Что такое условный фундамент

Обновлено: 16.05.2024

То, чего долго ждали все наши пользователи, наконец свершилось: в ПК ЛИРА 10.6 появился новый конечный элемент 57 – «Свая», реализующий положения СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Появление этого конечного элемента значительно расширяет возможности программного комплекса, при расчёте зданий на свайных фундаментах, позволяет делать такие расчёты быстрее и точнее. Если ранее пользователям ПК ЛИРА приходилось моделировать сваи 56 КЭ, при этом их жесткость высчитывалась либо в сторонних программах, либо вручную, то теперь все сделает программа, необходимо лишь ввести исходные данные.

Реализация

В ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие расчётные ситуации:

Одиночная свая (п.п.7.4.2 – 7.4.3, СП 24.13330.2011);

Свайный куст (п.п. 7.4.4 – 7.4.5, СП 24.13330.2011);

Условный фундамент (п.п. 7.4.6 – 7.4.9, СП 24.13330.2011);

При этом принимаются следующие допущения:

- Условно принято, что несущая способность сваи обеспечена; - Грунт, на который опирается свая, рассматривается, как линейно-деформируемое полупространство; - Выполняется соотношение: (l – длина, d - приведенный диаметр ствола сваи).

Реализованы следующие типы свай (рис. 1):

При этом конец сваи может быть, как заостренным, так и булавовидным.

Рис. 1. Типы свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчёт одиночной сваи

Для каждой сваи, будь она одиночной или в составе куста/условного фундамента, задаются следующие параметры (рис. 2):

Длина сваи

Количество участков разбиения – чем больше это число, тем точнее производится расчет

Модуль упругости ствола – характеристика материала из которого изготовлена свая;

Коэффициент Пуассона материала;

Глубина от поверхности земли, на которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности (при сейсмических воздействиях).

Объёмный вес материала сваи.

Рис. 2. Задание параметров сваи. ПК ЛИРА 10.6

Параметры расчёта для одиночной сваи задаются при нажатии на кнопку «Вычисление жесткости одиночной сваи» (Рис. 3).

Рис. 3. Параметры для вычисления жесткости сваи. ПК ЛИРА 10.6

При этом боковой коэффициент постели на поверхность сваи вычисляется по формуле:

, где К — коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (Приложение В, таблица В.1); γс — коэффициент условий работы грунта. Для одиночной сваи γс =3.

Расчёт осадки одиночной сваи производится в соответствии с СП 24.13330.2011: для сваи без уширения по п. 7.4.2 а, для сваи с уширением по п. 7.4.2 б.

Расчёт свайного куста

Для создания свайного куста необходимо вызвать команду «Группы свай», которая находится на панели инструментов либо в пункте меню «Назначения». Для задания свайного куста необходимо выделить группу свай, которая будет входить в куст и нажать на кнопку «Добавить свайный куст» (рис. 4).

Рис. 4. Задание свайного куста. ПК ЛИРА 10.6

Методика расчета свайного куста соответствует п. п. 7.4.4 – 7.4.5 СП 24.13330.2011. При этом жесткостные характеристики сваи вычисляются автоматически в Редакторе грунта, для чего в последнем таблица задания физико-механических характеристик дополнилась четырьмя столбцами (рис. 5):

Показатель текучести «IL» для пылевато-глинистых грунтов;

Коэффициент пористости «e» для песчаных грунтов;

Коэффициент пропорциональности «К», который можно задать численно, либо интерполировать выбором грунта из колонки «Тип грунта для свайного основания»;

Рис. 5. Таблица физико-механических характеристик ИГЭ. ПК ЛИРА 10.6

В параметрах расчёта (рис. 6) появилась новая вкладка – «Сваи», в которой указываются необходимые для расчёта параметры:

k — коэффициент глубины под пятой (п.7.4.3 СП 24.13330.2011);

γ_c — коэффициент условий работы для расчета свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011);

γ_с а — коэффициент уплотнения грунта при погружении сваи, учитывается для понижения коэффициента пропорциональности К при работе свай в составе куста (п. В.2, Приложение 2, СП 24.13330.2011).

