Сбор нагрузок на фундамент крайней стены

Для дальнейшего расчета фундамента необходимо определить нагрузки.

Постоянные нормативные нагрузки:

Временные нормативные нагрузки:

Определим нагрузку на наружную систему. Грузовая площадь между осями оконных проемов:

А = 3,125· 3=9.375 м², где:

• 3,125 — расстояние между осями,
• 3 — половина расстояния в частоте между стенами.

Нормативные нагрузки на 3,125 м длины фундамента на уровне спланированной отметки земли (кН):

Постоянные нагрузки от конструкции:

Временные нагрузки.

Неодновременное загружение 6-ти этажей учитываем снижающим коэффициентом по формуле:

_n1 = 0,3+0,6/n, где:

n — число перекрытий, от которых нагрузка передается на основание.

_n1 = 0,3+0,6/9 = 0,4897.

Итого: 89,9575 кН Подберем длину забивной сваи и определим ее несущую способность по грунту.

Из анализа грунтовых напластований можно сделать вывод, что пластичная глина не обладает достаточным сопротивлением, а слой супеси имеет малую толщину. В качестве несущего слоя целесообразно принять слой «пылевитый песок». Тогда длина забивной сваи, с учетом заглубления в несущий слой не менее 1 м, составляет L = 0,3+2,6+0,8+4,3+1 = 9 м. Принимаем забивную сваю типа С10−30 по ГОСТ 19 804.1−79 длиной 10 м, сечением 30×30 см, свая при этом будет висячей. Погружение сваи будет осуществляться дизельным молотом. Несущая способность висячей забивной сваи определяется в соответствии со СНиП 2.02.03−85 как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

F_d = _C (_CRRA+U _CF f_i h_i), где.

_C — коэффициент работы сваи в грунте, принимаемый равным 1,.

_CR, _CF — коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидирующих скважин, равными 1,.

A — площадь опирания сваи на грунту, принимаемая равной площади поперечного сечения сваи. A = 0,3· 0,3 = 0.09 м²

U — наружный периметр поперечного сечения сваи 0,3· 4=1.2 м,.

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.

h₁ = 3,9 м, h₂ = 5,2 м, h₃ = 6,3 м, h₄ = 7,1 м, h₅ = 8,1 м, h₆ = 10,35 м Подставляем полученные значения в формулу и определяем несущую способность сваи С10−30 по грунту.

F_d = 1(115 900,09+1,2(273,9+29,45,2+31,36,3+ 32,17,1+33,058,1+34,2810,35)).

F_d = 1710,0396 кПа Определение количества свай в свайном фундаменте Расчетную глубину промерзания грунта определяется по формуле:

d_f = K_n d_fn

и зависит от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола.

d_fn — нормативная глубина промерзания грунта, d_fn = 2,2 м,.

K_n — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0,6.

тогда d_f = 2,2 0,6 = 1,32 м Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле:

G_I^P = b h_{p b f}, где.

b, h_p — соответственно ширина и толщина ростверка, м.

_b — удельный вес железобетона, принимаемый _b = 24 кН/м³

_f — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый _f = 1,1.

Подставим в формулу соответствующие значения и величины:

G_I^P = 1,5 0,6 1,1 24 = 23,76 кН/м Собственный вес группы на уступах ростверка может быть определена по формуле:

G_I^ГР = (b — b_c) h _I` _f, где:

b_c — ширина цокольной части.

h — средняя высота грунта на уступах ростверка, h = 1,25 м.

_I` - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным <sub>I</sub>`= 17 кН/м³

_f — коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов _f = 1,15.

G_I^ГР = (1,5 — 0,73) 1,25 17 1,15 = 18,81 кН/м Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка:

F_I = F_I' + G_I^Р +G_I^ГР = 1672,6 + 23,76 + 18,81 = 1715,17 кН/м Расчет осадки свайного фундамента Осадка ленточных фундаментов с двухрядным расположением свай и расстоянием между сваями (3 — 4 d) определяется по формуле:

n (1 — ²).

S = ₀, где:

E.

n — полная нагрузка на ленточный свайный фундамент (кН/м) с учетом веса условного фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху — поверхностью планировки, с боков — вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу — плоскостью, проходящей через нижние концы свай.

E, — модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

₀ — коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2.02.03 — 85.

Полная нагрузка n складывается из расчетной нагрузки, действующей в уровне планировочной отметки, и собственного веса условного ленточного фундамента.

F_II' = 535,23 — 0,73 1,1 2,4 = 533,3 кН/м, тогда полная нагрузка n равна:

n = F_II' + b d, где:

b — ширина фундамента, равна 1,4 м.

d — глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки, равна 13 м.

— среднее значение удельного веса свайного массива, = 20кН/м³

n = 533,3 + 1,4 13 20 = 897,3 кН/м Для определения коэффициента ₀ необходимо знать глубину снимаемой толщи H_C, которая в свою очередь, зависит от значения дополнительных напряжений, развивающихся в массиве грунта под фундаментом.

Дополнительные напряжения определяются по формуле:

n.

_ZР = _n, где:

h.

n — полная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м.

h — глубина погружения свай, м.

_n — безразмерный коэффициент, зависит от приведенной ширины b = b/h и приведенной глубины рассматриваемой точки z/h, где z — фактическая глубина рассматриваемого слоя грунта от уровня планировки.

b = 1,4/10 = 0,14.

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента будут равны:

_zdyg = 10,03 1,7 + 10,74 0,8 + 10,24 3,4 + 10,66 0,8 + 9,95 6,3 = 131,672.

Для дальнейшего расчета осадки необходимо знать удельный вес грунта твердых частиц.

_S = g_S, где.

g — ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

_S — плотность грунта твердых частиц.

_S1 = 26,36 _S2 = 26,55 _S3 = 26,068 _S4 = 26,85 _S5 = 26,26.

gz1 = zdyg + 1 h1 = 131,672 + 10 0,31 = 134,1245 кПа.

_zg2 = _zg1 + ₂ h₂ = 134,1245 + 10 0,38 = 137,9055 кПа.

_zg3 = _zg1 + ₃ h₃ = 137,9055 + 10 0,766= 145,567 кПа и так далее…

Аналогично рассчитываются другие значения и сводятся в табл. 1. Ориентировочно, глубину снимаемой толщи H_C можно определить из условия:

_zp 0,2 _zg.

Анализ табл. 1 показывает, что это условие выполняется примерно на относительной глубине z/h = 1,9. Тогда H_C= 1,9 9,7 = 18,43 м.

Z — глубина от подошвы фундамента, м Коэффициент Пуассона для песка, = 0,3. Пользуясь номограммой при H_C/h = 1,9 м и b = 0,14 находим ₀ = 2,15.

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами не должна превышать 10 см. Следовательно, условия.

S S_U выполняется S = 2,5 см S_U = 10 см.

Таблица 1.

Подбор молота для погружения свай От правильности выбора дизель — молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель — молот можно подобрать по отношению веса его ударной части к весу сваи, которое должно быть для штанговых дизель — молотов 1,25 при грунтах средней плотности.

Минимальная энергия удара, необходимая для погружения свай определяется по формуле:

E = 1,75 a F_V, где:

а — коэффициент, равный 25 Дж/кН,.

F_V — расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН.

E = 1,75 25 535,23 = 23 416,31 Дж Пользуясь техническими характеристиками дизель — молотов подбирают такой молот, энергия удара которого соответствует минимальной. Возьмем трубчатый дизель — молот Ф — 859 с энергией удара 27 кДж. Полный вес молота G_h = 36 500 Н, вес ударной части G_b = 18 000 Н, вес сваи С10 — 30 равен 22 800 Н. Вес наголовника принимаем равным 2000 Н. расчетная энергия удара дизель — молота Ф — 859:

Е_Р = 0,4 G_h' h_m, где:

G_h' - вес ударной части молота.

h_m — высота падения ударной части молота, h_m = 2 м.

Е_Р = 0,4 2 18 000 = 14 400 Дж.

Условие соблюдаются, значит принятый трубчатый дизель — молот Ф — 859 обеспечивает погружение сваи С10 — 30.

свая осадка грунт фундамент.