Расчётно-графическое задание № 3

Строительное дело

Расчет свайного фундамента

Выполнил: студент гр. ГС-03-2 __________ / Солонова С. В. /

Дата: __________

Оценка: __________

Проверил: ассистент __________ /Деменков П.А. /

Санкт - Петербург

2005г.

Исходные данные:

Вариант №19.

Слои грунта	mi, м	, кг/м3	IL	C, кПА	Е, МПА		N
1)Пески пылеватые	1, 5		0, 3
2)Суглинок	4, 2
3)Песок гравелистый

Цель: рассчитать свайный куст с пониженным свайным ростверком, свободно соединенным с железобетонными сваями квадратного сечения со стороной b = 20 см. и высотой ростверка h_Р = 400 мм.

L_min = 3·b_св = 3·20 = 60 cм – минимальное расстояние между сваями.

l_кр = (0, 3 0, 4)· b_св + 5 см = 12 cм.

B_p= L_min + b_св + 2· l_кр = 104 м – ширина стороны ростверка

Принимаем В_р кратно 5 и получаем

В_р = 105 см.

Глубина заложения свай 9 м. Толщу слоёв, перерезываемых сваями, делим на прослойки не более 2-х метров (см. рис.1.) и определяем сопротивление сдвигу свай по боковым поверхностям, для заданных грунтов на расчётной глубине, соответствующей середине каждого прослойка. Значения сопротивления сдвигу представлены в таблице 1.

Таблица 1.

№	Тип грунта	Мощность слоя h, м	Расчётная глубина, м	Расчётное сопротивление сдвигу f, кН/м
	Пески пылеватые	1, 1	0, 95
	Суглинок	1, 4	2, 2
	Суглинок	1, 4	3, 6	36, 8
	Суглинок	1, 4
	Песок гравелистый	1, 3	6, 35	58, 7
	Песок гравелистый		7, 5
	Песок гравелистый		8, 5	62, 75

Расчетное сопротивление сдвигу f определяем по таблице 10.3¹

Расчетное сопротивление R грунтов под нижним концом сваи определяется по табл. 10.2² методом интерполяции:

Рис.1. Схема деления на слои грунтов, перерезываемых сваями.

Для определения несущей способности по грунту свай стоек воспользуемся практическим методом, который основывается на

табличных данных СНиП и складывается из сопротивления под нижним концом от сжатия грунта и сопротивления по боковым сторонам от трения стенок о грунт: .

кН,

где - - коэффициент условия работы свай; для забивных свай равен 1, для других < 1;

- коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности свай; , ;

R – расчетное сопротивление грунтов под нижним концом сваи;

f_i - расчетное сопротивление грунта i – того слоя по боковой поверхности (таблица 1);

А – площадь поперечного сечения сваи; А = 0, 2·0, 2 = 0, 04 м²;

U – наружный периметр сваи; U = (0, 2 + 0, 2)·2 = 0, 8 м;

h_i – мощность i – го слоя грунта, перерезываемый сваей (таблица 1).

¹⁾Учебник «Основания и фундаменты», Берлинов М.В., стр.201.

²⁾ Учебник «Основания и фундаменты», Берлинов М.В., стр.202.

Определяем количество свай:

,

где - - число надежности по нагрузке, = 1, 4,

- расчётная нагрузка на фундамент.

Принимаем количество свай, равное 3.

Так как разница между 3 и 2, 93 составляет 3%, что меньше 10%, то оставляем глубину заложения свай равной 9 м.

Рис.2. Схема передачи давления на грунт основания

В расчетной схеме (см. рис.2.) принимается, что нагрузка на грунт передается по подошве условного фундамента и воспринимается слоем грунта, расположенным ниже плоскости острия свай. Реактивные напряжения по подошве условного фундамента считаются равномерно распределенными.

Размеры условного фундамента определяются следующим образом. Считают, что снизу он ограничивается горизонтальной плоскостью BC, проходящей через нижние концы свай, а с боков вертикальными плоскостями AB и DC, отстоящими от наружных граней крайних свай на расстояние .

Рис.3. Схема расположения свай.

Ширина условного фундамента:

,

где - - усреднённый угол внутреннего трения:

;

- угол внутреннего трения к -го слоя;

- мощность к -го слоя;

- длина сваи.

Определяем массу условного фундамента:

а) Определяем массу ростверка:

,

где - - высота ростверка;

- площадь ростверка;

- плотность бетона.

б) Определяем массу свай:

.

в) Определяем массу грунта:

где - - удельный вес к -го слоя.

г) Определим массу условного фундамента:

.

Определяем давление на уровне подошвы условного фундамента:

.

Определяем средний объёмный вес:

.

Определяем природное давление на уровне давления условного фундамента:

,

где - - глубина заложения сваи.

Определяем дополнительное давление:

.

Определяем критическую нагрузку:

где - ;

- коэффициент условий работы грунтов основания;

- коэффициент условий работы сооружения во взаимодействии с грунтами основания;

- коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения;

;

- значение удельного сцепления грунта несущего слоя.

Сопоставляем критическую нагрузку с давлением:

- требование расчёта выполнено.

Вычислим осадку свайного фундамента методом послойного суммирования. Разбиваем каждый слой грунта на i частей:

,

.

Напряжение от собственного веса можно найти по формулам:

Вычислим значения для каждого слоя:

;

;

;

;

.

Для вычисления индекса напряжения от дополнительной нагрузки используем формулы:

где - - коэффициент изменения дополнительного давления в грунте, учитывающий глубину и форму подошвы фундамента. Его можно определить из таблицы, зная .

Определим :

;

;

;

;

.

Вычислим для каждого слоя:

;

;

;

;

.

Соотношение напряжений и нижнего слоя должно удовлетворять условию:

.

- условие выполнено.

По формуле вычислим средние значения от дополнительной нагрузки:

;

;

;

.

Вычисляем величину осадки для каждого слоя:

,

где - =0, 8:

;

;

;

.

Вычислим суммарную осадку

,

где = 8(см):

, условие выполнено.

Результаты вычислений занесём в таблицу 2:

Таблица 2.

z, м			, кПа	0, 2 , кПа	, кПа	, кПа	E, МПа	h, м	, кПа	S, см
				35, 8	217, 4	-	18, 5	-		-
	0, 77	0, 808	197, 5	39, 5	175, 7	196, 5				0, 48
	1, 54	0, 473	220, 5	44, 1	102, 8	139, 3				0, 34
	2, 31	0, 277	243, 5	48, 7	60, 2	81, 5				0, 19
	3, 08	0, 180	266, 5	53, 3	39, 1	49, 7				0, 12

График зависимости нагрузок от глубины представлен на рис.4.

Вывод: 1. В результате проделанной работы получила навыки расчёта параметров свайного фундамента.

2. При расчёте выяснила, что в данных условиях суммарная осадка составляет 1, 13 см., т.е. является меньше допустимой, следовательно, на таких грунтах можно построить здание со свайным фундаментом.