Технико-экономическое сравнение проектирования фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
2).
.2 Длина и поперечное сечение свай
Длину свай выбираем с учетом врезки в прочные грунты не менее 0,5 м., в прочие нескальные - не менее 1,0 м. и глубиной погружения не менее 4 м от поверхности растительного слоя или глубины размыва грунтов в русле.
Сваи подбираем забивные железобетонные сплошного квадратного сечения первоначально сечением 0,3 х 0,3 м (площадь поперечного сечения А = 0,09 м наружный периметр U = 1,2 м).
Длина свай Lсв=9,0м, погружение нижнего конца
zo=dр+(Lсв-3св)=1,5+(9-0,5*1,2)=9,9 (м).
= (Lсв-Зсв) = 8,4 (м) - рабочая длина сваи (от подошвы ростверка до нижнего конца сваи), воспринимающая боковое трение вмещающих грунтов.
.3 Определение расчетной нагрузки, допускаемой на вертикальную сваю
Расчетное сопротивление висячей сваи (допускаемая нагрузка Fd,кH) определяется по прочности грунта по формуле(4.3.1): Fd=(уc/yg)*(усR*R*A+U*Sycf*fi*hi),(4.3.1),где ус - коэффициент условий работы сваи в фунте, принимаемый ус =1; уg - коэффициент надежности по грунту, принимаемый уg = 1,4; А - площадь поперечного сечения сваи, А = 0,09 м2; U - наружный периметр поперечного сечения сваи, U = 1,2 м;fi - расчётное сопротивление i-ro слоя грунта соответственно по боковой поверхности сваи, кПа (тс/м2), по табл. 2 СНиП 2.02.03 - 85 (4.3.2.)с учетом примечаний 1,2,3,4;hi-толщина i-го слоя грунта основания, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;1) f1,6=(1,6-1)/(2-1)*(15-10,4)+10,4=13,16(кПа)(0,56)=(0,56-0,5)/(0,6-0,5)*(12-8)+8=10,4 (кПа)(0,56)=(0,56-0,5)/(0,6-0,5)*(17-12)+12=15 (кПа)
) f2,6=(2,6-2)/(3-2)*( 48-42)+42=45,6 (кПа)
) f4,25=(4,25-4)/(5-4)*( 56-53)+53=53,75 (кПа)
) f6=58 (кПа) 5) f8=62 (кПа) 6) f9,45=(9,45-8)/(10-8)*(65-62)+62=64,175 (кПа)
Таблица 4.3.1.
f1=13,16 кПаH1=1,6 м(глинаIL=0,56 д.е.)h1=0,2z=1,7 мf2=45,6 кПаH2=2,6 м(песок средней крупности) h2=1,8 z=3,5 мf3 =53,75 кПаH3=4,25 мh3=1,5 z=5 мf4 =58 кПаH4=6 мh4=2 z=7 мf5=62 кПаH5=8 мh5=2 z=9 мf6 =64,175 кПаH6=9,45 мh6=0,9 z=9,9 мcR,ycf-коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, принимаемые ycR =1 и ycf=1.- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл. 1 СНиП 2.02.03 - 85 (4.3.1.) R=3990кПа, z=9,9 м
В формуле 4.3.1 суммировать сопротивления грунтов по боковой поверхности. Следует по всем слоям, пройденной сваей.=(1/1,4)*(1*3,990*0,09+1,2*(0,2*1*0,0132+1,8*0,0456*1+1,5*0,0538*1+2*0,062*1+2*0,058*1+0,9*0,0642*1)=0,714*(0,3591+1,2*(0,00264+0,082+0,0807+0,124+0,116+0,05787))=0,654 (мН)
4.4 Определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка
Расчётное количество свай определяется по формулеn=h*Ni/Fd, гдеNi=1,1(Po+Pn+Pp+Pr+Pв)+yf *Рк, кН, Рр = (bpmin* lpmin) * hр*yжб, кН - вес ростверка (ужб = 25 кН/м3 - удельный вес железобетона); h = 1,2 - коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента.
Рр =(2,9* 10,1) * 1,2*25=0,879 (мН)
Рг=0,3*(2,9+10,1)*1,2*20,5=0,117(мН) 1=1,1(5,6+1,57+0,096+0,879)+1,14*6,900=8,959+7,866=16,825 (мН)=1,2*16,825/0,654=30,9(шт).
