Міністерство освіти і науки України

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Придніпровська державна академія будівництва і архітектури

КАФЕДРА ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ

Методичні вказівки

З РОЗРАХУНКУ І ПРОЕКТУВАННЮ ФУНДАМЕНТІВ ІЗ ЗАБИВНИХ , ПРИЗМАТИЧНИХ ПАЛЬ

Для студентів будівельних спеціальностей 6.092100,7.092101.

Дніпропетровськ - 2006 р.

Міністерство освіти і науки України

Придніпровська державна академія будівництва і архітектури

КАФЕДРА ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ

Методичні вказівки

З РОЗРАХУНКУ І ПРОЕКТУВАННЮ ФУНДАМЕНТІВ ІЗ ЗАБИВНИХ, ПРИЗМАТИЧНИХ ПАЛЬ.

Дніпропетровськ - 2006

Методичні вказівки з розрахунку і проектуванню фундаментів із забивних призматичних паль для студентів будівельних спеціальностей 7.092101./ Укладач: М.А. Моторний. – Дніпропетровськ: ПДАБА, 2006. – 53 с.

Наведена класифікація паль , розрахунок несучої здатності паль , проектування кущів паль розрахунок і конструювання ростверків, розрахунок осідання пальових фундаментів.

Укладачі: М.А Моторний, кандидат технічних наук,

доцент кафедри О та Ф ПДАБА

Відповідальний

за випуск: В.Б.Швець , доктор технічних наук,

професор, зав. кафедрою О таФ ПДАБА

Рецензенти: О.О. Бородін, к.т.н., доцент (ПДАБ та А)

І.К. Бадалаха, к.т.н., доцент (ДГТУЖТ)

Затверджено на засіданні

Кафедри Ота Ф

Протокол №15 від 30.06.06

Зав. кафедрою О та Ф Швець В.Б.

Затверджено на засіданні

Президії методичної ради ПДАБА

Протокол №6(34) від 30.08. 2005 р

Зміст

Загальні положення

Основна мета методичних вказівок – допомога студентам в їх самостійній роботі над курсовим і дипломним проектом по курсу “Основи та фундаменти”.

Проектування пальових фундаментів є обов'язковим при варіантному розгляді різних типів фундаментів і може бути основним, якщо пальові фундаменти найбільш економічніші (слабкі ґрунти, беспідвальні будівлі та ін.).

1.1. Вихідні дані для розрахунку і проектування пальового фундаменту

Вихідні дані для розробки проекту пальового фундаменту:

а) матеріали інженерно-геологічних і гідрометеорологічних вишукувань будівельного майданчика ;

б) дані про конструктивні особливості будівлі з урахуванням заглиблених частин, можливої реконструкції , та ін.;

в) величини і характер навантажень, котрі передаються фундаменти .

При оцінці і аналізі цих даних особливу увагу необхідно звернути на повноту інженерних досліджень (фізико-механічні властивості всіх шарів грунтів, рівень підземних вод і їх агресивність, достатню глибину і кількість гірських виробок – свердловин, шурфів, район будівництва), необхідних для вибору виду паль. В матеріальних дослідженнях повинні бути представлені дані польових і лабораторних досліджень грунтів, а в необхідних випадках, встановлюваних проектною організацією, - результати випробування натурних паль статичним або динамічним навантаженням (зондування).

Для пальових фундаментів глибини проходки виробок і досліджень грунтів повинні призначатися не менше ніж на 5м нижче глибини занурення паль, а при навантаженні на кущ паль більше 3000кН – не менше ніж на 10м. При полях паль розміром більше 10´10 м². глибини проходки виробок і досліджень грунтів повинні перевищувати проектне заглиблення паль не менше ніж на ширину поля палі.

Розрахунок фундаментів паль і їх основ виконують за граничними станами:

а) першої групи –

за міцністю матеріалу паль і ростверків відповідно до вимог норм /1; 2;/;

за несучою здатністю ґрунтів основи /1, п. 3.10/;

за несучою здатністю (стійкісті) основ пальових фундаментів при дії значних горизонтальних навантажень або якщо основи обмежені укосами, або складені крутопадаючими шарами ґрунту і т.ін. /4/;

б) другої групи –

за величинами осідання основ пальових фундаментів від вертикальних навантажень /1, п. 3.15/;

за переміщеннями паль сумісно з ґрунтом підстав від дії горизонтальних навантажень і моментів /1, прил.1/;

за утворенням або розкриттям тріщин в елементах залізобетонних конструкцій пальових фундаментів /1, п. 3.6./.

