Условная подошва свайного фундамента

Определение размеров условного фундамента

Определение размеров условного фундамента производится в следующей последовательности.

1.Определяем размеры условного фундамента. Границы условного свайного фундамента определяются следующим образом (рис. 5.3): снизу – плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; сверху – поверхностью планировки земли; с боков – вертикальными плоскостями АВ и ВБ, отстоящими от нагруженных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h_у.ф.×tga, где a – угол распределения напряжений, определяется по формуле

6,74°,

где j_II,mt – усредненный угол внутреннего трения в пределах грунта, пробиваемого сваей (рис. 5.3), определяется по формуле

26,96°.

2.Определяется высота условного фундамента h_у.ф., по формуле

3.Определяем ширину подошвы условного фундамента b_у.ф.:

где d – диаметр круглой сваи или размер стороны квадратного поперечного сечения сваи, d = 0,3 м; l_св – длина сваи без учета заделки в ростверк, определяется по формуле

здесь h_з – высота (глубина) заделки сваи в ростверк, h_з = 0,3 м.

4.Определяем длину подошвы условного фундамента l_у.ф.:

5.Определяем площадь подошвы условного фундамента A_у.ф.:

6.Определяем собственный вес свай G_св:

где V_св – объём свай, определяется по формуле

здесь A_св – площадь поперечного сечения сваи, A_св = 0,09 м 2 ; l_св – длина сваи без учета заделки в ростверк, l_св = 3,7 м; n – количество свай, n = 4 шт;
g_m = 25 кН/м 3 – удельный вес бетона сваи.

7.Определяем собственный вес ростверка G_р:

где g_m = 25 кН/м 3 – удельный вес бетона ростверка; V_р – объём ростверка, определяется по формуле

8.Определяем собственный вес грунта G_гр, расположенного на уступах ростверка, определяется по формуле:

G_гр = (V_у.ф. – V_р – V_св)× = (14,12 – 3,375 – 1,33)×17,5 = 164,76 кН,

где V_у.ф. – объём условного фундамента грунта (прямоугольник ABCD, рис. 5.3), определяется по формуле:

5,62×3,65 = 14,12 м 3 ,

здесь – площадь подошвы условного фундамента, = 5,62 м 2 ; – осреднённое значение удельного веса грунта расположенного на подошве ростверка (при наличии грунтовых подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды), принимается равным = 17,5×кН/м 3 .

9.Определяем среднее давление P_у.ф. под подошвой условного фундамента:

= 192,6 кН.

10.Определяем расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя под подошвой условного фундамента:

,

где g_с1 и g_с2 – коэффициенты условий работы, g_с1 = 1,4 и g_с2 = 1,34, согласно табл. 3 [1] или прил. 4, табл. 4.1 настоящего учебного пособия; k – коэффициент, k = 1,0, т.к. прочностные характеристики грунта (ИГЭ-3), залегающего под подошвой условного фундамента (j и c_II), определены непосредственными испытаниями; М_g, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения j (п.7, табл. № 47) несущего слоя грунта, принимаются согласно табл. 4 [1] или прил. 5 настоящего учебного пособия, для j = 37° М_g = 1,95, М_q = 8,81, М_с = 10,37; b_у.ф. – ширина условного фундамента, b_у.ф. = 2,37 м; k_z – коэффициент, k_z = 1,0, т.к. ширина условного фундамента b_у.ф. = 1,5 3

g_II – то же, ниже подошвы условного фундамента, определяется по формуле

11,81 кН/м 3 .

Тогда,

+ (8,81 – 1)×1,85×24,01 + 10,37×1 = 2221,06 кПа.

11.Проверяем условие, по которому среднее давление под подошвой условного фундамента не должно превышать расчетного сопротивления несущего слоя грунта R_у.ф под подошвой условного фундамента, т.е. должно выполняться условие P_у.ф. + £ R_у.ф.

