Проектирование фундамента жилого дома на 40 квартир

; ,

где N_I , M_I –соответственно расчетные значения нагрузки и момента, действующих на сваи; - коэффициент надежности по нагрузке ( ); Nⁿ , Mⁿ – соответственно нормативные значения нагрузки и момента.

 

Варианты схем зданий и их назначение	Номер фундамента	Нагрузки
		NII	х	MII	х	FhII	х
Жилой дом на 40 квартир.	2 3	330 260	396 312	- -	- -	- -	- -

 

4.2. Назначение размеров ростверка  и глубины его заложения

Расчет свайного варианта фундаментов начинается с составления расчетной схемы, где изображается геологический разрез с основными характеристиками грунтов. В дальнейшем по указанному разрезу выбирается опорный слой для свай и длина свай.

При проектировании свайного фундамента под его минимальные размеры в плане определяются количеством свай в кусте. Принимаем минимальные размеры ростверка в плане 1,5х1,5 м. Размеры ростверков по высоте принимаются кратными 15 см. Отметка обреза принимается на 15-20 см ниже планировочной отметки или отметки пола помещения.

Глубина заложения подошвы ростверка  зависит от факторов, указанных для  фундаментов мелкого заложения, но в первую очередь от конструктивных особенностей здания и сооружения и  от пучиноопасности верхнего слоя грунта, в котором будет располагаться ростверк.

4.3. Выбор типа свай и их  предварительных размеров

Выбор типа свай зависит от инженерно-геологических  условий стройплощадки, величины и  характера нагрузок, действующих  на фундаменты, наличия в строительных организациях необходимого сваебойного оборудования, стеснённости условий строительства.

Сваи по характеру работы разделяют  на сваи-стойки и висячие (сваи трения). Свая-стойка работает как сжатая стойка. Она передает нагрузку только нижним концом на крупнообломочные, скальные или малосжимаемые пылевато-глинистые грунты. Когда под нижним концом сваи залегают сжимаемые грунты, нагрузка передается  на грунты основания и боковой поверхностью, и свая является висячей или сваей трения. Такие сваи более экономичны  при малом поперечном сечении и большой длине. Выбор типа свай производят на основании данных инженерно-геологических изысканий.

В проекте используем сваи С 6 30 –  сваи квадратного поперечного сечения  диаметром 30 см и длиной 6м.

4.4. Определение несущей способности  свай по грунту

Допускаемая нагрузка на сваю определяется из условия ее несущей способности по грунту и материалу. При определении числа свай на фундамент используется меньшее значение допускаемой нагрузки на сваю.

Свайные фундаменты и отдельные  сваи по несущей способности грунтов основания (несущая способность свай по грунту) рассчитываются по формуле:

,

где N – полная расчетная вертикальная нагрузка на сваю, которая складывается из расчетных нагрузок: N₀₁ – приложенной в уровне обреза фундамента; N_P1 – веса ростверка; Nбл – вес блоков.

 

Рассчитаем несущую способность  сваи для фундамента сечение 2:

 

Рисунок 4.1 – Расчетная схема свайного фундамента 2

В проекте N находится по формуле:

+Nбл

кН

кН

=396+6,566+22,982=425.548кН

Несущая способность висячих свай определяется как сумма сопротивлений  грунтов оснований под нижними концами свай и по их боковой поверхности по формуле:

,

где , , - наружный периметр поперечного сечения сваи.

Таблица 4.2. – Определение 

Характеристика грунта	zi, м	hi, м	fi
Суглинок полутвердый   IL=0.083	1,15	0,5	32,9	16,45
Песок пылеватый, средней плотности, маловлажный	2,4	2	22,6	45,2
	4,4	2	27,4	54,8
	6	1,2	31	37,2
				∑=153,65

 

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

R=

 

Рассчитаем несущую способность  сваи для фундамента сечение 3:

Рисунок 4.2 – Расчетная схема свайного фундамента 3

В проекте N находится по формуле:

+Nбл

кН

кН

=216+8,813+22,032=246,85кН

 

Несущая способность висячих свай определяется как сумма сопротивлений грунтов оснований под нижними концами свай и по их боковой поверхности по формуле:

,

где , , - наружный периметр поперечного сечения сваи.