Навантаження і дії, що враховуються в розрахунках пальових фундаментів, коефіцієнти надійності по навантаженню g_f, а також можливі поєднання навантажень рекомендується застосовувати відповідно до вимог СНиП 2.01.07-85 з урахуванням вказівок /4/.

Розрахунок паль і пальових фундаментів і їх основ по несучій здатності виконується на головні і особливі поєднання навантажень, по деформаціях – на основні поєднання.

1.2. Склад проекту пальових фундаментів

Проект пальових фундаментів складається із пояснювальної записки і робочих креслень.

Пояснювальна записка містить:

- конкретний опис інженерно-геологічних і гідрогеологічних особливостей майданчика і конструктивних характеристик споруди, техніко-економічне обґрунтування прийнятої конструкції пальового фундаменту;

- один-два характерних геологічних розрізи з нанесеними на них палями і ростверками для обґрунтовування правильності вибору довжини і розрахункового навантаження на палю;

- таблицю розрахункових навантажень на фундаменти;

- розрахунок паль, пальових фундаментів паль і їх основ за граничним станом;

- схеми окремих характерних типів ростверків і кущів паль.

- робочі креслення містять:

- схематичний план споруди з нанесеними осями і прив'язаними до них геологічними виробками;

- характерні геологічні розрізи, на які наносяться осі будівлі, абсолютні позначки кінців паль і низу ростверків;

- креслення кущів або стрічок паль, ростверків (інколи план ростверків суміщують з планом паль), вузлів їх сполучення між собою, з фундаментними балками і іншими конструкціями, специфікацію елементів, таблиці об'ємів робіт і витрат матеріалів (див. додаток).

- загальні вказівки, що включають перелік використаних інженерно-геологічних матеріалів, абсолютну позначку, прийняту умовно за 0.000, розрахункове навантаження на палю і його обґрунтування, дані про РПВ і їх агресивність, особливості діючих навантажень, глибину промерзання, розрахункові значення абсолютних і відносних деформацій фундаментів.

2. Розрахунок і проектування пальових фундаментів

У заданих інженерно-геологічних умовах будівельного майданчика рекомендується розрахувати і запроектувати як учбовий варіант пальові фундаменти під каркас або під стіни проектованої будівлі або споруди.

2.1. Види паль

Залежно від інженерно-геологічних умов будівельного майданчика можливе вживання наступних видів паль:

- призматичні завдовжки 3-6м, перетином 0,20´0,20м ГОСТ 19804.1-79

- призматичні завдовжки 5-7м, перетином 0,25´0,25м ГОСТ 19804. 1-79

- призматичні завдовжки 7-11м, перетином 0,30´0,30м ГОСТ 19804. 1-79

- призматичні завдовжки 11-13м, перетином 0,35´0,35м ГОСТ 19804. 1-79

- призматичні завдовжки 13-16м, перетином 0,40´0,40м ГОСТ 19804. 1-79

Матеріал паль: бетон класу В-20; арматура класу (АІ, АП, АШ) А-240 (А-1),А-300 (А-П), А-400с(А-Ш);

Круглі порожнисті і палі-оболонки по ГОСТ 19804. 5-83. матеріал паль - бетон класу В-25; В-30; арматура класу А-400с, А-240.

Палі-колони двохконсольні для легких виробничих будівель по ГОСТ 19804. 7-83. Матеріал палі – бетон класу В-20; арматура класу А-400с інші види раціональних конструкцій паль, вживаних в особливих ґрунтових умовах.

2.1. Схема інженерно-геологічного перерізу з розташуванням паль.

2.2. Конструкція залізобетонних паль 2.3. Конструкція попередньо-напруженних залізобетонних паль з проволоченою арматурою

2.4. Конструкції стиків порожнистих паль або паль оболонок

2.5. Конструкції наконечників та ножів порожнистих паль або паль оболонок

2.6. Конструкції порожнистих паль з розкриваючимися наконечниками

2.7. Гвинтова паля з трубчатим 2.8. Гвинтова паля з трубчатим

стальним стволом залізобетонним стволом

Таблиця 1.1.

Палі суцільні квадратного перерізу з поперечним армуванням ствола.

Арматура ненапружена стержнева

Продовження табл.. 1.1.

Арматура напружена стержнева

Арматура напружена проволочна

Продовження табл.. 1.1.

Продовження табл.. 1.1.

