9-этажный 744-квартирный жилой дом

d_f = K_n d_fn, где:

d_fn - нормативная глубина промерзания грунта, d_fn = 2,2 м,

K_n - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0,5.

тогда d_f = 2,2 0,6 = 1,1 м. Глубина заложения ростверка - 3,3 м, что больше расчетной глубины промерзания грунта.

Определим количество свай С7-30 под стену здания.

 F_{i K} 1,4 609,6319

n = = = 1,1 св. Принимаем n = 2 сваи.

F_d 773,54

Расстояние между сваями (шаг свай) вычисляется по формуле:

m_p F_d 2 773,54

a = = = 1,3 м

F_d 1,4 609,6319

m_p - число рядов свай

Ширина ростверка в этом случае будет равна 1,5 м.

Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле:

G_I^P = b h_{p b f}, где

b, h_p - соответственно ширина и толщина ростверка, м

_b - удельный вес железобетона, принимаемый _b = 24 кН/м³

_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый _f = 1,1

Подставим в формулу соответствующие значения и величины:

G_I^P = 1,5 0,6 1,1 24 = 23,76 кН/м

Собственный вес группы на уступах ростверка может быть определена по формуле:

G_I^ГР = (b - b_c) h _I` _f, где:

b_c - ширина цокольной части

h - средняя высота грунта на уступах ростверка, h = 1,25 м

_I` - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным <sub>I</sub>`= 17 кН/м³

_f - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов _f = 1,15

G_I^ГР = (1,5 - 0,73) 1,25 17 1,15 = 18,81 кН/м

Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка:

F_I' = F_I' + G_I^Р +G_I^ГР = 609,6319 + 23,76 + 18,81 = 672,2019 кН/м

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:

a F_I 1,3 552,2019

N = = = 423,93 кН

m_P 2

Проверим выполнение условия несущей способности грунта в основании сваи:

F_d

N

_K

773,54

423,93 кН = 552,52

1,4

2.5.4 Расчет осадки свайного фундамента

Осадку ленточных с двухрядным расположением свай и расстоянием между сваями (3 - 4 d) определяется по формуле:

n (1 - ²)

S = ₀, где:

E

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент (кН/м) с учетом веса условного фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху - поверхностью планировки, с боков - вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай.

E, - модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

₀ - коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2.02.03 - 85.

Полная нагрузка n складывается из расчетной нагрузки, действующей в уровне планировочной отметки, и собственного веса условного ленточного фундамента.

F_II' = 609,6319 - 0,73 1,1 2,4 = 607,704 кН/м,

тогда полная нагрузка n равна:

n = F_II' + b d , где:

b - ширина фундамента, равна 1,4 м

d - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки, равна 10 м

- среднее значение удельного веса свайного массива, = 20кН/м³

n = 607,704 + 1,4 10 20 = 887,704 кН/м

Для определения коэффициента ₀ (определяется по номограмме) необходимо знать глубину снимаемой толщи H_C, которая в свою очередь, зависит от значения дополнительных напряжений, развивающихся в массиве грунта под фундаментом.

Дополнительные напряжения определяются по формуле:

n

_ZР = _n, где:

h

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м

h - глубина погружения свай, м

_n - безразмерный коэффициент, зависит от приведенной ширины b' = b/h, b = 1,4 h = 6,7; b' = 0,208 0,21.

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента будет равно:

_zdyg = 10,26 2,6 + 10,66 0,8 + 10 3,3 + 8,63 3,3 = 102,5

Для дальнейшего расчета осадки необходимо знать удельный вес грунта твердых частиц

_S = g_S, где

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

_S - плотность грунта твердых частиц.

_S1 = 26,36 _S2 = 26,55 _S3 = 26,068 _S4 = 26,85 _S5 = 26,26

 _S

_SB = , где

1+e

_S - удельный вес твердых частиц

- удельный вес воды

e - коэффициент пористости

_Sb1 = 10,03 _Sb2 = 10,74 _Sb3 = 10,26 _Sb4 = 10,66 _Sb5 = 9,95

_n

_zg = _i^II h_{i gz1}

ⁱ⁼¹

_gz1 = _zdyg + ₁ h₁ = 102,51 + 10 0,31 = 105,6 кПа

_zg2 = _zg1 + ₂ h₂ = 105,6 + 10 0,38 = 109,4 кПа

_zg3 = _zg1 + ₃ h₃ = 109,4 + 10 0,766= 117,1 кПа и так далее…

Аналогично рассчитываются другие значения и сводятся в табл. 2.

