Механика грунтов

      где: Rb – расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии(для бетона класса Б-15), 8500 кПа.,

            А – площадь поперечного  сечения сваи, 0,0625 м²

            Rs – расчетное сопротивление сжатой арматуры, 280000 кПа.,

            Аs – площадь поперечного сечения арматуры, 0,000314 м2

            g_с, j - коэффициент условий работы сваи с поперечным сечением более 20 см и коэффициент продольного изгиба, 1,0

 
 

 кН.

 

     для дальнейших расчётов принимаем наименьшую из несущих способностей по грунту или по материалу, т.е. принимаем к расчёту Р_гр=496,5

      Количество  свай в фундаменте определяем по формуле:

 

      

  (3.22)

 

      где: N_I – расчетная нагрузка на фундамент , N_I=N_II∙1.2= 7968кН

 

 шт.

 

      Для расположения свай под башню, сваи в  плане располагают по окружности или в шахматном порядке, чтобы  получить наиболее компактный ростверк, при этом расстояния между сваями принимают из условия , а_р – расстояние между осями свай.

     Определяем  длину, по которой будем располагать  сваи:

     

8,34=26,2

      Определяем  а_р по формуле: а_р = l_б/n = 26.2/16 = 1.64 м.

      Определим фактическую нагрузку на сваю из формулы:

 

 

  (3.24)

      где:     ∑N_I = N_I + G_P + G_б + G_св

      где: G_б – вес бетонных блоков,

            G_р – вес ростверка,

            G_св – собственный вес свай,

            SM_I – расчетные нагрузки передаваемые на фундамент,

            y – расстояние от оси ростверка до оси наиболее удаленной сваи, 8,34 м.

            Sy_i² момент инерции свайного фундамента.

 

 кН.

 кН.

 кН.

     Тогда:

                              ∑N_I = 6640+249,00+306,54+110 = 7305,54 кН

 кН.

 м².

 

      где: Sr_i² – сумма квадратов радиусов до осей каждой из свай.

 

 кН.

 

кН.

 

      Проверим  соблюдение условий:

 

  (3.25)

 

      Условия соблюдаются.

 

3.2.3 Расчёт свайного фундамента по деформациям .

 

      Для оценки общей устойчивости свайного фундамента и определения осадки необходимо определить вертикальные напряжения в грунте в плоскости, проходящей через острия свай. При этом свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент, в состав которого входят ростверк, сваи и грунт.

      Контуры условного массива определяются: сверху – поверхностью планировки грунта; снизу – плоскостью в  уровне нижних концов свай ВС в границах, определяемых пересечением с этой плоскостью наклонных плоскостей, проведенных под углом от наружного контура свайного куста в уровне подошвы ростверка; с боков – вертикальными плоскостями АВ и СД, проведенными через границы нижней поверхности и при наличии наклонных свай – проходящие через нижние концы этих свай.

      При слоистом напластовании в пределах длины сваи l₀ расчетное значение угла внутреннего трения грунта   принимается средневзвешенным

      где: j_IImt – средневзвешенное значение угла внутреннего трения

      

      

 (3.27)

 

      Тогда 

м.

      Давление  по подошве условного фундамента от расчетных нагрузок не должно превышать  расчетного давления на грунт:

 

       (3.29)

      

      где N_II – расчетная нагрузка на    фундамент, кН.

             R – расчетное сопротивление грунта основания под подошвой условного фундамента.

      Определяем  Р, для этого необходимо определить вес ростверка, сваи, блоков по формулам:

кН.

кН.

кН.

 
 
 
 
 
 
 

      R определяем по формуле:

      

      

      

       

 кН.

      Условие выполняется.

 

      Расчет  осадки свайного фундамента из висячих  свай выполняем так же, как и  фундамента мелкого заложения, методом  послойного суммирования.

 

      

 (3.30)

 

где:  (А_wm – зависит от грунта и отношения длины массива к ширине), для песка А_wm = 2,4, B_м – ширина массива, 1.54 м.

, s_zo – естественное давление грунта на уровне подошвы массива, 70,55 кПа.

 

 (3.31)

      где:  ; , m_о – для песка 0,3, для глины 0,42; Ео – 300 кПа.

            h – расстояние от подошвы массива до границы сжимаемой толщи, равно 2h_s

            z – расстояние от подошвы массива до средины h.

 

      Тогда:

 

      

      

 кПа^-1 ; кПа^-1

      

 м.

      

 кПа^-1

      

кПа.

 

      

м.

 

; 

 

 

      Условие выполняется, осадка меньше предельно допустимой  
3.2.4 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи.

 

      Из  принятой в проекте несущей способности  сваи, определим минимальную энергию  удара:

 

      

 (3.32)

 

      где: а – коэффициент, равный 25 Дж/кН.

            Fd – несущая способность сваи, кН.

 

кДж.

 

      По  табл. 26 [2] выбираем сваебойное оборудование с воздушной системой охлаждения. Принимаем трубчатый дизель-молот  с воздушной системой охлаждения С-949. Перепишем его технические  характеристики:

 

Масса ударной части, кг       2500

Высота подскока ударной части, мм. max (min)    2800 (2000) 200

Энергия удара (при высоте подскока 2500 мм.), кДж   38,0

Число ударов в минуту, не менее      44

Масса молота с кошкой, кг       5000

Габариты, мм.:

Длинна         720

Ширина         -

Высота         4970

 

      Определим проектный отказ по формуле:

 

  (3.33)

 

      где: А – площадь поперечного сечения сваи, 0,0625м²;

            h = 1500 кН/м² – для железобетонных свай;

            e - коэффициент восстановления удара, ;

            G₁ – полный вес молота, 50 кН.;

            G₂ – вес сваи, 1,75 кН.;

      Э_р – расчетная энергия удара молота, , G – вес падающей части,   50 кН.; H – высота ее падения, 2,8 м.

 

Тогда:

 

 м.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.0 Технико-экономическое  сравнение вариантов  фундамента.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.0 Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента.

 

      Технико-экономическое  сравнение проводим для выбора наиболее лучшего с экономической и технической стороны фундамента. Сравнение проводим с помощью таблицы:

 

Таблица 6

 
 

      Сравнив оба варианта мы видим, что первый вариант в        раз экономичней чем второй, для устройства фундамента под водонапорную башню целесообразнее принять первый вариант.