Расчет основания свайного фундамента по деформациям

Расчет по предельному состоянии второй группы производится аналогично расчету по деформациям оснований плитных фундаментов (на естественном основании) и сводится к удовлетворению условия S<S_u.

Расчет осадок свайных фундаментов из свай защемленных в грунте и его основания по деформациям, как правило, производится по методу условного массивного фундамента, по той же методике, что и для фундамента на естественном основании, согласно ТКП 45-5.01-67-2007. Грунт в межсвайном пространстве и примыкающий к наружным граням крайних свай фундамента рассматривается как единый массив, ограниченный:

снизу — горизонтальной плоскостью, проходящей через нижние концы свай и служащей подошвой условного фундамента:

по краям — вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии a= htg(j_II,mt/4), но не более 2 d в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6 (d— диаметр или сторона поперечного сечения сваи);

сверху — поверхностью планировки грунта.

Здесь j_II,mt — осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

где j_i – расчетные значения углов внутреннего трения грунтов соответствующих участков сваи h_i.

Таким образом, длина L_I подошвы условного фундамента определяется из выражения:

м

где m_i– расстояние между внешними плоскостями свай.

Среднее давление P, кПа, по подошве условного центрально нагруженного фундамента определяется с учетом веса условного массива:

где А₁ - площадь подошвы условного фундамента, м;

N_d1 - суммарный вес условного массива и нагрузок, приложенных на уровне обреза ростверка, кН.

.

Здесь N₀ - вертикальная нагрузка от здания, приложенная на уровне обреза ростверка;

G₁ - вес ростверка, кН;

G₂- вес свай, кН;

G₃ - вес грунта в объеме выделенного условного массива.

Для внецентренно нагруженных фундаментов определяется максимальное давление по краю подошвы условного фундамента:

При расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы среднее давление Р под подошвой центрально нагруженного фундамента не превышало расчетного сопротивления грунта R: Р £ R. Для внецентренно нагруженного фундамента предварительно проверяются три условия:

Р_max £ 1.2R; P £ R; P_min > 0.

Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа определяется по формуле:

,

где g_с1 и g_с2 - коэффициенты условий работы,принимаемые по ТКП 45-5.01-67-2007, таблица 5.2 (g_с1=1,4, g_с2=1,4 – так как L/H=31,7/28=1,13м)

k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочност­ные характеристики грунта j и С определены непосредственными испытаниями (для нашего случая), и 1,1 - если они приняты по таблицам;

M_y, M_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по ТКП 45-5.01-67-2007;

b - ширина подошвы фундамента (меньшая его сторона),м;

К_z - коэффициент, принимаемый: K_z = 1 при b < 10 м;

g_II’ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (с учетом фактического уплотнения обратной засыпки), а при наличии подземных вод с учетом ее взвешивающего действия), кН/м³.

g_II- то же для естественных грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента до глубины 2b, кН/м³;

С_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегаю­щего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ - глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

,

Где h_s- толщина слоя грунта выше подошвы фундаментав подвале,м;

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола под­вала, кН/м³ (для бетонного пола g_cf= 22 кН/м³);

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом шириной В £ 20 м и глуби­ной более 2 м принимается d_b= 2м; при ширине подвала В > 20 м принимается d_b= 0), м. В нашем случае d_b=0.

Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного (бытового) и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюр.

Природное давление в кПа, определяется по формуле:

где g_i - удельная вес грунта i -го слоя, кН/м³;

h_i - толщина i -го слоя грунта, м.

Величина природного давления определяется на границе каждого слоя грунта. Ниже горизонта подземных вод удельный вес грунта определяется с учетом гидро­статического взвешивания.

Ординаты вспомогательной эпюры, равной 0,2s_zg, необходимы для определения глубины расположения границы сжимаемой толщи грунта.