Центрально нагруженные фундаменты
1) выбирают глубину заложения подошвы ростверка, тип, вид и размеры свай;
2) определяют несущую способность сваи;
3) определяют необходимое число свай в фундаменте;
4) размещают сваи в плане и конструируют ростверк;
5) производят проверку нагрузки, приходящейся на одну сваю;
6) определяют осадку свайного фундамента.
Глубину заложения подошвы ростверка назначают в зависимости от конструктивных особенностей подземной части сооружения (наличие подвала, технического подполья), а также высоты ростверка, определяемой расчетом.
Тип и вид свай выбирают исходя из характера напластования грунтов. Во многих случаях рационально устройство забивных свай. При больших нагрузках (более 2000 Кн) и длинах свай (более 10 м) часто оказываются рациональными набивные сваи с уширенным нижним концом.
Длину свай выбирают в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. Нижние концы свай, по рекомендации СНиП, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования. При этом для того, чтобы можно было использовать в расчете более высокие характеристики грунтов, забивные сваи следует в них заглублять (СНиП, п.7.10):
¨ в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные и пылевато-глинистые грунты с показателем текучести 
— не менее0,5м;
¨ в прочие грунты — не менее 1,0 м.
Под прочными грунтами не должно быть слабых грунтов.
Поперечное сечение свай принимают в зависимости от их длины, так как большая гибкость свай может вызвать искривление их ствола при забивке в грунт. В то же время сечение висячих свай стремятся принимать наименьшим, так как сваи меньшего сечения имеют большую поверхность на
1 м 3 бетона и, следовательно, большее относительное сопротивление сдвигу. Однако это ведет к увеличению свай в фундаменте.
Размещают сваи в центрально нагруженном фундаменте рядами или в шахматном порядке.
Рис. 9.12. Размещение свай в свайном кусте:
, 
мм; 
— больший размер поперечного сечения.
Несущая способность сваи определяется по формуле (9.3). Число свай в фундаменте определяют исходя из допущения, что ростверк равномерно распределяет нагрузки на все сваи:
.
Отсюда число свай в центрально нагруженном кусте равно:
(9.5)
где: 
— коэффициент надежности по несущей способности сваи (принимается равным =1,4 при определении 
расчетом; другие случаи — см. СНиП, п.3.10);
— расчетная нагрузка, действующая по обрезу ростверка; a — шаг свай;
d — глубина заложения подошвы ростверка; 
— средний удельный вес материала
ростверка и грунта (
20 Кн/м3).
Расчетная нагрузка на одну сваю для центрально нагруженного фундамента принимается равной:
, (9.6)
где: N— нагрузка, приходящаяся на одну сваю; Gf, Gg — расчетные нагрузки от веса
ростверка и грунта на нем; n— число свай в фундаменте.
Она должна удовлетворять условию:
, (9.7)
где 
— коэффициент надежности по несущей способности сваи (при определении несущей способности сваи 
расчетом 
).
Если это условие не удовлетворяется, изменяют число свай и производят повторную проверку.
Сопряжение свай с ростверком может быть шарнирным и жестким.
Жесткое сопряжение, в соответствии с п. 7.4 СНиП, устраивают в следующих случаях:
3) стволы свай располагаются в слабых грунтах (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т.п.);
4) в месте сопряжения сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю, приложена к ней с эксцентриситетом, выходящим за пределы ядра сечения;
5) перемещения фундамента от горизонтальных нагрузок при шарнирном опирании больше предельных значений;
6) в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи;
7) сваи работают на выдергивающие нагрузки.
В остальных случаях предусматривают шарнирное соединение.
1. Если непосредственно под подошвой монолитного ростверка лежат слабые грунты, то устраивают подготовку толщиной 70. 100 мм из бетона класса В10 для того, чтобы не перемешивалась бетонная смесь с грунтом при бетонировании.
2. При шарнирном сопряжении свай с ростверком головы свай заделывают в ростверк на глубину 50. 100 мм. При заделке на глубину 50 мм арматурные сетки плиты ростверка укладывают на оголовки свай. При заделке на большую глубину стержни сеток, попадающие на сваи, вырезаются и сетки укладываются с защитным слоем 50 мм.
3. При жестком сопряжении свай с ростверком головы свай или выпуски арматуры (9.14-б, 9.13) заделываются в ростверк на глубину анкеровки (см. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции, п. 5.14).
4. Проектный класс бетона по прочности на сжатие рекомендуется назначать не ниже В12,5.
5. Для армирования ростверков применяется стержневая горячекатанная арматура периодического профиля класса А-III и гладкая класса A-I.
6. При стаканном сопряжении сборных железобетонных колонн с ростверком толщина дна стакана принимается не менее 250 мм. Соединение монолитных железобетонных колонн, а также баз стальных колонн с монолитными ростверками осуществляется так же, как и с монолитными фундаментами на естественном основании.
Рис. 9.13. Жесткое сопряжение свай с ростверком путем заделки арматуры.
Размеры ростверков рекомендуется принимать:
· в плане подошвы, ступеней — кратными 300 мм; подколонника — кратными 150 мм; по высоте — кратной 150 мм;
· высота назначается из условий продавливания колонной и угловой сваей по формуле[10]:
, (8.9)
где: d — характерный размер сваи или колонны; NI — расчетное усилие; Rbt — сопротивление бетона осевому растяжению.
