Фундаментов глубокого заложения

Определение предварительных размеров

Рассмотрим последовательность проектирования свайного фунда­мента с низким ростверком при вертикальных сваях.

Отметку подошвы ростверка, которую определили в разделе 3.3, наносят на геологический разрез (см. рис. 3). Анализ инженерно-гео­логических условий позволяет сделать вывод о типе свай. Если в грунтовом массиве есть практически несжимаемые породы (скальные, полускальные, крупнообломочные и глинистые грунты твердой конси­стенций), то применяют сваи-стойки, в противном случае - висячие сваи (сваи трения).

Несущая способность висячей сваи складывается из сопротивле­ния грунта под острием и сил трения грунта по боковой поверхности, следовательно, острие сваи нужно располагать в более прочном грун­те при заглублении в него на 2…3 м. Прочность грунтов качественно характеризует величина условного расчетного сопротив­ления грунта , (см. рис. 3). Таким образом, получают длину сваи в первом приближении.

Если в пределах длины погруженной части сваи есть слой сильно сжимаемых (слабых) грунтов (торф или ил толщиной более 30 см), то силы трения на этом участке длины сваи считают равными нулю. Силы трения грунта, расположенного выше сильно сжимаемого слоя, считают негативными (отрицательными), и они должны быть потом до­бавлены к нагрузке от здания, действующей на ростверк.

Выбирают вид висячей сваи: забивные или набивные разных конструкций, сваи-оболочки (диаметром более 800 мм), сваи-столбы. Например, если свая прорезает мощную толщу сильно сжимаемых грун­тов, и нижний ее конец находится в плотном (прочном) грунте, то наиболее целесообразно принимать буронабивную сваю с уширением в пределах прочного грунта. В этом случае максимально используется прочность бетона сваи. Забивные и буронабивные сваи без уширения применяют при достаточно однородных по прочности слоях грунтов. Размеры забивных свай и свай-оболочек принимают по ГОСТам, а набивных - в зависимости от технических параметров оборудования.

Сопряжение свайного ростверка со сваями бывает свободно опирающимся или жестким. Свободное опирание учитывают в расчетах, как шарнирное, и конструктивно выполняют заделкой головы сваи в монолитный ростверк на 5…10 см. Жесткое сопряжение сваи с ростверком осуществляют путем заделки головы сваи в монолитный ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, либо заделкой в ростверк выпусков арматуры.

Уточнив размеры выбранной сваи (длину, поперечное сечение) и выполнив рис. 9, определяют ее несущую способность .

Например, для забивных и набивных висячих свай (приложение Е1…Е4)

.

Вычисляют количество свай в первом приближении

.

При действии на ростверк большого по величине момента и поперечной силы количество свай увеличивают до 20%.

Располагают забивные сваи в плане с соблюдением условия

,

где - диаметр круглого, сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения сваи; - расстояние в плане между центрами свай, расположенных рядами или в шахматном порядке (рис. 10).

Рис. 9. Схема для определения несущей способности одиночной сваи по грунту для фундамента Ф₃: а – без слабого слоя грунта; б – при наличии слабого слоя грунта (торф, ил).

Причем, необходимо стремиться располагать сваи на расстоянии 3 и к квадратной форме ростверка, тогда ростверк будет иметь минимальные размеры в плане. И только наличие большого по величи­не момента и поперечной силы вынуждают принимать ростверк прямоу­гольной формы и увеличение расстояния между центрами свай до 6 в плоскости действия момента.

Расстояние в свету между стволами буровых и набивных свай и свай-оболочек должно быть не менее 1 м, между уширениями буронабивных свай и свай-оболочек при устройстве их в сухих глинистых грунтах твердой и полутвердой консистенции - 0,5 м, а в остальных грунтах - 1 м.

Рис. 10. Пример расположения свай в фундаменте под колонны (а) и стены (б).

При расположении свай в плане могут быть следующие варианты:

1) одной сваи принятых размеров много, тогда нужно уменьшить длину сваи или принять другую ее конструкцию и расчеты повторить;

2) под одну колонну свай много и их невозможно расположить в плане с учетом свай под соседние колонны, тогда необходимо увеличить длину свай или принять другую конструкцию, например, вмес­то забивных призматических свай принять буронабивные с уширенной пятой и расчеты повторить.

Определяют размеры ростверка, при этом расстояние от края ростверка до первого ряда свай принимают 5…10 см.

Вычисляют усилия, передаваемые ростверком на сваи. Вертикаль­ное усилие на уровне подошвы ростверка определяют по фор­муле

,

где - вес ростверка; - вес грунта на обрезах ростверка.

Определяют расчетную нагрузку на максимально и минимально нагруженные сваи (крайние в кусте)

,

где - расстояние от центральной оси X ростверка до оси каждой сваи; расстояние от оси X до оси крайних свай по обе стороны.

Проверяют условие . Невыполнение этого условия может быть только при действии очень большого по величине значения . Тогда необходимо сдвинуть ростверк вместе со сваями относительно неподвижной колон­ны в направлении действия момента , т.е. задать фактичес­кий эксцентриситет (аналогично случаю с фундаментами мелкого заложения) и вычислить

.

Если этот прием не даст должного результата, то предусматривают устройство наклонных свай.

Итак, после того, как определены размеры двух вариантов фун­даментов (мелкого и глубокого заложения), вычисляют технические показатели для каждого из них (табл. 3).

Таблица 3

Технические показатели на I фундамент

Показатель	Для фундаментов
мелкого заложения	глубокого заложения
Ф 1	Ф 4	Ф 1	Ф 4
Общий объем бетона, м^3 Масса арматуры, кг Объем земляных работ, м^3

Массу арматуры принимают по содержанию ее в 1 м³ конструкции (сваи – 100…150 кг, ростверки под колонны - 70 кг, ленточные ростверки под стены и массивные фундаменты – 30…40 кг).

Объем земляных работ вычисляют для площади здания в плане, приходящейся на одну колонку или 1 пог. м стены.

По этим показателям с учетом особенностей производства работ, выбирают вариант для дальнейшей проработки.

Дата добавления: 2014-11-18