192,6 + = 219,75 кПа

Источник

Методика условного фундамента к большеразмерным свайным полям

18.11.2014, 21:14 #2

СП 24.13330.2011 п.7.46

18.11.2014, 21:42 #3

расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.

Наверное не точно написали ссылку? В СП есть пункт 7.4.6, и там нет определение данного термина.

18.11.2014, 22:06 #4

А определения нет. Это все идет из Москвы

Сначала все было хорошо и было определение «свайное поле» в рекомендациях по проектированию свайных полей 1983 г- в плане 10х10 или в виде кольца. .
Потом появились внутренние Московские нормы в 1997 г Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москве. и в 2001 г в Инструкции и неожиданно всплыл термин большеразмерные плитные ростверки (при размерах в плане 10×10 м и более)
Потом это вошло в СП 50-102-2003 Для тяжелых каркасных зданий и сооружений применяют, как правило, большеразмерные плитные ростверки (при размерах в плане 10х10 м и более).
Ну а в СП 24.13330.2011 это уже не кусты, а поля (правда без расшифровки).

Источник

Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного

Для данной проверки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящий из ростверка, свай и грунта, ограниченный контуром А-Б-В-Г

Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам:

;

,

где а_с, b_с – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента;

а_сп, b_сп – соответственно длина и ширина свайного поля по наружным граням крайних свай, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

φ_mt – приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов, прорезанных сваями, определяемое о формуле

;

φ_I,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта толщиной h_i; при этом ∑h_i=d_i.

При наклонном расположении свай, если размеры условного фундамента определяются точками пересечения наклонных граней свай с плоскостью острия сваи (рис 5.4).

Проверка несущей способности основания условного фундамента заключается в том, чтобы среднее p и максимальное p_мах давления на грунт в сечении А-Б (рис 5.4) по подошве условного фундамента удовлетворяли следующим условиям

; ,

где R – расчетное сопротивление грунта в уровне нижних концов свай, кПа

где R₀ – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по табл. 1 — 3 приложения 5;

b_с – ширина условного фундамента, м; при ширине более 6 м принимается b_с = 6 м;

d – глубина условного фундамента, м;

g_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать g = 19,62 кН/м 3 или определять по формуле (2);

k₁, k₂ – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 приложения 5;

γ_п – коэффициент надежности по назначению сооружения, γ_п = 1,4;

γ_с – коэффициент условий работы, с учетом рассматриваемых временных нагрузок принимается равным γ_с = 1,2;

a_c –длина условного фундамента, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

F_hx – тормозная сила, кН (см. исходные данные);

М_с – момент тормозной силы в уровне подошвы ростверка, кНм

;

F_hx, h_p – приведены в исходных данных;

N_c – нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива А-Б-В-Г вместе с заключенными в нем ростверком и сваями по формуле

,

где N_ГР – нагрузка от веса грунта в пределах всего условного фундамента А-Б-В-Г, определяемая по формуле

;

а_с, b_c, h_p – соответственно длина, ширина и высота ростверка, м.

γ_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, определяемое по формуле

(2)

где γ_Ii – расчетный удельный вес отдельных геологических слоев грунта, лежащих выше подошвы условного фундамента, кН/м 3 ;

Рис. 5.4. Схема условно массивного свайного фундамента:

а) при применении только вертикальных свай; б) при применении вертикальных и наклонных свай

Источник

Под условным свайным фундаментом

Для этой проверки строят условный свайный фундамент (рис. 4.4).

а б

Рис. 4.4. Схемы построения условного свайного фундамента при отсутствии слабых грунтов — а, при наличии слабого слоя в пределах толщи прорезываемой сваями — б: 1 – слои грунтов, b_y – ширина условного фундамента

Границы условного фундамента (рис. 4.4) определяются следующим образом: снизу – горизонтальной плоскостью, проходящей через нижние концы свай; с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии l_p×tg(j/4); сверху – поверхностью планировки грунта DL. На рис. 4.4 проекция такого условного фундамента представлена фигурой «1 – 2 – 3 – 4», здесь j — осредненное расчетное значение (по деформациям) значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле

, (4.15)

где h_i, j_II,I – соответственно толщина и расчетное значение угла внутреннего трения отдельного i-го слоя, пройденного сваей (в пределах расчетной длины сваи l_p).