Арматура напружена прядева

Примітка: 1. Марка паль суцільних з поперечним армуванням стволу розшифровується наступним способом: С – з ненапруженою стержневою арматурою, СН – з напруженою стержневою арматурою, СНпр – з напруженою проволоченою арматурою, СНп – з напруженою пряденою арматурою.

2. Np – Розтягу вальні зусилля, які сприймає арматура палі при відсутності згинаючого моменту.

3. Довжина вістря палі l_в в залежності від величини сторони поперечного перерізу палі d дорівнює

d (см) = 20 25 30 35 40

l_в = 15 15 25 30 35

Таблиця 1.2.

Залізобетонні суцільні порожнисті круглі палі з відкритим нижнім кінцем

Примітка: 1. Марка палі розшифровується наступним способом: СК – паля (пустотна) кругла: перша цифра означає довжину палі L, м, друга – зовнішній діаметр палі d, см.

2. Товщина стінок пустотних паль d прийнята 8см при діаметрі палі d=40 та d=50; d=10см при d=60 d=80

Таблиця 1.3.

Залізобетонні суцільні пустотні палі з наконечником

Примітка: 1. Марка палі розшифровується наступним способом: СК – паля (пустотна) кругла: перша цифра означає довжину палі L, м, друга – зовнішній діаметр палі d, см; індекс Н в кінці марки означає, що паля з наконечником.

Таблиця 1.4.

Залізобетонні суцільні пустотні круглі палі-оболонки

Таблиця 1.5.

Продовження табл. 1.5.

Таблиця 1.6.

Залізобетонні складові пустотні круглі палі з болтовим стиком

Продовження табл.1.6.

Примітка: 1. Марка палі розшифровується наступним способом: СК – паля (пустотна) кругла: перша цифра означає довжину палі L, м, друга – зовнішній діаметр палі d, см; буквені індекси означають: б – елементи болтового стику, Н – паля з наконечником

Таблиця 1.7.

Залізобетонні складові пустотні круглі палі-оболонки з зварним з’єднанням

Продовження табл. 1.7.

Примітка: 1. Марка палі-оболонки розшифровується наступним способом: СО – паля-оболонка, СОУ – паля-оболонка підсилена; перша цифра означає довжину палі L, м, друга – зовнішній діаметр палі d, см. Буквені індекси св – зварний стик

Таблиця 1.8.

Залізобетонні складові пустотні круглі палі-оболонки з болтовим стиком

Примітка: 1. Марка палі розшифровується наступним способом: СО – паля-оболонка, перша цифра означає довжину палі L, м, друга – зовнішній діаметр палі d, см, б- болтовий стик. Секції паль-оболонок підіймають за кінці

Таблиця 1.9.

Збірні залізобетонні палі-колони для сільськогосподарських будівель

Продовження табл. 1.9.

Продовження табл. 1.9.

Таблиця 1.10.

Паля залізобетонна суцільного трикутного перерізу без поперечного армування ствола

Арматура попередньо-напружена стержнева

Арматура попередньо-напружена проволочна

Армування невитими металопластиковими канатами

Армування відпрацьованими канатами

2.2. Вибір виду і конструкцій паль і ростверків

Вид і конструкція палі призначається залежно від інженерно-геологічних умов майданчика і виду навантажень, які передаються на палю.

Форма і конструкція ростверку приймається залежно від форми опорної частини будівлі або споруди /колони, стіни, інженерні споруди/.

Позначку вістря палі призначають з умови прорізки палями верхніх слабких грунтів (піски пухкі, пилуваті, пилувато-глинисті, ґрунти м'яко - пластичної, текучопластичної і текучої консистенції) і заглиблення вістря в нижні щільніші грунти на глибину не менше ніж на 1м.

Позначку підошви ростверку призначають з умови максимального використовування сил тертя по бічній поверхні паль, особливості підземної частини будівлі, наявності підвалу, техпідпілля, приямків, підземних комунікацій, а також глибини закладання фундаментів прилеглих будівель і споруд.

Для безпідвальних будівель верх ростверку заглиблюється нижче за планувальну позначку на 10-15 см, відмітка низу ростверка призначається з умови прорізки ростверком верхнього покривного шару ( грунтово-рослинного шару чи . насипного шару ґрунту) і заглиблення підошви ростверку в несучий шар не менше 0,5м.

Для будівель з підвалом ростверк розташовується нижче за підлогу підвалу.

По визначеним позначкам вістря паль: (`А ) підошви ростверку (г) визначають довжину палі

г

Довжина палі приймається кратною одному метру, що дає можливість занурення паль в нижній несучий шар більше 1м.