Рис. 6. Вкладка расчёт свай. ПК ЛИРА 10.6

Расчет осадки Свайного куста производится согласно п. п. 7.4.4 - 7.4.5 СП 24.13330.2011. При расчете осадок группы свай учитывается их взаимное влияние. Расчет коэффициента постели Сz грунта на боковой поверхности сваи, с учетом влияния свай в кусте, производится, как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент αi.

Взаимное влияние осадок кустов свай учитывается так же, как при расчете условных фундаментов. Расчет жесткостей свай в свайных кустах происходит по той же методике, что и для одиночных свай, но с учетом их взаимовлияния как в кусте, так и между кустами.

Расчет условного фундамента

Задание условного фундамента от свайного куста отличается лишь тем, что в «Группе свай» выбирается пункт «Условный фундамент». Также необходимо задать дополнительно Аcf — площадь условного фундамента и способ расстановки свай — рядовой или шахматный.

Геологические условия, а также физико-механические характеристики грунтов основания задаются в Редакторе грунта.

Полная осадка свайного поля фундамента определяется по формуле:

Где: — осадка условного фундамента,

— дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента,

—дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи.

Дополнительная осадка за счет сжатия ствола сваи - вычисляется по формуле:

Нахождение осадки условного фундамента, а также расчет взаимовлияния групп свай (в том числе и свайных кустов) возможно производить по аналогии с плитными фундаментами по 3-м различным методам:

Метод 1 - модель основания Пастернака,

Метод 2 - модель основания Винклера-Фусса,

В случае, если расчёт производится в модуле Грунт, необходимо, как для расчёта пластинчатых элементов, назначить сваям начальную нагрузку, которую потом можно будет уточнить с помощью функции преобразования результатов в исходные данные (рис. 7). Это делается в команде «Упругое основание».

Рис. 7. Назначение сваям начальной нагрузки. ПК ЛИРА 10.6

После расчёта в модуле Грунт, вызвав функцию «Анализ модели», можно отследить осадки, жесткости, и прочие параметры свай и грунта (рис. 8).

Рис.8. Визуализация расчёта. ПК ЛИРА 10.6

Таким образом, мы рассмотрели новую функцию, появившуюся в ПК ЛИРА 10.6, которая позволяет рассчитывать здания на свайных фундаментах.

Добрый день, коллеги в процессе проектирования обнаружили, что моделирование свайного поле в SCADе расчетчики произвели посредством условного фундамента, что в принципе допустимо для большеразмерных свайных полей, но естественно не все так просто. Дело в том, что сначала были ростверки, сваи расставили под них, естественно свайное поле получилось из локальных свайных групп небольших 5-9 свай. Решили сделать плиту сплошную 700 мм (причина не понятная, поясню позже), но самое интересное взяли в скаде ее задали как плиту на упругом основании, только в кросе установили ее для определения коэф. постели на отметке острия свай, теперь получается так что внутри стоит ну допустим 200 свай локально, можно поставить 400 свай, а расчет будет показывать одно и тоже. Вот хотелось бы услышать ваше мнение по этому вопросу. И еще один вопрос, ни кто ни когда не встречал определение термина большеразмерные свайные фундаменты? Заранее благодарен

__________________
Бесполезно доказывать предубежденному человеку несправедливость его предубеждений - И.С. Тургенев

И еще один вопрос, ни кто ни когда не встречал определение термина большеразмерные свайные фундаменты?

СП 24.13330.2011 п.7.46

теперь получается так что внутри стоит ну допустим 200 свай локально, можно поставить 400 свай, а расчет будет показывать одно и тоже. Вот хотелось бы услышать ваше мнение по этому вопросу.

а вы никогда не задумывались, почему в СНиПовском расчете осадок свайных фундаментов не стоит количество свай?

расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.

