Определение числа свай в фундаменте и размещение их в плане. Центрально нагруженный свайный фундамент

Выбор конструкции свайного фундамента

Выбор конструкции свайного фундамента (вид свай, тип свайного фундамента и ро­стверка) производится исходя из конкретных условий строительной площадки, характеризуемых материалами инженерных изысканий, конструктивными и технологическими особенностями проектируемых зданий и сооружений, расчетных нагрузок, действующих на фундамент, а также на основе результатов сравнения возможных вариантов проектных решений.

Тип и вид свай выбираются в зависимости от инженерно-геоло­гических условий строительной площадки и имеющегося оборудо­вания для устройства свайных фундаментов.

Длина свай выбирается в зависимости от грунтовых условий строительной площадки и уровня расположения подошвы ростверка. Нижние концы свай, как правило, заглубляют в плотные грунты с высокими расчетными характеристиками, прорезая напластования слабых грунтов. Заглубление забивных свай в грунт, принятый за основание под их нижние концы, должно быть не менее 1 м.

Тип свайного ростверка выбирается в зависимости от назначе­ния и конструкции сооружения. Чаще устраиваются фундаменты с низким ростверком, высокие ростверки применяют в основном в опорах мостов и в портовых гидротехнических сооружениях (набе­режные, пирсы и т. д.).

Глубину заложения подошвы низкого ростверка назначают в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения. Чаще всего ростверк располагают ниже пола подвала.

Зная несу­щую способность сваи F_d и принимая, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи фундамента, необ­ходимое число свай п в кусте или на 1 м длины ленточного фун­дамента определяют по формуле

(3.6)

где γ_k – коэффициент надежности

N – расчетная нагрузка на куст, кН, или на 1 м длины ленточного фундамента, кН/м.

Для отдельно стоящего фундамента (куста свай) полученное по формуле (3.6) число свай округляется в сторону увеличения до целого числа.

Сваи в кусте надо разместить таким образом, чтобы ростверк получился наиболее компактным, при этом сваи можно располагать по прямоугольной сетке или в шахматном порядке. Обычно рас­стояние между осями свай принимается

a = 3d (при меньшем рас­стоянии между осями сваи трудно, а иногда и просто невозможно забить из-за чрезмерного уплотнения грунта межсвайного про­странства, а при большем – значительно увеличиваются размеры ростверка), а расстояние от крайнего ряда свай до края ростверка – 1d.

Где d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи, м.

Ростверки кустов свай конструируются как обычные фундамен­ты мелкого заложения и рассчитываются на продавливание колон­ной или угловой сваей, на поперечную силу в наклонных сечениях и на изгиб.

Если сваи куста работают только на сжимающую нагрузку, то достаточно их заделки в ростверк на 5...10 см, если же сваи восп­ринимают выдергивающие нагрузки или моменты, то их связь с ростверком делают более надежной, для чего головы свай разби­вают и обнаженную арматуру замоноличивают в бетон ростверка. После размещения свай в плане и уточнения габаритных раз­меров ростверка определяют нагрузку N, приходящуюся на каждую сваю, и проверяют условие

, (3.7)

где N₀₁, n, F_d и γ_k – то же, что и в формуле (3.6);

G_f и G_g – расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на обрезах

ро­стверка, кН.

Если условие (3.7) не выполняется, то необходимо выбрать или другой тип свай, имеющий более высокую несущую способ­ность, или увеличить число свай в фудаменте и повторить расчет.

Ширину ростверка ленточного свайного фундамента определяют по формуле

, (3.8)

где с_о = 0,1 м – расстояние от края ростверка до грани сваи;

т – число рядов свай;

с_р – расстояние между рядами свай, м.

Расчет осадки свайного фундамента. Сложность определения оса­док свайных фундаментов связана с тем, что они передают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай, при этом соотношение передаваемых нагру­зок зависит от многих факторов: числа свай в фундаменте, их длины, расстояния между сваями, свойств грунта и степени его уплотнения при погружении свай.

В связи с этим при разработке методов расчета осадок свайных фундаментов принимаются те или иные упрощающие допущения, снижающие их точность. С другой стороны, чем точнее расчетная схема отражает фактическую работу свайного фундамента, тем сложнее методика расчета.

Свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании. Это означает, что сваи, грунт межсвайного пространства, а также некоторый объем грунта, примыкающего к наружным сторонам свайного фундамента, рас­сматриваются как единый массив АБВГ (рис. 11.17, а), ограничен­ный снизу плоскостью БВ, проходящей через нижние концы свай, а с боков — вертикальными плоскостями АБ и ВГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии с, равном

(3.9)

где h – глубина погружения свай в грунт, считая от подошвы ростверка, м; φ_II,mt – осредненное расчетное значение угла внут­реннего трения грунта:

(3.10)

φ_II,i – расчетные значения углов внутреннего трения для отдель­ных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i.

Рис. 3.6. Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний

Размеры подошвы условного фундамента при определении его границ по этим правилам находим по формулам

(3.11)

где a_b и a_l – расстояния между осями свай соответственно по поперечным и продольным осям, м;

m_b и m_l – количество рядов свай по ширине и длине фундамента (на

рис. 3.6, a m_b = 3; m_l = 4);

d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи, м.

При определении осадок расчетная нагрузка, передаваемая условным фундаментом на грунт ос­нования, принимается равномерно распределенной.

Расчет осадки свайного фундамента, как условного массивного, выполняется теми же методами, что и расчет фундамента мелкого заложения. При этом также требуется выполнение условия, чтобы среднее давление р_II по подошве условного фундамента не превыша­ло расчетное сопротивление грунта основания R на этой глубине, т. е.

(3.12)

где A_y = b_yl_y – площадь подошвы условного фундамента, м²;

N_II – расчетная нагрузка по второй группе предельных состояний, кН, определяемая с учетом собственного веса условного фундамента по формуле

(3.13)

где N_0II – расчетная нагрузка от веса здания или сооружения на уровне верхнего обреза фундамента, кН;

N_cII, N_pII, N_rII – вес соот­ветственно свай, ростверка и грунта в объеме условного фундамен­та АБВГ, кН.

Осадка свайного фундамента S определяется, мето­дом суммирования. Полная осадка фундамента не должна превышать ее предельного значения в соответствии с усло­вием:

,

где – предельное допустимое значение деформации свайного фундамента

Дата добавления: 2014-01-20