При этом должны выдерживаться следующие размеры:
· расстояние от головы сваи или концов выпущенной арматуры до обреза ростверка должно быть не менее 250 мм;
· расстояние от края плиты до ближайших граней свай должно быть не менее 100 мм.
· расстояние между осями свай должно быть не менее 3d (d — характерный размер сечения сваи);
Рис. 9.14. Схемы сопряжения свай с ростверком:
а) — шарнирное сопряжение; б) — жесткое сопряжение с заделкой головы сваи; в) расчетная схема для расчета ростверка на изгиб; 1 — пирамида продавливания ростверка угловой сваей; 2 — пирамида продавливания ростверка колонной; 3 — надежный грунт; 4 — слабый грунт; 5 — бетонная подготовка.
— усилия на сваи; 
— нагрузка от собственного веса ростверка и грунта на нем.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Методика проектирования центрально и внецентренно загруженных фундаментов мелкого заложения
Расчет фундамента мелкого заложения начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров, к которым относятся глубина заложения фундамента, размеры и форма подошвы. Затем для принятых размеров фундамента производят расчеты основания по предельным состояниям.
Определение глубины заложения фундамента. Очевидно, что чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения, поэтому естественно стремление принять глубину заложения как можно меньшей.
Рис. Схемы напластований грунтов с вариантами устройства фундаментов: 1- прочный грунт; 2-более прочный грунт; 3-слабый грунт; 4-песчанная подушка; 5-зона закрепления
— минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории; глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 10. 15 см.
Глубина сезонного промерзания грунтов. df=khdfn, где kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, dfn — нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м.
Определение формы и размеров подошвы фундаментов. Форма подошвы фундамента во многом определяется конфигурацией. При расчетах фундаментов мелкого заложения по второму предельному состоянию (по деформациям) площадь подошвы предварительно может быть определена из условия pП≤R, где pП – среднее давление по подошве фундамента, R – расчетное сопротивление грунта основания.
Центрально нагруженный фундамент. Центрально нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок проходит через центр площади его подошвы. Реактивное давление грунта по подошве жесткого центрально нагруженного фундамента принимается равномерно распределенным pII=(NoII+GfII+GgII)/A, где NoII — расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; GfIIи GgII — расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах; А — площадь подошвы фундамента. В предварительных расчетах вес грунта и фундамента в объеме параллелепипеда АВСD, в основании которого лежит неизвестная площадь подошвы А, определяется приближенно из выражения GfII+GgII=γmAd где γm — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах, d – глубина заложения фундамента, м.
А=NoII/(R-γmd). Рассчитав площадь подошвы фундамента, находят его ширину b. Ширину ленточного фундамента, для которого нагрузки определяют на 1 м длины. После вычисления значения b принимают размеры фундамента с учетом модульности и унификации конструкций и проверяют давление. Найденная величина рII должна быть по возможности близка к значению расчетного R.
Внецентренно нагруженный фундамент. Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. При расчете давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента принимают изменяющимся по линейному закону, а его краевые значения при действии момента сил относительно одной из главных осей. рmax=(NII/A)(1±6e/b), где NII — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах; А — площадь подошвы фундамента; е — эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы; b — размер подошвы фундамента в плоскости действия момента.
Поскольку при внецентренном нагружении относительно одной из центральных осей максимальное давление на основание действует только под краем фундамента, при подборе размеров подошвы; фундамента его допускается принимать на 20% больше расчетного и сопротивления грунта, т.е. рmax≤1,2R Одновременно среднее давление по подошве фундамента, определяемое как рII=NII/A должна удовлетворять условию pII≤R.
В тех случаях, когда точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих осей инерции прямоугольной подошвы фундамента, давление под ее угловыми точками находят по формуле. р с max=(NII/A)(1±6ex/l±6ey/b).
Поскольку в этом случае максимальное давление действует только в одной точке подошвы фундамента, допускается, чтобы его значение, удовлетворяло условию р с max≤1,5R.
Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта. При наличии и в пределах сжимаемой толщи основания слабых грунтов •или грунтов с расчетным сопротивлением меньшим, чем давление на несущий слой, необходимо проверить давление на них, чтобы уточнить возможность применения при расчете основания теории линейной деформируемости грунтов. Последнее требует, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчетного сопротивления, т.е. σzp+ σzg≤Rz
Где σzp и σzg — вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента (соответственно дополнительное от нагрузки фундамент и от собственного веса грунта); Rz — расчетное сопротивление грунта на глубине кровли слабого слоя, величину Rz определяют как для условного фундамента шириной bz, и глубиной заложения dz. Коэффициенты условий работы γС1, γС2 и надежности k, а также коэффициенты Мq, Mc находят применительно к слою слабого грунта. Ширину условного фундамента назначают с учетом рассеивания напряжений в пределах слоя толщиной z. Если принять, что давление действует по подошве условного фундамента АВ, то площадь его подошвы должна составлять Az=NoII/σzp, Зная Аz найдем ширину условного прямоугольного фундамента bz=(√Az+a 2 )-a, где а=(1-b)/2 (1 и b длина на и ширина подошвы проектируемого фундамента. Для ленточных фундаментов bz=Аz/1.
Источник