Сполучення паль з ростверком приймається: ш а р н и р н и м при центральному навантаженні або позацентровому з малими ексцентриситетами із заглибленням голови палі в тіло ростверку на 5-10 см; ж о р с т к и м и при дії вертикальних і горизонтальних навантажень і моментів із заглибленням голови палі в тіло ростверку на 5-10 см і відгинами робочої арматури палі завдовжки 25-30 см поверх робочої арматурної сітки ростверку.

2.3. Визначення несучої здатності паль.

Залежно від виду ґрунту під вістрям- палі останні поділяються на палі-стійки і висячі палі - /палі тертя/.

Палі вважаються стійками в тому випадку, якщо вістря палі опирається на скельні або великоуламкові породи, і на пилувато-глинисті ґрунти твердої консистенції у водонасиченому стані. Для решти видів ґрунту на які опираються палі, вони вважаються висячими.

Несуча здатність палі-стійки по ґрунту визначається по формулі:

(2.1)

де - коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті:

А - площа перетину стволу палі біля вістря /для порожнистих паль круглого перетину і паль-оболонок рівна площі поперечного перетину нетто за відсутності заповнення їх порожнини бетоном на висоту не менше трьох діаметрів стовбура палі/;

R - розрахунковий опір під нижнім кінцем палі-стійки.

Для всіх видів забивних паль-оболонок, заповнюваних бетоном і закладених в не вивітрілий скельний ґрунт, не менше ніж на0,5 м

(2.2)

де - R_сп нормальне значення межі міцності на одноосне стиснення скельного ґрунту у водонасиченому стані, кПа;

- коефіцієнт надійності по ґрунту, що приймається рівним 1,4;

- розрахункова глибина закладення набивної палі або палі-оболонки в скельний ґрунт;

- зовнішній діаметр закладеної в скельний ґрунт набивної палі або палі-оболонки.

Несуча здатність висячої палі і палі-оболонки, занурюваної без виїмки ґрунту, працюючих на стискаюче навантаження, слід визначити як суму сил розрахункових опорів грунтів основи під нижнім кінцем палі і на її бічній поверхні по формулі:

(2.3)

де = 1 - коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті;

R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі, кПа, що приймається по табл.1 СНиП 2.02.03.-85 або табл. 2.1 даних вказівок;

А - площа ствола палі біля вістря, м2, що приймається за площею поперечного перетину палі брутто або за площею перетину камуфлекторного розширення по його найбільшому діаметру або за площею нетто палі оболонки;

U - зовнішній периметр поперечного перетину ствола палі;

, - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем і на бічній поверхні палі, що враховують впливи способу занурення палі; для забивних залізобетонних паль суцільного перетину приймається рівними I, для решти способів занурення приймається з табл.3 СНиП 2.02.03-85;

- розрахунковий опір i-того шару ґрунту на бічній поверхні палі, кПа, що приймається по табл.2 СНиП 2.02.03-85; або по табл.. 2.2. вказівок.

- товщина i-того шару ґрунту, що прилягає до бічної поверхні палі.( мал. 2.7.)

Мал. 2.7. Схема до визначення несучої здатності палі.

Таблиця 1.

Примітки: 1. Над межею дані течії R для піщаних грунтів, під межею — для пылувато-глинистих.

2. У табл. 1 і 2 глибину занурення нижнього кінця палі і середню глибину розташування шару ґрунту при плануванні території зрізаючою, підсипає, намиванням до 3 м слід приймати від рівня природного рельєфу, а при зрізаючій, підсипає, намиванні від 3 до 10 м — від умовної відмітки, розташованої відповідно на 3 м вище за рівень зрізає або на 3 м нижче за рівень підсипає.

Глибину занурення нижнього кінця звіюй і середню глибину розташування шару ґрунту у водоймищі слід приймати від рівня дна після загального розмиву розрахунковим паводком, на болотах — від дна рівня болота.

При проектуванні шляхопроводів через виїмки завглибшки до 6 м для паль, забиваних молотами без підмиву або влаштування лідерних свердловин, глибину занурення у грунт нижнього кінця палі в табл. 1 слід приймати від рівня природного рельєфу в місці спорудження фундаменту. Для виїмок завглибшки більше 6 м глибину занурення паль слід приймати як для виїмок завглибшки в 6 м.

3. Для проміжних глибин занурення паль і проміжних значень показника текучості IL пылувато-глинистих грунтів значення R і fi в табл. 1 і 2 визначаються інтерполяцією.

