Проектирование оснований и фундаментов гидротехнических сооружений

              поверхности сваи, кПа, (табл. 6.5.[1]),

       - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью

             сваи, м. (пласты грунтов следует  расчленить на слои толщиной  не

             более 2 м.),

  - коэффициенты условий работы грунта, соответственно под нижним

             концом и на боковой поверхности  сваи (табл. 6.6.[1]). 

Рис 5.1 Схема к расчёту нагрузки на сваи 

Определим расчетное  сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 6.5.[1] методом интерполяции:

 
 

Определим расчетное  сопротивление грунта под нижним концом сваи по табл. 6.4.[1], R=3700 кПа.

 
 

Расчетная несущая  способность свай с учетом коэффициента надежности:

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6. Расчетная схема для определения сопротивления на боковой поверхности сваи 
 

4.3. Расчет свайного фундамента по первой группе предельных состояний.

Расчетная нагрузка на сваи, определяется по формуле [1]:

,

где - соответственно, расчетные вертикальные нагрузки и

                            моменты всех сил относительно центра тяжести подошвы

                            ростверка, кН, кНм из сочетаний  нагрузок,

                      - количество свай в ростверке,

                   - расстояние в направлении действия момента до оси

                            наиболее удаленной сваи от  центра тяжести свайного

                            поля, м,

                      - то же, до оси каждой сваи, м.

I сочетание

II сочетание

III сочетание

IV сочетание

Условие выполняется, а следовательно  выбираем l=21м.  

При проверке условия  следует добиваться запаса несущей способности не более 20%[1], т.е.:

- условие выполняется, , принимаем сваю диаметром 0.8  м. L= 21 м. 

4.4. Расчет фундамента  по второй группе  предельных состояний.

Расчет фундамента по деформациям выполняется как условного массивного фундамента на естественном основании. Границы условного фундамента определяются следующим образом: сверху – поверхностью планировки, с боков вертикальными плоскостями АВ и БГ, снизу – плоскостью в уровне нижних концов сваи в границах условной площади подошвы фундамента (рис. 8).

Рисунок 7. Схема к расчету условного массива фундамента. 

Средневзвешенное  значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих в пределах длины сваи, при напластовании, определяется:

,

где j_i - расчетное значения углов внутреннего трения грунта i-го слоя,

             град

      h_i - соответствующие толщины слоев грунта.

Определяем ширину и длину условного фундамента:

,

.

Площадь условного  фундамента вычисляется по формуле:

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

,

где - максимальная расчетная нагрузка на опору причала из

                 сочетания нагрузок по второй  группе предельных состояний,  кН,

       - вес сваи, кН,

      - вес грунта, в объеме условного фундамента, кН,

       - площадь подошвы условного фундамента.

,

,

, 

,

,

,

NIIгр =7953 кН

N = 3456 кН

=1536+850+1125+1305+120=4936 кН

.

Проверяем условие:

где: - расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента, определяется по формуле:

где  - условное сопротивление грунта несущего слоя из расчета грунтов,

              кПа;

        - ширина подошвы условного фундамента, м,

        - глубина заложения фундамента (от дна моря), м,

        - усредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта,

              расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без

              учета взвешивающего действия  воды,

  - коэффициенты, принимаемые по табл.6.7.[1].

.

- условие выполняется.

 

5. Определение конечных осадок свайного фундамента, методом послойного суммирования осадок отдельных слоев. 

Осадка свайного фундамента определяется как для  условного грунтосвайного массива, методом послойного суммирования по формуле:

где   b - безразмерный коэффициент, равный 0,8,

     - среднее значение дополнительных вертикальных нормальных

              напряжений в i-м слое грунта, равное полусумме указанных

              напряжений на верхней Z_i-1 и нижней Z_i границах слоя по

              вертикали, проходящей через центр  подошвы фундамента,

    h_i,E_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

Деформация слоев  грунта начинается от подошвы условного  фундамента, т.е. от уровня конца свай.

Сжимаемую толщу грунта под подошвой условного фундамента делим на элементарные слои, толщиной не более 0,4 ширины подошвы условного фундамента. При слоистом основании  каждый элементарный слой должен включать однородный грунт и не должен быть более двух метров.

Для вертикали, проходящей через середину подошвы  условного фундамента, определяем напряжения от собственного веса грунта s_zq и дополнительные напряжения s_zp.

Вертикальные  напряжения от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы условного фундамента, определяем по формуле:

где - вертикальное напряжение от собственного веса грунта в уровне

                подошвы условного фундамента,

     , - соответственно, удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Дополнительные (уплотняющие) давления вычисляем по формуле:

,

где - коэффициент затухания, принимаемый по табл. 1.1.[2],

      - дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы

             условного фундамента.

,

где - среднее давление под подошвой условного фундамента.

Вычисление напряжений от собственного веса грунта и дополнительных напряжений сводим в табл. 4.

Расчет производим до тех пор, пока не будет выполнено  условие:

 

Таблица 4. Расчет осадки фундамента

 
 
 

  

Рисунок 8. Схема к расчету осадок. 

В слое №3 необходимое  условие выполняется:

s_zр=53,6 кПа<0,2s_zq=70 кПа.

Определяем расчетную  осадку (в пределах сжимаемой толщи, мощностью 1,14 м):

Предельно допустимая осадка для данного типа сооружения (табл. 1.2.[2]) равна:

,  где Lmin = 25 м

,

что удовлетворяет  требованиям СНиП 2.02.01-83.

 

Заключение. 
 

Сваи приняты  по ГОСТ 19804-91 “Сваи железобетонные”. 

Расчет фундаментов  выполнен в соответствие с требованиями СНиП: 

СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М: Госстрой СССР,

                                 1983

СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М: Госстрой СССР, 1985

СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М: Госстрой СССР, 1985

СНиП 2.05.03-84.  Мосты и трубы. М: Госстрой СССР, 1985

СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические

                                 сооружения. М: Госстрой СССР, 1982

 

Литература. 
 

1. Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Основания и фундаменты»  для студентов очной формы  обучения по специальности 270104 - Гидротехническое строительство. Краснодар: изд. КубГТУ, 2005

 

2. Расчет  осадки фундамента с использованием ЭВМ. Методические указания по курсовому  и дипломному проектированию  для  студентов всех форм обучения специальности 1202 - Промышленное и гражданское  строительство. Краснодар: изд. КПИ, 1988