Таблица 4.3 – Определение

Характеристика грунта	zi, м	hi, м	fi
	1,15	0,5	32,9	16,45
Песок пылеватый, средней плотности, маловлажный	2,4	2	22,6	45,2
	4,4	2	27,4	54,8
	6	1,2	31	37,2
				∑=153,65

 

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

R=

4.5. Определение несущей способности  сваи по материалу

Несущая способность сваи по материалу  на сжатие для железобетонных свай определяется по формуле:

где F_m – несущая способность сваи по материалу, кПа; - коэффициент условий работы сваи =1 (при размере поперечного сечения сваи более 200 мм); - коэффициент, учитывающий условия загружения, гибкость и другое (для свай, полностью находящихся в грунте, =1); R_b – расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии (призменная прочность), кПа;           А – площадь поперечного сечения сваи, м²; R_st – расчетное сопротивление арматуры сжатию, кПа; A_S – площадь всех продольных стержней арматуры.

R_b=8500

R_АРМ=280000 кПа

S_АРМ=

S_b=0,09м²

4.6. Определение количества свай в ростверке

Требуемое количество свай определяется по формуле:

,

где N₁ – полная расчетная нагрузка, передаваемая на сваи, приведенная к подошве плиты ростверка, кН; F_d – несущая способность сваи по грунту; - коэффициент надежности ( =1,4); - коэффициент, учитывающий работу свай при наличии момента внешних сил в уровне подошвы ростверка и принимаемый равным 1,1 – 1,2.

 

для сечения №2

 

 

Расстояние между осями свай:             

       

             

Шаг составляет 1 метр , что является оптимальным решением.

           

            для сечения №3

 

 

Расстояние между осями свай:             

Шаг составляет 1,2 метра,  что является оптимальным решением.

4.7. Конструирование свайных фундаментов

Свайные фундаменты в зависимости  от размещения свай в плане следует  проектировать в виде:

а) одиночных свай – под отдельно стоящие опоры;

б) свайных лент – под стены  зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине  нагрузок с расположением свай в  два ряда и более;

в) свайных кустов – под колонны  с расположением свай в плане  на участке квадратной, прямоугольной и других форм;

г) сплошного свайного поля – под  тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением  и объединенными сплошным ростверком, подошва котого опирается на грунт.

4.8. Определение фактической нагрузки на сваи

Расчет заключается в определении фактических нагрузок, действующих на сваи свайного фундамента, и сравнении их с расчетной нагрузкой, допускаемой на сваю (по грунту). Для центрально нагруженного свайного фундамента проверяется условие

Для внецентренно нагруженного свайного фундамента:

,

где N_I, M_xI, M_yI - соответственно расчетная вертикальная нагрузка, моменты относительно центральных осей X и Y плана свайного фундамента в плоскости подошвы ростверка; X и Y – расстояния от центральных осей до наиболее удаленной свай, для которой вычисляется фактическая нагрузка; X_I и Y_I – расстояния от центральных осей до оси каждой оси сваи фундамента.

Необходимо соблюдать условие:

Если  , необходимо увеличить число свай или их длину с целью повышения несущей способности свай по грунту.

Не следует допускать недоиспользование  несущей способности свай более  чем на 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем  на 5 %.

При N_Ф < 0 следует рассчитать сваи на выдергивающую нагрузку (при этом необходимо, чтобы N_ФMIN < N_b).

Расчет свайного фундамента № 2

 

                  

Условие выполняется 

Расчет свайного фундамента №  3

 

                  

Условие выполняется 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

М.В.Берлинов Б.А.Ягупов. Примеры расчета оснований и фундаментов. М., Стройиздат, 1986 г.

ГОСТ 25108-95 Грунты. Классификация, 1997 г.

СНиП 2.02.02-83 Основания зданий и сооружений. М.,Стройиздат,1984 г.

НИИОСП им. Герсеванова Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений, 1981 г.

Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. М., СтройИздат, 1985 г.

СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты 1987г.