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

Почему не задумывался, я знаю даже почему, потому что больше размерные свайные поля со сплошным свайным полем имеют картину НДС в грунте практически аналогичную НДС получаемую просто в плите, это есть кстати в книге Далматова, есть рисунки показывающие это. Я же спрашивал про конкретный случай, когда расстояние между локальными свайными кустами порядка 5-8 метров, т.е. площадь всех локальных условных фундаментов получается значительно меньше площади фундаментной плиты.

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).

----- добавлено через ~11 мин. -----

Я же спрашивал про конкретный случай, когда расстояние между локальными свайными кустами порядка 5-8 метров, т.е. площадь всех локальных условных фундаментов получается значительно меньше площади фундаментной плиты.

В 60-х годах отрабатывали нормы на сваи. И вот грузили ростверк 5х5 с 20 сваями и аналогичный но с 8 сваями. И знаете, осадки также получались абсолютно одинаковыми, хоть и свай было меньше и расстояние между ними больше. А там уже испытания доводились до нелинейности. А у вас все упруго.

расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.

это уже дискутировалось в параллельных темах. если проблема в том, что свайный фундамент на ленточных ростверках и отдельных кустах , а надо учесть это как условный фундамент. то можно создать именно то что есть. то есть рстверки + стержневые сваи, все на своем месте. в качестве связующей среды использовать безвесные линейные солиды между низом ростверка и острием свай с разбивкой хотя бы 1 м по глубине и развитием за область периметра здания на размер примерно равный активной зоны+длина свай. в уровне низа свай выполнить плитную подложку небольшой толщины(10--250 мм допустим , с модулем деформации грунта). это будет низ условного фундамента. для него расчитать коэффициенты постели. разумеется надо и собственно здание также учесть в расчетной схеме. можно учесть и влияющие нагрузки как в пятне здания. так и за его пределами. сетка кэ в целом не должна быть необоснованно грубой в зоне свай и ростверков и огрубляться к периферии. разумеется можно и большеразмерную плиту на сваях аналогично решить.
нет проблемы и если заглубление ростверков разное.
P.S.
разумеется результаты для различных по определению типов фундаментов будут отличаться. подмена одного другим некорректна.

расчеты МКЭ, проектирование, к.т.н.

если проблема в том, что свайный фундамент на ленточных ростверках и отдельных кустах , а надо учесть это как условный фундамент.

Тут не совсем проблема, что надо учесть как условный, я лишь описал как происходит моделирование свайного поля состоящего из локальных групп свай, естественно если использовать методику условного фундамента, то его границы нужно строить от данных групп и лент, а те кто это делал, расчет делали приняв площадь условного фундамента равной площади фундаментной плиты под всем зданием, естественно учитывая как стоят сваи, суммарная площадь условных локальных фундаментов будет практически вдвое меньше всей плиты, плюс к этому распределение площадей локальных условных фундаментов будет несколько иное. Вот по именно такому вопросу я и хотел услышать мнение, хотя думаю тут и так ответ уже ясен.

----- добавлено через ~11 мин. -----

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

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_p = l – d, (4.18)

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

где N_о_II– внешняя нормативная нагрузка на уровне обреза условного фундамента; N_pII - нормативная нагрузка от веса ростверка; G_гр_II- нормативная нагрузка от веса грунта в объеме условного фундамента; N_c_в_II - нормативная нагрузка от веса свай; А_у – площадь условного фундамента.

При определении N_о_II необходимо учитывать наличие подвала в зданиях. В этом случае к нагрузке N_о_IIприбавляется 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.

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.

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

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

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

h_у.ф. = NL – FL_у.ф. = 159,50 – 155,85 = 3,65 м.

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

b_у.ф. = 5d + 2tga×l_св = 5×0,3 + 2×tg6,74×3,7 = 2,37 м,

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

l_св = L_св – h_з = 4,0 – 0,3 = 3,7 м.

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

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

l_у.ф. = 5d + 2tga×l_св = 5×0,3 + 2×tg6,74×3,7 = 2,37 м.

