Проектирование фундамента из забивных свай для колонны по оси Б

Глубину заложения ростверка d_p выбираем минимальной из конструктивных требований: -0,5м-0,25м=-0,75м (-0,5м – отметка низа колонны, 0,25м – минимальная толщина плиты под колонной). Округлеем до величины, чтоб высота ростверка h_p = d_p-0,15м была кратной 300мм, - 0,9м. Отметку головы сваи принимаем на 0,3м выше подошвы ростверка – 0,6м. В качестве несущего слоя выбираем суглинок непросадочный с прослойками песков, залегающие с отметки-14,150м, так как свая должна прорезать слои просадочных грунтов. Заглубление сваи в песок должно быть не менее 1,0м. Поэтому принимаем сваи длиной 15м – составные С150.30 со сварным стыком и секциями 7+8м; отметка нижнего конца составит-15,550м, а заглубление в суглинок непросадочный с прослойками песков 1,35м.

Несущую способность свай определяем исходя из замачивания глинистых грунтов до коэффициента насыщения S_r=0,9.

(190)

Таблица 18 – Данные для расчета несущей способности сваи

Допустимая нагрузка на сваю согласно расчету составит . Это больше, чем принимают в практике проектирования и строительства, и поэтому ограничиваем значение нагрузки на сваю, принимая ее .

Для колонны по оси Б:

Количество свай определяем по формуле:

(191)

Принимаем 2 сваи.

Расстановка свай:

Рисунок 52 – Расстановка свай

Приведем нагрузки к подошве ростверка:

Нагрузка от ростверка N_p составит:

(192)

Для 1 комбинации:

Для 2 комбинации:

Определяем нагрузки на сваи:

для 1 комбинации:

для 2 комбинации:

Все условия - N_cв<F_d/γ_c; N_св>0 выполняются.

 

 

Производим расчет свай на горизонтальную нагрузку:

По графикам на рис.8 [28]. определяем коэффициент К=16000кН/м⁴. По графикам на рис.9 [28]. для свай длиной 15м и при коэффициенте К=16000кН/м⁴ определяем единичное перемещение от Q_св=1кН – ε_н=0,3мм. Общее горизонтальное перемещение U_p=0,3х1,37=0,41мм (1,37кН – горизонтальная нагрузка на одну сваю). Значение U_p< U_в=10мм, поэтому можно принимать гибкое сопряжение свай с ростверком, однако грунты являются просадочными, и в связи с этим проектируем жесткое сопряжение. При жестком сопряжении единичный момент в сопряжении М_н=1,05кНм (при длине сваи >7м и К=16000кН/м⁴), а общий М_св=1,05х1,37=1,44кНм в первой комбинации нагрузок, М_св=1,05х1,21=1,27кНм во второй.

Для свай длиной 15м типовая продольная арматура - 4ø12АIII при классе бетона В20. При указанных выше значениях N_св, и названных выше моментах прочность такой сваи достаточна.

Расчет и конструирование ростверка:

Проверим ростверк на продавливание колонной

Рисунок 53 – Схема работы ростверка на продавливания колонной

 

Проверка осуществляется по формуле:

(193)

Продавливающая сила F определяется как удвоенная сумма усилий в сваях с наиболее нагруженной стороны ростверка:

в 1 комбинации

во 2 комбинации

где усилия определяются от нагрузок N и М, приложенных к обрезу ростверка.

Усилия в сваях:

Таблица 19 – Усилия в забивных сваях по оси Б

№ сваи	Усилия в сваях,кН
1 комбинация	2комбинация
	225,35	215,91
	204,94	221,18

 

Принимаем для расчета продавливающую силу по 1 комбинации, как большую:

F=2x225,35=450,7кН.

Класс бетона ростверка принимаем В12,5 с R_bt=660МПа, h_0p=0,4-0.05=0,35м. Значение коэффициента α принимаем равным 1, так как металлическая колонна не замоноличивается в стакан и часть нагрузки не будет передаваться через стенки стакана.

Значение с₁=h_0p=0,35м, с₂=0,4xh_0p=0.4x0.35=0.14м тогда:

условие выполняется, принимаем высоту ростверка – 0,4м.

Производим проверку на продавливание угловой сваей:

Рисунок 54 – Схема работы ростверка на продавливание угловой сваей

Проверку проводим по следующей формуле:

(194)

здесь N_свi=234,3кН; h_0p=0,35м; b₀₁=b₀₂=0,45м; с₀₁=0,193м, с₂=0,4xh_0p=0,4x0,35=0,14м; β₁=0,6; β₂=1,0, тогда:

условие выполняется.

Производим расчет ростверка на изгиб:

Моменты в сечениях определяем по формулам:

По величине моментов в каждом сечении определяем площадь рабочей арматуры:

(195)

где h_0p – рабочая высота каждого сечения, м;

R_s – расчетное сопротивление арматуры, кПа(для арматуры класса А-III периодического профиля диаметром 10-40 мм принимают R_s=365000кПа);

ξ – коэффициент, определяемый по табл.9 [28]. в зависимости от величины α_m:

(196)

где b_i – ширина сжатой зоны сечения;

 

R_b – расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое для бетона класса В12,5 – 7,5МПа.

Рисунок 55 – Схема к расчету ростверка на изгиб

Результат расчета сведен в таблицу ниже:

Таблица 20 – Результаты расчета забивных свай по оси Б

Сечение	Момент, кНм	αm	ξ	h0p	Аs, см2
1-1	67,4	0,093	0,951	0,35	5,55
2-2	45,1	0,082	0,956	0,40	3,23

 

Принимаем арматуру нижней сетки С-1 в одном направлении 8ø10АIII с площадью А_s= 6,28см², в другом направлении 4ø10АIII с площадью А_s= 2,36см².

Таблица 21 - Спецификация

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса, кг	Примеч.
	Сваи железобетонные
	ГОСТ 19804-91	С150.30
	Ростверк монолитный
	ГОСТ 23279-84	С-1		62,8
	Детали
	ГОСТ 5784-82	ø10АIII, l=550		27,1
	ГОСТ 5784-82	ø10АIII, l=1450		35,7
	Материалы	Бетон В12,5	м3	0,36