Таблица 2

Z/h	n	zp [кПа]	Z [м]	zq [кПа]	0,2 zq[кПа]
1,01	6,5842	277,82	0,08	102,51	20,60
1,05	5,566	234,8588	0,39	105,6	21,12
1,1	4,684	197,6423	0,77	109,4	21,88
1,2	3,4208	144,3413	1,54	117,1	23,42
1,3	2,6889	113,4586	2,31	124,8	24,96
1,4	2,2693	95,7535	3,08	132,5	26,50
1,5	1,9742	83,3017	3,85	140,2	28,04
1,6	1,73838	73,3479	4,62	147,9	29,58
1,7	1,5861	66,9259	5,39	155,6	31,12
1,8	1,45049	61,2037	6,16	163,3	32,66
1,9	1,3388	56,4909	6,93	171,0	34,20
2,0	1,2452	52,5414	7,7	178,7	35,74
2,1	1,165	49,157	8,47	186,4	37,28
2,2	1,0956	46,229	9,24	194,1	38,82
2,3	1,027	43,3344	10,01	201,8	40,36
2,4	0,9807	41,38	10,78	209,5	41,90
2,5	0,9325	39,347	11,55	217,2	43,44

Ориентировочно, глубину снимаемой толщи H_C можно определить из условия:

_zp 0,2 _zg.

Анализ табл. 2 показывает, что это условие выполняется примерно на относительной глубине z/h = 2,5. Тогда H_C= 2,5 6,7 = 16,75 м

Коэффициент Пуассона для песка, = 0,3. Пользуясь номограммой при H_C/h = 2,5 м и b = 0,21 находим ₀ = 2,55. Осадка фундамента будет равна:

n (1 - ²) 887,7 (1 - 0,3²)

S = ₀ = 2,55 = 0,03 м = 3,0 см.

E 3,14 21700

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами не должна превышать 10 см. Следовательно, условия

S S_U выполняется S = 3,0 см S_U = 10 см.

2.5.5 Подбор молота для погружения свай

От правильности выбора дизель - молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель - молот можно подобрать по отношению веса его ударной части к весу сваи, которое должно быть для штанговых дизель - молотов 1,25 при грунтах средней плотности. Минимальная энергия удара, необходимая для погружения свай определяется по формуле:

E = 1,75 a F_V, где:

а - коэффициент, равный 25 Дж/кН,

F_V - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН.

E = 1,75 25 609,6319 = 26671,3956 Дж

Пользуясь техническими характеристиками дизель - молотов подбирают такой молот, энергия удара которого соответствует минимальной. Возьмем трубчатый дизель - молот Ф - 859 с энергией удара 27 кДж. Полный вес молота G_h = 36500 Н, вес ударной части G_b = 18000 Н, вес сваи С7 - 30 равен 16000 Н. Вес наголовника принимаем равным 2000 Н. расчетная энергия удара дизель - молота Ф - 859:

Е_Р = 0,4 G_h' h_m, где:

G_h' - вес ударной части молота

h_m - высота падения ударной части молота, h_m = 2 м.

Е_Р = 0,4 2 18000 = 14400 Дж.

Проверим пригодность принятого молота по условию:

G_h + G_b

K_M, где:

E_P

G_h - полный вес молота

G_b - вес сваи и наголовника

K_M - коэффициент, принимаемый при использовании ж/б свай равным 6.

(36500 + 16000 + 2000)

Е_Р = = 3,78 < G

14400

Условие соблюдаются, значит принятый трубчатый дизель - молот С - 859 обеспечивает погружение сваи С7 -30.

2.5.6 Определение проектного отказа свай

Проектный отказ необходим для контроля несущей способности свай в процессе производства работ. Если фактический отказ при испытании свай динамической нагрузкой окажется больше проектного, то несущая способность сваи может оказаться необеспеченной. Формула для определения проектного отказа имеет вид:

A E_P m₁ + ² (m₂ + m₃)

S_P = , где:

_K F_I / m (_K F_I / m + A) m₁ + m₂ + m₃

- коэффициент, применяемый для железобетонных свай = 1500 кН/м²

A - площадь поперечного сечения ствола сваи, м

m - коэффициент, равный 1

_K - коэффициент надежности, принимаемый при определении несущей способности сваи по расчету _K = 1,4

E_P - расчетная энергия удара [кДж]

F_V - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, [кН]

m₁ - масса молота, [т]

m₂ - масса сваи и наголовника, [т]

m₃ - масса подбабка, [т]

- коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай ² = 0.2

Список литературы

«Основания и фундаменты» Берлинов М.В.

«Расчеты осадок и прочности оснований зданий и сооружений» Гольдштейн М.Н.

«Справочник проектировщика» под ред. Трофименкова

«Проектирование оснований и фундаментов» Веселов В.А.

«Руководство по проектированию свайных фундаментов»

Методические указания «Примеры проектирования свайных фундаментов» Ющуба С.В.

СНиП 2.02.03 - 85 «Свайные фундаменты»

СНиП 2.02.01 - 83 «Основание зданий и сооружений»

Размещено на Allbest.ru