Проектирование фундаментов вычислительного центра железной дороги

Рисунок 4.1.1 К определению глубины заложения ростверка и несущей способности сваи

Глубина заложения ростверка устанавливается аналогично п.3.1.1, не зависит от грунтовых условий и определяется по конструктивным соображениям.

Верхний обрез фундамента на отм.-3.100м.

Высоту ростверка принимаем с учетом заделки колонны 0.65м и высоты плитной части 0,3м. Принимаем высоту ростверка 950мм.

Тогда отметка низа подошвы фундамента -4.050м.

Глубина заложения d=4.05 - 0.5 = 3.55м.

Определяем длину сваи по формуле:

(4.1)

где глубина заделки сваи в ростверк, (принимаем заделку свай и 250мм заделку выпусков арматуры сваи).

расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя грунта (песок средней крупности),

заглубление в несущий слой, м .

Сваи по характеру работы принимаем конечной жесткости - по табл. Г.1 [3] С50.40-6, т.к.глубина нижнего конца сваи 9d = 9x0.4 = 3.6м <8.25м < 40d = 40x0.4 =16м.

4.1.2 Определение несущей способности сваи

Несущую способность забивной, защемленной в грунте сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам ударного динамического зондирования (Fd), кН, определяем по формуле:

 кН (4.2)

где Fu -- частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования, кН,

n -- число точек зондирования (n=1), шт;

?g -- коэффициент безопасности по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельных сопротивлений сваи (Fu) ?g=1.

Частное значение предельного сопротивления защемленной в грунте сваи в точке ударного динамического зондирования (Fu), кН, определяем по формуле:

кН (4.3)

где -- среднее значение предельного сопротивления грунта под нижним концом сваи по данным ударного динамического зондирования в рассматриваемой точке, МПа;

А -- площадь поперечного сечения забивной сваи, м2:

-- среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным ударного динамического зондирования в рассматриваемой точке, МПа (ф-ла 4.5);

h -- глубина погружения сваи в грунт, м (рис.4.1.1);

U -- периметр поперечного сечения ствола сваи, м:

.

Среднее значение предельного сопротивления грунта под нижним концом сваи по данным ударного динамического зондирования в рассматриваемой точке (), МПа, определяем по формуле:

МПа (4.4)

где qdi -- удельное сопротивление i-го слоя грунта в пределах участка (z) под нижним концом забивной сваи, МПа, определяемое в зависимости от полученного из опыта условного динамического сопротивления грунта (pd) по таблице Г.8 [3];

zi -- толщина i-го слоя грунта в пределах участка z, м (рис.4.1.1);

z -- участок, расположенный в пределах одного диаметра (d=0.4м) выше и четырех диаметров (4d=1.6м) ниже отметки нижнего конца проектируемой сваи, м (рис.4.1.1).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным ударного динамического зондирования в рассматриваемой точке (), МПа, определяем по формуле:

МПа (4.5)

Где -- среднее значение удельного сопротивления грунта i-го слоя в пределах участка (h) на боковой поверхности сваи, МПа, определяемое в зависимости от полученного из опыта условного динамического сопротивления грунта (рd) по таблице Г.8 [3];

hi -- толщина i-го слоя грунта в пределах глубины h погружения на боковой поверхности сваи, м (рис.4.1.1);

h -- глубина погружения сваи, м (h =4.7м, рис.4.1.1).

Определяем предельное удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи (Rd) по данным динамического зондирования в рассматриваемой точке по формуле 4.1.7:

pd=5.4кПа (см. п.2 слой 4) по табл. Г.8 [3] для песчаных грунтов qd= 3.667МПа;

Определяем среднее значение предельного удельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по формуле 4.5:

pd=1.2кПа (см.п.5, слой 2) по табл. Г.8[3] fd2= 0.6810-2МПа;

pd=3.2кПа (см.п.5 слой 3) по табл. Г.8[3] fd2= 3.97510-2МПа;

pd=5.4кПа (см.п.5 слой 4) по табл. Г.8[3] fd3= 2.5610-2МПа;

Определяем частное значение предельного сопротивления забивной висячей сваи в точке зондирования по формуле 4.3:

Fu = 3.667 · 0,16 + 3.28·10-2 · 4.7 · 1,6 = 0,8336 МН,

так как произведено одно испытание, то Fu = Fd = 833.6кН;

Определяем расчётное усилие на сваю по материалу:

Ndм = ?(c·m·fcd ·Ab + a· fyd ·As) (4.6)

где - коэффициент продольного изгиба, принимаемый равным = 1;

с - коэффициент условий работы (с = 1,0 для свай с размером поперечного сечения более 300 мм);

m - коэффициент условий работы бетона, принимаемый m =1;

fcd - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависящее от его класса, кПа (таблица Г.12[3]):

С16/20

Ab - площадь поперечного сечения (бетона) сваи, м2

fyd - расчетное сопротивление сжатию арматуры, кПа (таблица Г.13[3]):

АS - площадь поперечного сечения сжатой арматуры, м2 (таблица Г.14[3]):

Определив расчетные (допускаемые) нагрузки на сваю по грунту и материалу, для дальнейших расчетов принимаем меньшую из двух.

Расчётная допустимая нагрузка на сваю по формуле:

кН (4.7)

где к =1.3 - коэффициент надежности для промышленных и гражданских зданий (п.5.9 [11]).

4.1.3 Определение количества свай в кусте

Предварительно количество свай в фундаменте определяют по формуле:

(4.8)

где NI - расчетная нагрузка на фундамент, кН (табл.1.2).

где f =1,2, т.к. определение нагрузки на сваю производится из расчета несущей способности грунта.

Количество свай для отдельно стоящих фундаментов округляют до целого числа.

Количество свай для отдельно стоящих фундаментов округляем до целого числа. Оставляем для дальнейших расчётов 4 сваи.

Расстояние между сваями .

Расстояние от края ростверка до геометрической оси сваи принимаем:

Ширину ростверка принимаем B=1.8м.

Длина ростверка L=1.8м

Проектируем ростверк с подколонником. Толщину стенок поверху назначаем . Зазор между колонной и стаканом Т.к. размеры колонны , то размеры подколонника в плане:

Глубина стакана:

Принимаем высоту плиты ростверка 300мм.