4. Для щільних піщаних грунтів, ступінь густини яких визначений за даними статичного зондування, значення R по табл. 1 для паль, занурених без використовування підмиву або лідерних свердловин, слід збільшити на 100%. При визначенні ступеня густини ґрунту за даними інших видів інженерних досліджень і відсутності даних статичного зондування для щільних пісків значення R по табл. 1 слід збільшити не 60 %, але не більше ніж до 20 000 кПа (2000 тс/м1).

5. Значення розрахункових опорів R по табл. 1 допускається використовувати при умові, якщо заглиблення паль в ґрунт, що не розмивається і не зрізається, складає не менше:

4,0 м — для мостів і гідротехнічних споруд;

3,0 м — для будівель і інших споруд.

6. Значення розрахункового опору R під нижнім кінцем забивних паль перетином 0,15x0,15 м і менше, що використовуються як фундаменти під внутрішні перегородки одноповерхових виробничих будівель, допускається збільшувати на 20%.

7. Для супісків при числі пластичності Ip £ 4 і коефіцієнті пористості е < 0,8 розрахункові опори R і fi слід визначати як для пилуватих пісків середньої щільності.

Таблиця 2.

Примітки: 1.. При визначенні розрахункового опору ґрунту на бічній поверхні паль fi; по табл. 2 слід враховувати вимоги, висловлені в прим. 2 і 3 до табл. 1.

2. При визначенні по табл. 2 розрахункових опорів грунтів на бічній поверхні паль fi пласти грунтів слід розчленовувати на однорідні шари завтовшки не більше 2 м.

3. Значення розрахункового опору щільних піщаних грунтів на бічній поверхні паль fi слід збільшувати на 30 % в порівнянні із значеннями, приведеними в табл. 2.

4. Розрахункові опори супісків і суглинків з коефіцієнтом пористості е < 0,5 і глин з коефіцієнтом пористості е < 0,6 слід збільшувати на 15% в порівнянні із значеннями, приведеними в табл. 2, при будь-яких значеннях показника текучості.

Таблиця 3.

Примітка. Коефіцієнти g_cR та g_cf по поз. 4 табл. 3 для пилувато-глинистих грунтів з показником текучості 00,5> I_L >0 визначаються інтерполяцією.

Розрахунковий опір f_і ґрунту на бічній поверхні таких паль на ділянці розширення, а в піщаних ґрунтах — і на ділянці ствола слід приймати таким же, як для паль без розширення; в пилувато-глинистих ґрунтах опір f_і на ділянці ствола, розташованого в створі розширення, слід приймати рівним нулю.

2. Розрахункові опори грунтів R і f_і у формулі (8) для лесових пылувато-глинистих грунтів при глибині занурення паль більше 5 м слід приймати по значеннях, вказаних в табл. 1 і 2 для глибини 5 м.

Крім того, для цих грунтів у разі можливості їх замочування розрахункові опори R і f_і вказані в табл. 1 і 2, слід приймати при показнику текучості, відповідному повному водонасиченню ґрунту.

4.3. Для забивних. паль, що опираються нижнім кінцем на пухкі піщані ґрунти або на пылувато-глинисті ґрунти з показником текучості I _{L >} 0,6, несучу здатність слід визначати за наслідками статичних випробувань паль.

4.4. Несучу здатність пірамідальних, трапецеїдальних і ромбоподібних паль, що прорізають піщані і пилувато-глинисті ґрунти, F_d, кH (тс), з нахилом бічних граней i _r < 0,025 слід визначати по формулі

(2.4)

де g _с, R, А, - те ж, що у формулі (2.3);

F _d ,

u_і - зовнішній периметр i-го перетину палі, м;

- сума розмірів сторін i-ro поперечного перетину паль, м, які мають нахил до осі палі;

i_р - нахил бічних граней палі в долях одиниці;

e _I - модуль деформації і-го шару ґрунту, що прилягає до бічної поверхні палі, кПа(тс/м2^), визначуваний даними компресійних випробувань;

k_і - коефіцієнт, залежний від виду ґрунту приймається по табл. 4;СНиП 2.02.03-85

x_r - коефіцієнт реології, що приймається = 0,8.

Примітки: 1. При ромбоподібних палях підсумовування опорів ґрунту на бічній поверхні ділянок із зворотним нахилом у формулі. (9) не проводиться.

2. Розрахунок пірамідальних паль з нахилом бічних граней i_р > 0,025 допускається проводити відповідно до рекомендованих вимог у додатку 2.