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

6.Определяем собственный вес свай G_св:

где V_св – объём свай, определяется по формуле

V_св = A_св×l_св×n = 0,09×3,7×4 = 1,33 м 3 ,

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

здесь l_пл, b_пл, h_пл, l_п, b_п и h_п – длина, ширина и высота соответственно плиты и подколонника ростверка.

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:

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 < 10 м; d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, d_b = 1,85 м; с_II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента, с_II = 1 кПа; – осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы условного фундамента (при наличии грунтовых подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), определяется по формуле:

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

+ (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_.

Расчет свайных фундаментов и их оснований ведут по двум группам предельных состояний:

по первой группе – по несущей способности грунта основания свай; по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом; по прочности материала свай и ростверков;

по второй группе – по осадкам свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

Расчет по несущей способности грунтов основания заключается в выполнении условия (35):

где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

F_d - несущая способность сваи, определяемая любым из известных методов;

γ _k - коэффициент надежности, принимаемый равным:

1,2 – если несущая способность сваи определена по результатам ее испытания статической нагрузкой;

1,25 – по результатам динамических испытаний, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам статического зондирования грунта или его испытания эталонной сваей или сваей – зондом;

1,4 – по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта, или расчетом практического метода.

Проверку устойчивости свайного фундамента совместно с грунтовым массивом производят только в случае передачи на свайные фундаменты больших горизонтальных нагрузок, а также если фундамент расположен на косогоре или его основание имеет откосный профиль. Проверку производят по расчетной схеме сдвига грунта по цилиндрической поверхности скольжения.

Расчет свайных фундаментов по второй группе предельных состояний при действии вертикальных нагрузок проводят из условия (36):

где, S - деформация свайного фундамента (осадка или относительная разность осадок), определяемая расчетом;

S _u - предельно допустимая величина деформации свайного фундамента, устанавливаемая заданием на проектирование или определяемая по СНиП 2.02.01 - 83.

Фундаменты из свай, работающих как сваи – стойки, рассчитывать по деформациям от вертикальных нагрузок не требуется.

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю определяют по формуле (37):

где N_d _, M_x , M_y - расчетные усилия (вертикальная нагрузка, изгибающие моменты) в плоскости подошвы ростверка фундамента относительно главных центральных осей;

n – количество свай в фундаменте;

x _i , y _i - расстояния от главных осей до оси каждой сваи;

x и y - расстояния от главных осей до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка.

7.2 Пример расчета и проверки конструкции ростверка

Примем площадь ростверка из следующих соображений. Расчетная площадь 1,54 кв.м, принятая 2,25 кв.м. Расстояния между центрами соседних свай должны быть не менее 3d, чтобы не накладывалось напряжение в грунте на соседние сваи и не происходил их «выпор». Расстояние свеса ростверка (расстояние от центра крайней сваи до кромки ростверка) должно быть равно d. В принятой свае С9 - d = 0,3 м, а 3d = 0,9 м. При количестве свай 4 конструкция ростверка будет иметь следующий вид (рисунок 7.1).

Необходимо найти величины:

Объем принятого ростверка V_p:

где V_P – объем ростверка, м 3 ;

V_к – объем опирающейся в ростверк части колонны (опоры), м 3 .

где γ _с - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 0,85 для свай сечением менее 0,3 х 0,3 (м) и γ _с = 1 – для свай большего сечения;

V_p – объем ростверка, м 3 ;

γ_p – удельный вес ростверка (23 т/куб.м);

V_rp – объем грунта, м 3 ;

γ_rp – удельный вес грунта (у суглинка желто бурого , в котором расположен ростверк γ_rp = 14,52 т/куб.м).

Рисунок 7.1 – Схема расположения свай в фундаменте

V _р = 1,5 х1,5 х1,7 = 3,83 м 3 ;

N _р = 0,85 * (3,83*23) = 74,78 кПа;

Максимальное и минимальное давление на грунт от сваи или расчетную нагрузку, приходящуюся на отдельную сваю, в общем случае, когда моменты действуют в направлении двух осей, определяют по формуле:

где M_x , M_у – изгибающие моменты вдоль оси х и оси у, кН·м;

у, х – расстояния от главных осей до оси (центра) сваи, для которой определяется расчетная нагрузка, м.

