущую способность сваи определим по формуле:

, (42)

где

- коэффициент условия работы сваи в грунте;

- коэффициент условия работы грунта под нижним концом сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое в соответствии с таблицей 1 СНиП 2.02.03-85 (2003) “Свайные фундаменты”; при глубине погружения нижнего конца сваи от уровня природного рельефа на h=4,4м для плотного песка R = 5248 кПа;

A – площадь опирания сваи;

(43)

u – наружный периметр поперечного сечения сваи; u = 0,8 м;

- коэффициент условия работы грунта на боковой поверхности сваи;

- толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

- расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 2 СНиП 2.02.03-85 (2003) “Свайные фундаменты”.

Для нахождения расчетных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи пласты грунтов разделяем на слои толщиной 2м и определяем

.

Рисунок 7 – Разделение грунтов на слои

По таблице 2 СНиП 2.02.03-85 (2003) “Свайные фундаменты” находим:

Несущая способность сваи по грунту:

кН

6.5 Расчет свайного фундамента по несущей способности грунтов основания

Определим количество свай в кусте:

, (44)

где

- коэффициент надежности, равный 1,4.

Примем 2 сваи марки СН_пр3-20.

Конструируем ростверк, учитывая, что минимальное расстояние между осями свай должно быть не менее 3d = 600 мм, а расстояние от края ростверка до оси крайней сваи должно быть не менее d = 200 мм, где d – грань сваи.

Примем расстояние от края ростверка до оси крайней свай, равное d=200 мм, а расстояние между осями свай, равное 4,5d=900 мм.

Рисунок 8 - Ростверк

Определим фактическую расчетную нагрузку, передаваемую на сваю:

, (45)

где N_d – расчетная сжимающая сила;

M_x, M_y – расчетные изгибающие моменты относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n – число свай в фундаменте;

х и у – расстояние от главных осей до оси каждой сваи.

Расчетная сжимающая сила:

, (46)

где N – расчетная нагрузка, действующая по обрезу фундамента;

N_с.в.р. – ориентировочный вес ростверка и грунта.

Расстояния от главной оси до оси каждой сваи х=0, у=0,45 м.

Изгибающие моменты относительно главных осей плана свай в плоскости подошвы ростверка:

М_у=0

(47)

кНм

Допускается увеличивать расчетную нагрузку на крайние сваи в ростверке на 20%.

Проверяем условие:

(48)

Условие выполняется. Принятый свайный фундамент оставляем для дальнейших расчетов.

6.6 Расчет свайного фундамента по деформациям

Расчет оснований свайного фундамента по деформациям выполняется как для условного фундамента на естественном основании.

Определим границы условного фундамента:

Рисунок 9 – Условный фундамент

Угол внутреннего трения:

, (49)

, - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных слоев грунта, пройденных сваями;

h₁, h₂ – высота отдельных пройденных сваями слоев грунта.

Сторона подошвы условного фундамента АВ:

м

Определим среднее давление под подошвой условного фундамента:

, (50)

где

- расчетная нагрузка по обрезу фундамента;

N_у.ф - вес условного фундамента с учетом веса ростверка, свай и грунта в пределах объема условного фундамента:

, (51)

где N_гр - вес грунта в пределах объема;

- среднее значение удельного веса грунта.

(52)

(53)

Расчетное сопротивление грунта основания для условного фундамента:

, (54)

где

, - коэффициенты условий работы: , ;