2.4. Визначення кількості паль і розміщення паль в плані.

Необхідна кількість паль у фундаменті визначається за формулою:

(2.5)

де N- вертикальне навантаження на фундамент;

Q_p - власна вага конструкції ростверку Q = 20 d_p × А_р ;

F_d - несуча здатність палі;

g_к - коефіцієнт надійності несучої здатності палі по ґрунту, приймається рівним 1,4, якщо F_d визначалася за формулою СНиП 2.02.03-85.

Розподіл паль в плані виконується з розрахунку, що відстань між осями паль в ряду або між рядами паль C_i ≥3d, відстань від грані ростверку до осі крайнього ряду паль С_р =d .

По одержаному розміщенню паль в плані визначають розміри підошви ростверку:

(2.6)

де d_св - розмір перетину ствола палі;

n _l , n _b – число паль по стороні “l” і по стороні “b”;

с _l , с _b - відстань між палями по стороні l і b .

Мал. 2.8. Схема розташування паль в плані

(формування куща паль)

2.5. Визначення навантаження на палю крайнього ряду.

При заданому розташуванні паль в плані навантаження на палю крайнього ряду визначається за формулою:

(2.7)

при дії згинаючого моменту в одному напрямі в площині рами;

та за формулою:

(2.8)

при дії згинаючого моменту в двох напрямках /в площині і із площини рами.

Для стрічкових пальових фундаментів навантаження на одну палю визначається по формулі:

(2.9)

де Р - стрічкове навантаження на фундамент (кН/м);

с_і – відстань між палями в ряду;

n - кількість рядів паль в стрічковому ростверку.

Для однорядних пальових фундаментів , в яких ряд розташовується по осі ростверку, розрахункове навантаження на палю визначається по формулі:

(2.10)

де:

- обчислюване навантаження на палю, кН;

n - число паль у фундаменті ;

Р - діюче навантаження на пальовий фундамент, кН/м;

М_х, М_у - діючі згинаючі моменти на пальовий фундамент з невигідного поєднання навантажень;

х,у - відстані від центральних осей ростверку до найбільш віддалених паль;

- момент інерції куща паль щодо осей Х і У наближений, з упущенням моменту інерції перетину палі щодо власних осей;

g_до - коефіцієнт надійності по ґрунту;

_Сі - відстань між палями в ряду.

Мал. 2.9. Схема до визначення навантаження на палю

крайнього ряду

2.6. Розрахунок і конструювання ростверку.

Залежно від позначки закладання підошви ростверку його конструкцію призначають з підвищеною стаканною частиною - підколонником або без нього.

Якщо виконана одна з умов

(2.11)

конструкцію ростверку приймають без підвищеної стаканної частини, а якщо конструкцію ростверку приймають з підвищеною стаканною частиною, з підколонником.

Розміри підколонника в плані призначають конструктивно з умови міцності стінки стакана і при товщині стінки стакана, рівної 225мм записуються за формулою:

b_пк = b_к +0,6м; а_пк = а_k + 0,6м.

Оптимальна висота конструкції ростверку або його плитної частини /для ростверків з підколінником/ заздалегідь призначається з умови міцності конструкції ростверку або його плитної частини на продавлювання, по формулі:

(2.12)

де - розміри перетину колони /для ростверків з підвищеною стаканною частиною підставляються а_пк, b_пк замість а_к, в_к ;

l_kу, b_{k у} - відповідно довжина і ширина куща паль в межах осей крайніх рядів паль, м;

α - безрозмірний коефіцієнт, визначається відношенням

α

R_{в t} - розрахунковий опір бетону розтягуванню для залізобетонних конструкцій приймається по табл.3 СНиП 2.03.01-84;

s_ср- середня напруга по підошві ростверку в межах крайніх рядів паль від навантаження, що передається палями на ростверк:

Для ростверків без підвищеної стаканної частини необхідна висота конструкції ростверку коректується умовою закладання колони в стакан. Глибина закладення колони в стакан h_k- приймається рівною h_k- для центрально навантажених фундаментів, а також для позацентрово -навантаженних з ексцентриситетом l <2h_k

Для прямокутних фундаментів з ексцентриситетом l > 2 а_к глибина закладення колони в стакан приймається з виразу:

1,2 а_к £ h_апs £ 1.4 а _k (2.13)

Глибина закладення гілкових колон визначається з умови

h_апs = 0,5 + 0,33 h _k , (2.14)

де - відстань між гранями гілок колони, м, при h_к 2,1м,

глибина закладення гілкових колон приймається рівною 1,2м.