Получаем 30 свай равномерно в каждом ряду (не менее 3 рядов) уточняют и назначают размеры ростверка с учетом расстояния от края подошвы ростверка до ближайшего края свай не менее 0,25м и расстояний между осями смежных свай не менее 3d, но не более 8d, где d диаметр (толщина) сваи.
Расчетное количество свай в ростверке (сечением 0,3х0,3м) n=30,9шт; принимаем n=30шт, т.е. размещаем в 3 ряда по 10 шт в каждом (3 х 10). Минимальные предварительные размеры ростверка (см. п. 4.1.) bpmin - 2,9м, ipmin =10,1м.
Ширина ростверка (при 2 промежутках между осями рядов свай 2*0,3 = 0,6 м, двух расстояний от края ростверка до края свай 2*0,25м и двух размерах половины толщины свай от её оси до ее края 2*0,15)bр = 2*(3*0,3) + 2*0,25 + 2*0,15 =2,6м< допускаемой ширины bpmin =2,9м.
Разность равна (2,9-2,6=0,3), поэтому увеличиваем расстояние между рядов на 0,15.
Тогда уточненная ширина ростверка bр = 2*1,05 + 2*0,25 + 2*0,15 =2,9м
Длина ростверка (9 промежутков между осями свай 9*0,3=2,7м, два расстояния от края ростверка до края свай 2*0,25м и два размера половины толщины свай от её оси до её края 2*0,15) будет равна lp = 9*0,9 + 2*0,25 + 2*0,15 = 8,9м <допускаемой длины ростверка lp min = 10,1м (10,1-8,9=1,2), поэтому необходимо увеличить расстояние между осями свай на 1,2/9=0,13, делаем кратное пяти 0,15 (устанавливаем межосевое расстояние 0,9+0,15=1,05)= 9*1,05 + 2*0,25 + 2*0,15 = 10,25 (м) Ар = 2,9 * 10,25 = 29,725 (м2).
.5 Поверочный расчет спайного фундамента по несущей способности
Усилие в свае с учетом действия заданной горизонтальной силы Т (вдоль моста) равно: N =N1/n+ Ml* ymax / Syi2?Fd (4.5.1.), где полная вертикальная нагрузка с учетом веса свай N1=1,1 (Ро+Рп+Рр+Рг+Рсв+Рв)+уf*Рк, кН.Рр = lp*bр*hр*25,кН - вес ростверка с уточненными размерами, Рcв = Zf*n* Рпог.м.св,кН - вес свай (Рпог.м.св,кН - вес 1-го погонного метра свай выбранного сечения);l= 1,1*Т(1,1 + hp + ho), кН*м - расчетный момент от тормозной силы Т; расстояние от главной центральной оси инерции подошвы фундамента до оси крайнего ряда в направлении действия расчетного момента Ml ; yi - расстояние от той же оси до оси каждого ряда.
В ростверке: 1) 3 ряда свай, тогда ymax = yi=0,9 м (для свай сечением 0,3x0,3м)
Syi -по количеству свай в рядуSyi=2*10*(0,9)=18.=17,4/30+ 8,1213* 0,9/ 182=0,582+0,023=0,605 ? Fd=0,654 (мН) - верно1= 1,1(5,6+1,57+0,096+0,879+0,577)+1,14*6,900=9,59+7,866=17,46 (мН)
Рcв = Zf*n* Рпог.м.св=8,4*30*2,29=577,08 (кН)l = 1,1*Т(1,1 + hp + ho)=1,1*690(1,1+1,2+8,4)=8121,3(кНм)
При получении положительного результата на масштабной бумаге (A 3) со шкалой абсолютных отметок (Абс/отм. м.) и геологической колонкой в масштабе 1:100 (с нанесением в ней литологических обозначений грунтов, условных обозначений состояния грунтов и необходимых их физических характеристик против каждого слоя) вычерчиваются три проекции фундамента (по окончательно выбранной ширине - bр,длине - lp, глубине заложения подошвы -dp и толщине - hp ростверка) так и по глубине (заглубления концов свай Z0) со схематичным планом размещения свай в ростверке (с простановкой расстояний между осями рядов, так ме?/p>