Проектирование искусственного основания подпорной стенки (подсыпка качественным грунтом).

На основании полученной диаграммы φ _к – изолиний и очерченной зоны областей сдвига намечают размеры искусственной подсыпки. Толщину подсыпки следует брать 0, 6-0, 8 от максимальной глубины распространения пластической зоны Умах т.е.:

=0, 6 6, 7 = 4, 02 м

h¹ ≥ 0, 5 =2, 01 м

Проектирование свайного фундамента на забивных деревянных сваях (низкий свайный ростверк).

А. Вариант с вертикальными сваями.

Необходимое количество свай определяется раздельно расчетом на вертикальную и горизонтальную нагрузки. Принимается наибольшее из полученных значений (n_в или n_г). Глубину забивки свай можно принять в первом приближении равной ширине стенки b (но не менее 6м), а диаметр d. При расчете свай на вертикальную (осевую) нагрузку количество вертикальных nв определяется для строительного (Nстр) и эксплуатационного (Nэкспл) случаев из условия:

Σ N nв·Nсв

Причем несущая способность одной сваи Nсв определяется как наименьшая из расчетов:

а) по прочности грунта на вертикальную нагрузку

Nсв = m·(m_r R_н F + u Σ m_f f_i ℓ)

где m – коэффициент условий работы свай в грунте, принимаемый m = 1;

Rн=1, 233– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

F=0, 0707 м² – площадь поперечного сечения сваи;

U=0, 942 м – наружный периметр поперечного сечения сваи;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности cваи;

ℓ _i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

m_r и m_f – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай на расчетные сопротивления грунта и принимаемые равными

m_r = m_f = 1.

Lсваи = м,

d = 30 см = 0, 3 м

Rн = 1, 233 10³ кПа;

u = π D = 3, 14 0, 3 = 0, 942 м;

F = π D² / 4 = 3, 14 0, 3²/4=0, 0707м²;

Таблица 7

N^в св = 1 (1 1, 223 10³ 0, 0707+0, 942 143, 74)= 135, 5 кН

б) по прочности материала сваи

N^в св = m·F·Rс = 1 0, 0707·1·10⁷ = 707 кH

где Rс – расчетное сопротивление смятию торца сваи (для деревянных свай Rс ≈ 1·10⁷ Па.)

Выбираем N^в св = 135, 5 кН

Строительный (N_стр) случай:

N_стр= Σ N/ N^в _св =10502/135, 5=78 шт.

Эксплуатационный (Nэкспл) случай:

N_экспл= Σ N/ N^в _св =9693/135, 5=72 шт.

2).При расчете свай на горизонтальную (поперечную) нагрузку количество вертикальных

Свай n_г определяется из условия

Σ Еа £ n^г· N^г _св

Σ Еа=1790 к Н/м²

Несущую способность одной сваи N^г _св допускается определять по формуле:

N^г св = β Δ г Ес Ic / ℓ ³ _o = 2 0, 01 10⁷ 0, 000397 / 1, 5³ = 79, 4/ 3, 375 = 23, 53 кH.

где Δ г – расчетное перемещение головы сваи (Δ г = 0, 01 м);

Ес·Ic – жестокость сваи, для деревянных круглых свай Ес = 10¹⁰ Па.

Ic = π d⁴/ 64 = 3, 14 0, 3⁴/64=0, 000397 м⁴;

β = 2 для деревянных свай и песков средней плотности

ℓ o – глубина заделки сваи в грунт;

ℓ o = 5·d = 5 0, 3 = 1, 5 м;

d – диаметр сваи.

n^г св = 1790 / 23, 53 = 77 шт.

Принимаем n=77 шт.

Б. Вариант с наклонными сваями.

1. a) Угол наклона свай α исходя из необходимости их работы на строительную и эксплуатационную нагрузки (с учетом величины и направления равнодействующей) назначается из соотношения

α = 0, 6 δ = 0, 6 10, 2° = 6, 12°

где δ = arctg (Ea/Nэкспл) = arctg (179 / 969, 3) = 10, 2˚ – угол наклона равнодействующей к вертикали для эксплуатационного случая.

Количество свай определяется как наибольшее из расчетов на осевую и поперечную нагрузки аналогично п.А.

Строительный случай:

Поперечная нагрузка:

Σ E^cтр_a=Σ N_стр sinα =1050, 2*10 sin6, 12° = 1119, 63 кН;

N^поп _св=23, 53 кН;

n^поп _св=SE^cтр_a/ N^поп св=1094, 5 / 23, 53 = 48 шт.

Осевая нагрузка:

Ra^стр=SN_стр cosα =1050, 2 10 cos6, 12º =10442, 15 кH.

N^ос св=135, 5кН.

n^поп _св=SRa^стр / N^оссв=357, 26/440, 27= 78 шт

Эксплуатационный случай:

Поперечная нагрузка:

R=10 (Ea²+N^экспл)^1/2=10 (179²+969, 3²)^1/2=9856, 9 кH.

E^экспл_a = R = 9856, 9 (10, 2-6, 12)= 701, 31кН

n^поп _св=E^экспл_a/ N^поп _св=701, 31/23, 53=30 шт.

Осевая нагрузка:

Ra^экспл= R = 9856, 9 = 9831, 92 кН

n^oc _св=Σ Ra^экспл / N^оссв=9831, 92/135, 5=73шт.

Выбираем n^поп _св = 73 шт.

Окончательно принимаем вариант с наклонными сваями n^поп _св = 73 шт.

.

Размещение свай в плане.

а) Расстояние между осями свай должно быть не менее 3d = 0, 9 м; расстояние от оси крайнего ряда до края ростверка – не менее 1, 5d = 0, 45 м;

б) Сваи должны быть равнонагруженными, для чего контактную эпюру σ разбивают на равновеликие площади, располагая оси продольных рядов свай против центров тяжести каждой части.

Сначала назначают число свай в поперечном ряду m, которое для деревянных свай ориентировочно назначаются как m = b – 1, где b=7 м – ширина подошвы ростверка в метрах. Затем графическим способом устанавливаются расстояния между сваями в поперечном ряду (т.е. расстояние между продольными рядами).После этого уточняются расстояния между поперечными рядами.

Ширина подошвы стенки – 7, 8 м;

Число свай в поперечном ряду m = 7;

Число поперечных рядов свай на 10 пог. м стенки m* = 73/7=10, 43;

Расстояние между поперечными рядами S = 10 / 10, 43 = 0, 96 м.