Особенности проектирования составных свайных фундаментов из пирамидальных блоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харьковская национальная академия городского хозяйства

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВНЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ПИРАМИДАЛЬНЫХ БЛОКОВ

Пыхтин Б.М., Седышев Е.С.

Затраты на устройство оснований и фундаментов достигают 20 % и более от стоимости сооружения при высокой материалоемкости и трудоемкости работ. Поэтому, к созданию рациональных и эффективных конструктивных решений фундаментов будет и в дальнейшем привлекаться внимание ученых и проектировщиков.

В 1980-е годы в Харькове разрабатывались составные фундаменты из пирамидальных блоков под стойки трехшарнирных рам каркасных производственных зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения [4]. Фундаменты предназначались для восприятия значительных горизонтальных усилий, передаваемыми рамами. В последнее время на Украине растет производство сельхозпродукции, для чего потребуются дополнительные производственные площади в животноводстве, для хранения продукции и т.п. Указанное стимулирует развитие сельскохозяйственного промышленного строительства. В то же время удорожание материалов и строительных работ предполагает применение эффективных конструкций и способов производства с обеспечением эксплуатационной надежности сооружений.

Применение фундаментов из одиночных пирамидальных свай для сельскохозяйственных производственных зданий с распорными рамами ограничено грунтовыми условиями строительных площадок, а также прочностью материала сваи. Возведение фундаментов из 2-х пирамидальных свай с железобетонной перемычкой связано с многодельностью операций. В связи с этим строительные организации, несмотря на перерасход материалов, применяли сборные столбчатые фундаменты, считая их более надежными.

Для более полного использования несущей способности грунтового основания при действии горизонтальной составляющей опорной реакции трехшарнирной рамы предложена конструкция фундаментов, состоящая из 2-х железобетонных пирамидальных блоков (опорного и подпорного). Блоки можно изготавливать на заводах или полигонах в металлической опалубке для пирамидальных свай длиной от 3 м. Оба блока бетонируются в одной опалубке, разделенной диафрагмой. Примерные размеры блоков приведены на рисунке 1. Блоки изготавливаются из тяжелого бетона класса не ниже В15. Армирование блоков можно выполнять стержнями классов А240…А400. Для транспортировки и забивки блоков предусмотрены монтажные петли [1, 2].

Рис. 1 Конструкция составного фундамента из пирамидальных блоков

составной фундамент пирамидальный свая

Технология устройства составных фундаментов следующая:

- выполняется планировка стройплощадки с уплотнением насыпного грунта до объемного веса скелета 1,6 г/см³. Толщина почвенного слоя или неуплотненного грунта должна быть не более 0,5 м;

- производится разбивка осей фундамента отдельно для опорных и подпорных блоков;

- в центре забивки подпорного блока бурится лидерная скважина глубиной и диаметром по 0,5 м;

- подпорный блок устанавливается в лидерную скважину и забивается на проектную отметку. Верх подпорного блока должен быть на 0,5 м ниже планировочной отметки;

- по оси забивки опорного блока бурится лидерная скважина по параметрам аналогичная предыдущей;

- в лидерную скважину устанавливается опорный блок и забивается на проектную глубину. Верх опорного блока совпадает с планировочной отметкой площадки;

- гнездо подпорного блока и контактная часть боковой грани опорного блока очищаются от грунта и в гнездо подпорного блока укладывается бетонная смесь класса В15…20. Зона над подпорным блоком заполняется уплотненным грунтом.

Составные фундаменты из пирамидальных блоков предлагается применять для широкого спектра геологических условий в т.ч. и для оснований из уплотненных насыпных, а также лессовых грунтов 1-го типа просадочности. В отличие от фундаментов из одиночных пирамидальных свай, которые не всегда обладают достаточной несущей способностью по грунту и самой конструкции, составной фундамент из пирамидальных блоков позволяет путем подбора типоразмеров опорного и подпорного блоков создать более точную привязку к грунтовым условиям площадки.

Составной фундамент рассчитывается по несущей способности грунтов основания; по перемещениям опорного блока в горизонтальном направлении от совместного действия вертикальной и горизонтальной составляющих нагрузки; по осадкам основания опорного блока от действия вертикальной составляющей нагрузки. Расчетная схема фундамента приведена на рис. 2.

Расчетные вертикальные нагрузки, допускаемые на опорный и подпорный блоки можно определять по методике Приложения 2 СНиП [3] как для пирамидальных свай с наклоном боковых граней i_P > 0,025.

При расчете на горизонтальные нагрузки приняты следующие гипотезы: пирамидальные железобетонные блоки, являющиеся элементами составного фундамента, рассматриваются как абсолютно жесткие; горизонтальное сопротивление грунта (Н_Г) приложено к опорному блоку по плоскости его контакта с подпорным блоком; возможно вертикальное перемещение опорного блока относительно подпорного; прочностные свойства грунта в пределах уплотненной зоны повышаются [1].

Расчетная горизонтальная нагрузка, допускаемая на составной фундамент, зависит от сопротивления грунта по боковой поверхности подпорного блока действию горизонтальной составляющей и эксцентриситета приложения вертикальной составляющей опорной реакции.

Сопротивление действию горизонтальной нагрузки по боковой поверхности подпорного блока можно подсчитать по формуле:

,

где с - коэффициент постели грунта, окружающего блок; в - предельно допустимый угол поворота блока; w_k - коэффициент геометрии блока; m - показатель степени, равный 0,625 для глинистых и 0,555 для песчаных грунтов.

Условия прочности фундамента на горизонтальную нагрузку выводится по равновесию усилий, приложенных к опорному блоку:

,

где соотношение расчетных вертикальной и горизонтальной составляющей нагрузки на фундамент; эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки.

Рис. 2 Расчетная схема составного фундамента

Литература

1. Глушкова Л.И. Особенности расчета составных фундаментов сельскохозяйственных зданий на наклонную нагрузку / Л.И. Глушкова, Б.М. Пыхтин // Проектирование и изготовление конструкций сельскохозяйственных комплексов: сб. научн. тр. М.: МИИСП, 1985. С. 8-12.

2. Пыхтин Б.М. Исследование работы составных фундаментов при действии наклонной нагрузки для строительства каркасных сельских зданий / Б.М. Пыхтин, М.П. Журавченко // Исследование оснований и конструкций сельскохозяйственных сооружений и методов их изготовления и проектирования: Сб. научн. тр. М.: МИИСП, 1987. С. 28-34.

3. СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты // Госстрой СССР. М.: 1986. 48 с.

4. Авт. свид. СССР № 1063941. Фундамент под трехшарнирную раму.

Размещено на Allbest.ru