Рисунок 7.2 – Ростверк фундамента

F_d = 647,59 кПа > Р_max = 575,92 кПа.

7.3 Расчет условного фундамента

Определим φ_ср – средний угол внутреннего трения (град.):

где L - длина сваи, м;

l_i – длина i-го участка, м.

Далее находим по формуле (29) коэффициент (угол) рассеивания напряжений с глубиной: град. , (42)

Найдем размеры и площадь площадки давления (условного фундамента) по формулам:

где r_с – расстояние между сваями, м;

l_св – длина сваи, м;

α – коэффициент рассеивания с глубиной.

b_y = 0,9 +2*9*tg 10,1 = 4,11 ≈ 4,1 м.

l_y = 0,9 +2*9*tg 10,1 = 4,11 ≈ 4,1 м.

Площадь условного фундамента:

A_ф.усл = 4,1 х 4,1 = 16,81 м 2 .

Рисунок 7.3 – Схема распределения давления на грунт

Найдем нагрузку от веса условного фундамента:

N_y = 16,81*( 3,7*14,52+1,97 * 14,22 + 3,4*16,87+1,63*15,70) =

=16,81*(53,72+28,01+57,36+25,59)= 16,81*164,68=2768,27 кН.

Средний вес грунта условного фундамента:

γ_ср = 2768,27/(16,81 х 9,0) = 18,30 кН/кв.м.

Определяем расчетное сопротивление грунта:

= 1,1 (38,27 + 599,18) = 701,20 кПа.

Среднее фактическое давление по подошве условного фундамента на грунт:

Р_II = (1180 + 2768,27) / 16,81 = 234,88 кПа. Р_II < R_II - условие соблюдается.

Практическое занятие № 8 - Технико-экономическое обоснование выбора варианта фундамента в ценах 1984 года

8.1 Определение объемов фундаментов и работ при их устройстве

8.1.1 Объемы по устройству внецентренно нагруженного

Элементы работ согласно расчетам практического занятия №5:

а) Разработка грунта под фундамент - 71,83 м 3 .

б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) - 30,6 м 2 .

в) Устройство монолитного фундамента - 11,82 м 3 .

8.1.2 Объемы по устройству свайного фундамента

Элементы работ согласно расчетам практических занятий №6-7:

а) Разработка грунта под фундамент - 22,03 м 3 .

б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) - 10,88 м 2 .

в) Устройство монолитного ростверка - 4,664 м 3 .

г) Погружение железобетонных свай – 4 шт.:

0,81 х 4 = 3,24 куб.м.

Полученные значения заносим в таблицу 8.1, и производим сравнение двух вариантов фундаментов по технико-экономическим показателям.

Таблица 8.1 – Технико-экономические показатели

Наименование работ	Единица измерений	Количество	Стои- мость, руб	Общая стои-мость, руб
Внецентренно нагруженный фундамент
Элементы работ: а) Разработка грунта под фундамент б) Укрепление стенок котлована (устройство опалубки) 2 Устройство монолитного фундамента	м 3 м 2 м 3	71,83 30,6 11,82	3,60 0,85 43,10	258,59 26,01 509,44 Σ = 794,04
Свайный фундамент
1 Элементы работ: а) Разработка грунта под фундамент б) Укрепление стенок котлована 2 Устройство фундамента а) Монолитный ростверк б) ж/б сваи 0,81 х 4 = 3,24 куб.м	м 3 м 2 м 3 м 3	22,03 10,88 4,664 3,24	3,60 0,85 43,10 88,40	79,31 9,25 201,02 286,42 Σ = 374,98

По итогам расчетов принимаем вариант свайного фундамента, вследствие оптимальных технико-экономических показателей.

Читайте также: