Расчет осадки свайных фундаментов - Разработка технологических решений по устройству фундаментов

Расчет осадки свайного фундамента производится для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования, как и для фундаментов мелкого заложения, при основном сочетании нормативных нагрузок.

Условный фундамент назначаем следующим образом:

Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения для грунтов, образующих основание сооружения по формуле:

Где: - мощность i-ого однородного слоя грунта;

-угол внутреннего трения соответствующего однородного грунта.

От внешней точки соприкосновения сваи и ростверка проводим лучи под углом, равным:

Проводим горизонтальную плоскость через вершины погруженных свай, определяем точки пересечения этой плоскости с лучами (рисунок 4 - точки А и Б).

Через последние проводим вертикальные плоскости АБ и БГ до поверхности планировки грунта.

Аналитическим методом вычислим размеры условного фундамента, границы которого определяются точками А, Б, В, Г по следующим формулам:

Где: - ширина условного фундамента (м);

- расстояние между двумя крайними внешними поверхностями свай в поперечном направлении (м);

H - длина сваи (м);

- значение угла, равное осредненному значению угла внутреннего трения для грунтов, образующих основание сооружения, поделенное на 4 (град.).

Где: - длина условного фундамента (м);

- расстояние между двумя крайними внешними поверхностями свай в поперечном направлении (м);

H - длина сваи (м);

- значение угла, равное осредненному значению угла внутреннего трения для грунтов, образующих основание сооружения, поделенное на 4 (град.).

План расположения свай относительно ростверка представлен на рисунке 5.

Подставив известные значения в формулы 28 и 29 получим параметры условного фундамента:

Площадь условного фундамента Aуф (м2), находится по формуле:

Aуф = bуф * lуф

Где: bуф - ширина условного фундамента (м);

Lуф - длина условного фундамента (м).

Найдем площадь условного фундамента по формуле 30:

Aуф = 4,378 * 7,678 = 33,62 (м2)

Сжимающие усилия, действующие по подошве фундамента Nуф(т), находятся по формуле:

Nуф = P + Qp + Qсвай + Qгр

Где: P - вес со сбора нагрузок (т). P = 130,12 (т);

Qp - вес ростверка (т);

Qсвай - вес свай (т);

Qгр - вес грунта (т).

находится по формуле:

Qp = 2 * 5,3 * 2 * 2,4 = 50,88

Где: - ширина ростверка (м), ;

    - длина ростверка (м), ; - высота ростверка (м), ; - удельный вес железобетона (т/м3), жб = 2,4 (т/м3).

Подставим известные значения в формулу 32:

(т) находится по формуле:

Qсвай = 0,3 * 0,3 * 10,5 * 2,4 * 4 = 9,072 (т)

Где: - ширина сечения сваи (м). bсв = 0,3 (м);

    - длина сечения сваи (м). lсв = 0,3 (м); - длина сваи (м). hсв = 10,5 (м); - удельный вес железобетона (т/м3), жб = 2,4 (т/м3);

- количество свай. .

Подставим известные значения в формулу 33:

Qгр (т) находится по формуле:

Qгр = (Vуф - Vр - Vсвай) * гр. ср

Qгр = (396,72 - 21,2 - 0,945) * 1,888 = 707,2 (т)

Где: - объем условного фундамента (м3). ;

    - объем ростверка (м3). ; - объем свай (м3). ; - усредненный удельный вес грунта (т/м3). гр. ср = 1,888 (т/м3).

Подставим известные значения в формулу 31:

Nуф = 130,12 + 50,88 + 9,072 + 707,2 = 897,27 (т)

Давление, действующее под подошвой условного фундамента P, определяется по формуле:

P =

Где: Nуф - сжимающие усилия, действующие по подошве условного фундамента (т);

Aуф - площадь условного фундамента (м2).

Подставим известные значения в формулу 35:

P = = 26,69 (т/м2)

Дополнительное вертикальное давление на основание po(т/м2) найдем по формуле:

Po = P - I * d

Где: - давление, действующее по подошве условного фундамента (т/м2);

-удельный вес грунта выше подошвы фундамента (т/м3). I = 1,78 (т/м3);

- глубина заложения фундамента (м). .

Тогда согласно формуле 36:

Po = 26,29 - 1,78 * 11,8 = 5,28 (т/м2)

Производим расчет осадки условного фундамента по схеме, использованной для расчета осадки фундамента мелкого заложения:

Расчет деформации основания производится исходя из условия 10.

Где: S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

- предельное значение совместной деформации основания и сооружения,

Расчет осадки фундамента производится с использованием расчетной схемы линейно-деформируемой среды (ЛДС) методом послойного суммирования по формуле:

Где: S - искомая осадка фундамента;

= 0,8 - коэффициент учета поперечной деформации;

    - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта; - толщина i-ого слоя; - модуль деформации i-ого слоя;

N-число слоев, на которое разбивается сжимаемая толщина.

Определяем осадку центральной точки для схемы центрального нагружения методом послойного суммирования. Для расчета вводим правую систему координат с началом отсчета в центре подошвы фундамента, ось OZ направлена вертикально вниз, ось OX - вправо.

Где: - объемный вес грунта выше подошвы;

D - глубина заложения;

Последующие точки берем по оси OZ посередине i-ого слоя, откладывая влево значения

Где: - объемный вес грунта выше подошвы;

D - глубина заложения;

- объемный вес грунта i-ого слоя.

Строим эпюру 0,2 * (понадобится для дальнейшего нахождения сжимаемой толщи)

Строим эпюру дополнительных вертикальных напряжений на глубине z от внешнего давления - по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, которые определяем по формуле:

O

Где: - коэффициент, принимаемый по таблице №1 [СНиП 2.02.01-83] в зависимости от формы подошвы фундамента. Соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной:

Po - дополнительное вертикальное давление на основание (тс/м2). po= 5,28(тс/м2) по формуле 35.

Построение эпюры сведем в таблицу.

Таблица 11. данные для построения эпюры.

Z

0

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

9,0

10,5

0

0,685

1,37

2,055

2,741

3,426

4,111

4,796

1

0,544

0,225

0,155

0,087

0,0575

0,0405

0,0305

5,28

2,87

1,19

0,82

0,46

0,3

0,214

0,161

По данным таблицы строим кривую.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине zот подошвы, определяется по формуле 13.

Графически определяем толщину сжимаемой толщи. Разбиваем сжимаемую толщу на 13 слоев толщиной 0,2 (м). Слои однородны, границы слоев по оси совпадают с границами геологических слоев толщи грунта.

Определим величину осадки каждого слоя

,

Где: - величина среднего давления в середине выбранного слоя (тс/м2);

- ширина слоя (м);

- модуль деформации выбранного слоя.

Результаты расчетов по каждому слою сведем в таблицу 5:

Таблица 12. Результаты послойного вычисления осадки.

I

(тс/м2)

(м)

(тс/м3)

(м)

1

4,24

0,2

3000

0,000283

2

3,90

0,2

3000

0,00026

3

3,53

0,2

3000

0,000235

4

3,22

0,2

3000

0,000215

5

2,91

0,2

3000

0,000194

6

2,63

0,2

1600

0,000329

7

2,35

0,2

1600

0,000294

8

2,09

0,2

1600

0,000261

9

1,84

0,2

1600

0,00023

10

1,60

0,2

1600

0,0002

11

1,37

0,2

1600

0,000171

12

1,15

0,2

1600

0,000144

13

0,94

0,2

1600

0,000118

Итого

0,002933

Найдем общую осадку по формуле 11.

S = 0,8 * 0,002933 = 0,0023464 (м) = 0,23 (см)

Данная величина осадки удовлетворяет условию 10.

Похожие статьи




Расчет осадки свайных фундаментов - Разработка технологических решений по устройству фундаментов

Предыдущая | Следующая