Висота конструкції ростверку Н_а або Н_па приймається кратною модулю 150 мм, кількість уступів ростверку по висоті призначається з урахуванням того, що нижній уступ дорівнює 0,6 м. Таким чином, при загальній висоті конструкції ростверку, кількість уступів ростверку призначається по табл.

Таблиця

2.7. Перевірка жорсткості конструкції ростверку.

Конструкція ростверку вважається жорсткою, якщо виконана умова b _пр > b ; l_пр > l . Якщо кущ паль /пальове поле/ розміщується в межах основи піраміди продавлювання - конструкція ростверку вважається жорсткої мал.2.10

Мал. 2.10. Схема до перевірки жорсткості конструкції

ростверку а) жорсткий, б) гнучкий.

Якщо кущ паль /пальове поле/ розміщується за межами основи піраміди продавлювання, тобто, b _пр < b ; l_пр < l , то конструкція ростверку вважається гнучкою. Тут b _пр = b_к +× 2Но; l_пр = а_к + 2Н_о або для ростверків з підколонником b _пр = b_пк + 2Н_о ; l _пр = a _пк + 2 Н₀.

2.8. Перевірка конструкції ростверку на продавлювання.

Необхідна висота конструкції ростверку з умови міцності конструкції на продавлювання перевіряється по формулі:

(2.15)

де - навантаження, яке продавлює, обчислюється як добуток значення навантаження на палю - на кількість паль, розташованих за межами основи піраміди продавлювання по осях паль. (мал. 2.11.)

Мал. 2.11. Схема до перевірки конструкції гнучкого ростверку на продавлювання.

= (n-no)-й

де n_o - число паль, які розташовані; в межах основи піраміди продавлювання;

n - число паль у фундаменті ;

R_вt - розрахунковий опір бетону ростверку розтягуванню, приймається по табл.13 СНиП 2. 03.01- 84

В_ср - середній периметр основи піраміди продавлювання

(2.16)

К - коефіцієнт умов роботи ростверку для важкого бетону К=1, для легкого пористого - К=0,8.

2.9. Армування конструкції ростверку.

Конструкція ростверку армується в двох напрямках, по довгій і короткій стороні по розрахункових зусиллях, що виникають в заданому перетині від дії навантаження від паль. (Мал. 2.12.)

Мал. 2.12. Схема до визначення зусиль в

конструкції ростверку.

Зусилля в заданих перетинах обчислюються по формулах:

(2.17)

По обчислених зусиллях в небезпечних перетинах ростверку визначається необхідна площа перетину арматури:

- перпендикулярно ширині ростверку

,

- перпендикулярно довжині ростверку

,

де

A_si - необхідна площа перетину арматури в заданому перетині;

- відповідно зусилля в заданих перетинах конструкції ростверку в подовжньому і поперечному перетині;

R_s - розрахунковий опір арматури, приймається по СНіП 2.03.01-84 і дорівнює: кл. А-240 =210 МПа; кл А 300 R _s =270МПа; Rs =270МПа, кл. А-400с Rs = 365МПа;

hs - робоча висота перетину ростверку

h_s = h_і – а

а - захисний шар арматури а ³ 5см.

Кількість стержнів, що розташовуються по стороні “b” і по стороні “l” обчислюються за формулами:

(2.18)

Площа одного стержня обчислюється по виразу:

(2.19)

По сортаменту арматурної сталі визначається необхідний діаметр арматури.

Арматурну сітку згідно приведеного розрахунку позначають:

Мал. 2.13. Схема армування підошви ростверку

2.10. Розрахунок величини осідання пальових фундаментів.

Розрахунок основ пальових фундаментів за - деформаціями виконується для всіх видів пальових фундаментів за винятком фундаментів з паль-стійок. Загальна умова розрахунку пальових фундаментів за деформаціями записується виразом:

S £ Su

де S - кінцеве осідання основи;

S_u - граничнодопустиме осідання основ для заданого виду будівель і споруд.

Осідання пальового фундаменту розраховується як осідання умовного фундаменту з глибиною закладання d - рівній відмітці вістря паль з розмірами в плані рівними:

в_у = в_р – d_св + 2 l_св × tg j _ср /4

l_у = l_р – d_св + 2 l_св × tg j _ср /4 (2.20)

де j _ср = (2.21)

Розрахунок осідання пальових фундаментів рекомендується виконувати в наступній послідовності:

1. Визначаються розміри умовного фундаменту по формулі;

2. Визначається вага умовного фундаменту

Q _у = g _ср × (d + l_св) × А_у (2.22)

де g _ср - середнє значення питомої ваги ґрунту від підошви умовного фундаменту до поверхні землі;

g _ср = (2.23)

А_у - площа умовного фундаменту;

d – глибина закладання підошви ростверку.