Наклонные плоскости проводятся от подошвы ростверка. Если в пределах расчетной длины свай l_p встречаются ненормируемые («слабые») грунты, не обеспечивающие трение по боковой поверхности свай (например, пылевато-глинистые в текучем состоянии, рыхлые песчаные грунты), наклонные плоскости под углом φ/4 проводятся oт кровли того слоя, где силы трения принимают участие в обеспечении несущей способности сваи. В этом случае φ определяется лишь для нижележащих слоев грунта.

Размеры подошвы условного фундамента (ширину b_у и длину 1_у) можно определить но формулам

где m_b, m_l — количество рядов сваи соответственно по ширине и длине фундамента; b_b, b_l — расстояния, между рядами свай соответствен­но по ширине и длине фундамента; l_p— длина сваи без учета ее части, заделанной в ростверк. Обычно

l – расчетная длина сваи; d — размер поперечного сечения свай.

Проверка прочности основания под условным свайным фундаментом производится по формулам (3.5) и (3.6).

Среднее давление под подошвой условного свайного производят по формуле

, (4.19)

где N_оII– внешняя нормативная нагрузка на уровне обреза условного фундамента; N_pII — нормативная нагрузка от веса ростверка; G_грII— нормативная нагрузка от веса грунта в объеме условного фундамента; N_cвII — нормативная нагрузка от веса свай; А_у – площадь условного фундамента.

При определении N_оII необходимо учитывать наличие подвала в зданиях. В этом случае к нагрузке N_оIIприбавляется вес стакана и фундаментных стеновых блоков или монолитных стен подвала.

Вес ростверка равен

где b_рост, l_рост, h_рост – соответственно ширина, длина и высота ростверка; 25 – удельный вес железобетона в ростверке (кН/м 3 ).

Вес свай в ростверке

где n – количество свай в ростверке (шт.); l_p – длина сваи за исключением ее заделки в ростверк (м); d 2 – площадь сечения сваи (м 2 ); 25 – удельный вес железобетона в ростверке (кН/м 3 ).

где V_у– объем условного свайного фундамента (м 3 ); V_рост – объем ростверка в пределах условного свайного фундамента;g_II,ср– средний расчетный удельный вес грунта в пределах условного фундамента (кН/м 3 ).

где b_у , l_у , d_у – соответственно ширина, длина и глубина заложения условного фундамента.

, (4.24)

где h_i – мощность слоев грунта в пределах глубины заложения условного фундамента; в пределах глубины заложения условного фундамента; g_i – расчетный удельный вес в i-м слое грунта, вычисленный с учетом взвешивающего действия воды, если в пределах d_у нет водоупора.

Определение максимального и минимального давлений производится по формулам (3.9), (3.10), (3.11), (3.12). Если в этих формулах приведены размеры фундаментов мелкого заложения, то в настоящей главе размеры относятся только к условному свайному фундаменту, то есть b = b_y, l = l_y, h_ф = d_у .

Расчетное сопротивление грунта R вычисляется под условным фундаментом по формуле (3.3), где подставляются следующие величины: b_y вместо b и d_у вместо d₁.

Все коэффициенты (γ_c1, γ_c2, M_g, M_q, M_c, с_II) принимаются для того слоя, на который опирается условный свайный фундамент. Если в пределах высоты условного фундамента нет водоупора, то удельные веса грунтов в каждом слое рассчитываются с учетом взвешивающего действия воды.

При невыполнении условий (3.5) и (3.6) необходимо увеличить расстояние между сваями до 6d или увеличить длину сваи для забивки в более прочный грунт.

Источник