Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи

Исходя из принятой в проекте расчетной нагрузки, допустимой на сваю, определяется минимальная энергия удара по формуле:

                                                              (4.1.20)

где 25 Дж/кН – эмпирический коэффициент;

  несущая способность сваи по грунту, кН.

По табл. Г.15, Г.16 [3] подбираем молот, энергия удара которого соответствует расчетной минимальной. Выбираем трубчатый дизель-молот с водяным охлаждением С-996 со следующими характеристиками:

- масса ударной части – 1800 кг;

- энергия удара – 27кДж;

- масса молота с кошкой – 3650 кг.

Затем, используя таблицы Г.15[1] и Г.16[1], вычисляют расчетную энергию удара молота Э_р и принимают технические характеристики дизель-молота, исходя из условия Э_р ≥Э.

Для трубчатых дизель-молотов расчетная энергия удара определяется:       

                                                               (4.1.21)

где вес ударной части молота, кН;

  -фактическая высота падения ударной части для трубчатого молота, м.

Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной оценки применимости выбранного молота, определяем отказ сваи:

               (4.1.22)

где остаточный отказ, равный значению погружения свай от одного удара молота, м;

-коэффициент, принимаемый по табл. 10{8}, в зависимости от материала сваи;

площадь сечения сваи, м²;

расчетная энергия удара молота, кДж;

несущая способность сваи, кН;

коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного типа равный 1;  

 вес молота, кН;

вес сваи и наголовника, кН.

вес масса подбабка, кН(  );

 коэффициент восстановления удара при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем .

  Получаем:

Условие выполняется.

Сечение 4-4

Расчетное сечение расположено на расстоянии 22.5м от скважины №1 (рис.2.1). Принимаем: мощность 1слоя – 0.3м, 2 – 3.2м, 3 – 2.0м, 4 – 2.9м, отметка земли 159.7м, что соответствует относительной отметке -0.200м.

N_II =333кН / м.п..

4.2.1 Определение глубины заложения ростверка, длины сваи

Рисунок 4.2.1 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.-0.300. Размеры ростверка в плане и по высоте принимаем кратно 100 мм. Конструктивную высоту ростверка назначаем 300 мм. Принимаем 5шт. ФБС 24.4.6. Тогда отметка низа подошвы фундамента -3.600м.

Глубина заложения d=3.45м.

Определяем длину сваи по формуле 4.1.1:

 заглубление в несущий слой, м .

Сваи по характеру работы принимаем конечной жесткости – по табл. Г.1 [3] С30.30-3, т.к.глубина нижнего конца сваи 9d = 9*0.30 = 2,7м <6.3м < 40d = 40*0.3 =12м.

 

4.2.2. Определение несущей способности сваи

 Расчётная схема для определения несущей способности сваи дана на рис. 4.2.1. Слои грунта, прорезаемые сваей, делим на элементарные слои толщиной не более 2м. Вычисляем средние глубины z_i для каждого слоя грунта. Определяем несущую способность сваи по формуле 4.2.

Определяем f_i в зависимости от величины z_i и характеристик грунтов:

Таблица 4.2.1 К определению несущей способности сваи

z1,м	4,9	f1, кПа	74,5	h1,м	2	f1h1,кН/п.м.	149,0
z2,м	5,9	f2, кПа	71,6	h2,м	0,8	f2h2,кН/п.м.	57,28
z0,м	6,3	R, кПа	4730			å,кН/п.м.	206,28

А = 0.3*0.3=0.09 м²; U = 0.3*4 =1.2м;     

F_d = 1*(1* 0.09* 4730+ 1.2*1*206,28) = 673,24кН.

Определяем расчётное усилие на сваю по материалу по формуле 4.3:    

В дальнейших расчётах принимаем меньшее значение несущей способности.

Расчётная допустимая нагрузка на сваю по формуле 4.4:

Р = 673.24 / 1.4 = 480.9 кН.

Предварительно количество свай в фундаменте определяют по формуле 4.5:

 

Расстояние от края ростверка до ближайшей грани сваи 100мм. В плане сваи размещаем с шагом а_р =1.15м. Конструирование тела ростверка показано на рис. 4.2.2.

Рисунок 4.2.2. Расположение свай в ростверке

Определим нагрузку на голову сваи:

Условие выполняется.

Поэтому для дальнейших расчетов оставляем сваю С 30.30-3.

 

4.2.3 Армирование ростверка

Рисунок 4.2.4 Монолитный ростверк

Расчёт фундаментов по прочности производится на расчётные усилия: N =333*1.35=450кН. При расчёте тела фундамента по несущей способности вводим коэффициент условий работы g _с = 1.5. Ростверк выполняем из бетона класса С 16/20: f_cd = 20/1.5 =13.3МПа; f_ck = 20МПа; f_cfd = 0.21*f_ck^2/3 / g _c = 0.21*20^2/3 / 1.5 =1.03 МПа.

Расчёт ростверка

Момент инерции сечения ростверка

J _р = b_p * h_p ³ /12 =0. 5 * 0.3³ /12 =0.00 112 5м⁴.

Модуль упругости кладки из стеновых блоков

Е_кл= a * R * k =1500*2*3.9 =11700МПа,

где a =1500 – упругая характеристика кладки из крупных блоков, изготовленных из тяжелого бетона, на растворе марки 25…200; R =3.9МПа – расчётное сопротивление сжатию кладки из крупных сплошных блоков из бетона класса С12/15 на растворе марки 50.

Расстояние между сваями в свету

L _св =(L – L _св) =1.15– 0.3=0. 85 м,

где 1.15м – расстояние между осями свай в направлении длинной стороны, 0.3м – длина поперечного сечения сваи.

Расчётный пролёт между сваями

L_p = 1.05* L _св = 1.05* 0.85=0.89м.

Длина полуоснования эпюры нагрузки

Нагрузка в уровне низа ростверка

q ₀ = N ₁ + g _ср * b _р *1.0* d = 450.0+ 20* 0.5* 1.0* 3.45 =484.0кН

Нагрузка от веса свежеуложенной кладки из фундаментных блоков высотой 0.5* L = 0.5* 1.15 =0.575м, определенная с коэффициентом перегрузки h =1.1, плюс собственный вес ростверка:

q =1.1* 23.0*0.5*1.0*0.575 + 25* 0.5*1.0*0.3 =11.0кН

Защитный слой бетона для верхней и нижней арматуры 0.035м, рабочая высота сечения для расчёта ростверка на изгиб и для расчёта прочности наклонных сечений ростверка 0.265м.