3. Визначається середній тиск на ґрунт в площині нижніх кінців паль під підошвою умовного фундаменту

Р_ср = (2.24)

де Р_ср - середній тиск під підошвою умовного фундаменту;

R - розрахунковий опір ґрунту основи умовного фундаменту, обчислюваний за характеристиками міцності ґрунту, розташованого безпосередньо під підошвою умовного фундаменту.

R = (2.25)

За наявності в межах даної глибини підземних вод, питома вага ґрунту нижче РПВ приймається з урахуванням зваженого стану ґрунту водою.

(2.26)

Виконання умови Р_ср≤ R показує, що при розрахунку осідань допустимо прийняти лінійну залежність між напругами і деформаціями основи.

4. Обчислюється тиск від власної ваги ґрунту на рівні підошви умовного фундаменту

Р _{g 0} = g_{ІІ ср} (d+l_св)

5. Визначається додатковий тиск під підошвою умовного фундаменту

Р_{z 0} = Р_ср – P_g0

6. Розбивають товщу ґрунту нижче підошви умовного фундаменту на елементарні шари завтовшки h_ел £ 0,2 b _у.

7. Обчислюється коефіцієнт глибини =0; 0,4; 0,8; 1,2...

8. По x і n = по табл.1 додатки 2 CНиП 2.02.01-83 визначається коефіцієнт розсіювання напружень по глибині → α.

9. Обчислюється додатковий тиск ґрунту на межі кожного елементарного шару грунту

Р _zi = P_z0 × a _i (2.27)

і будується графік (епюра) розподілу додаткового тиску нижче підошви умовного фундаменту.

10.Для визначення межі товщі, що стискається, розраховується і будується епюра тиску від власної ваги ґрунту по глибині

Р_zgi = S g_i h_i (2.28)

По значенню Р_zgi і _{Рz p i} знаходиться межа стислової основи , з умови

НГСТ ® _{Рz p i} = 0,2 Р_{z g i} (2.29)

У межах стислової товщі, що стискається, обчислюють осідання основи за формулою:

(2.30)

де Р_z,cр,і - середній додатковий тиск в елементарному шарі

(2.31)

11. Результати обчислення зводяться в таблицю:

12. При розрахунку осідання основи умовного фундаменту за розрахунковою схемою лінійно – деформованого шару кінцевої товщини, використовують послідовність і формули 2.24 - 2.31 даних вказівок.

Література

1. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты . М.С.И. 1986. 45 с.

2. Руководство по проектированию свайных фундаментов.М.С.И.1980г.150 с.

3. Ганичев И.А. Устройство искусственных оснований фундаментов. М.С.И. 1973 г. 400 с.

4. ГОСТ 19804.0-79,…5-83;…7-83. М. Издательство Стандартов 24 с.

5. Долматов Б.И. Механика грунтов , основания и фундаменты. Л.С.И. 1988 г. 415 с.

6. Долматов Б.И., Лапшин Ф.К., Россихин Ю.В. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабих грунтов. Л.С.И. 1975 г., 240 с.

7. Кириллов В.С. Основания и фундаменты. М. «Транспорт» 1980 г. 392 с.

8. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. М. “Высшая школа” 1978 г. 375с.

9. Нарбут Р.М.Работа свай в глинистих ґрунтах. Л.С.И. 1972 г. 160 с.

10. Тетиор А.Н. Проектирование и возведение экономичных конструкций фундаментов. К. Будівельник 1975г. 200 с.

Додаток

1. (зразковий об'єм графічної частини)

2. фрагмент плану кущів паль, кущі КС – 1,2,3,4

3. фрагмент плану ростверків

4. розріз по І-І (геологічний розріз)

5. конструкції ростверків, армування

6. вибірка паль, вибір ростверків

7. специфікація арматурних виробів

8. специфікація арматури

Мал. 2.6. Сполучення голови паль з ростверком :

а) шарнірне сполучення ;

б) жорстке сполучення .

Специфікація паль

214 260

Специфікація кущів паль

Специфікація ростверків

Всього 36 226,5

Специфікація арматури на один виріб

Специфікація арматурних виробів