Приложение 4. Определение размеров буронабивных фундаментов

Приложение 4

Определение размеров буронабивных фундаментов

1. Расчет по деформации должен производиться исходя из условия

     s = sk = sn <= su,

где s - осадка буронабивного фундамента по расчету, см;

sk - условная осадка кольцевого уширения, см;

sn - условная осадка пяты, см;

su - средняя предельно допустимая осадка здания, см.

2. Значения осадок sk и sn рекомендуется определять методом послойного суммирования осадок отдельных слоев грунта основания под кольцевым уширением и пятой от нагрузок Nk и Nn.

Нагрузки на кольцевое уширение Nk и на пяту Nn можно предварительно определять по формулам

     Nk = Л NII,

     Nn = (1 - Л) NII,                                        (1)

где NII - расчетная нагрузка на фундамент для определения деформации основания, кН;

Л - коэффициент распределения нагрузки, принимаемый по табл. 1.

3. Допустимость расчета по деформации определяется условием

            NII

     pII = ----- <= R,                                      (2)

             A

где pII - среднее давление по подошве уширения на основание, кПа;

А - площадь горизонтального сечения кольцевой части фундамента, м2;

R - расчетное сопротивление грунта в основании фундамента, кПа, определяемое по формуле

  R = (yc1 yc2 mr / yg) (M1 bф yII + M2 dn y'II + M3 cII - y'II d1),  (3)

где yc1 yc2 - коэффициенты условий работы, принимаются по табл. 3 СНиП 2.02.01-83; mr - коэффициент, учитывающий ненарушенную структуру грунта основания и принимаемый по табл. 2; yg - коэффициент надежности по грунту; принимается yg = 1,1 при определении фII и cII по таблицам и yg = 1 при определении фII и cII по испытаниям;

M1, M2, M3 - коэффициенты, принимаемые по табл. 3.

yII, y'II - осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего соответственно ниже и выше подошвы уширения (без учета взвешивающего действия воды), кН/м3;

cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего в основании фундамента, кПа;

bф - наибольший диаметр уширения фундамента, м;

dn - глубина заложения низа конической части от уровня планировки, м;

d1 - приведенная глубина заложения конической части фундамента от пола подвала, определяемая по СНиП 2.02.01-83 (по формуле (8)).

Таблица 1

Диаметр уширения, м	Коэффициент Л при длине цилиндрического нижнего ствола, м, диаметром 0,65 м
	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0	0,50 0,67 0,80 0,85 0,92	0,38 0,59 0,71 0,79 0,86	0,28 0,51 0,65 0,73 0,80	0,21 0,43 0,59 0,68 0,75	0,14 0,38 0,56 0,63 0,70

Таблица 2

Показатель текучести IL	0,20	0,20-0,40	0,40-0,60	0,60
Коэффициент mr	1,9	1,6	1,3	1,1

Таблица 3

Расчетное значение угла внутреннего трения фII, град.	Коэффициенты
	М1	М2	М3
1	2	3	4
10 12	0,20 0,26	1,80 2,02	4,51 4,81
14 16 18 20 22 24 26 28 30	0,32 0,39 0,47 0,57 0,68 0,80 0,94 1,11 1,30	2,28 2,56 2,90 3,28 3,71 4,21 4,78 5,45 6,20	5,12 5,46 5,84 6,25 6,71 7,20 7,75 8,36 9,00

4. Дополнительное давление под фундаментом от действия вертикальных нагрузок Nk и Nn определяется по формулам:

а) для кольцевого уширения

     pok = (Nk / Ak) - yII dk,                                     (4)

                  2     2

     где Ak = п (bф  - b ) / 4,

         dk = dn + 0,67 hc (см. рис. 1);

          b - диаметр пяты, м;

б) для пяты цилиндрического ствола

     pon = (Nn / Ay) - yII dnn,                                     (5)

                 2

     где Ay = п by / 4 - условная площадь основания пяты;

         bу = b + 2 hn tg (фIIcp / 4),

фIIcp - среднее значение расчетного угла внутреннего трения в пределах высоты ствола;

y'II - средний объемный вес грунта выше подошвы пяты, кН/м3;

dnn - глубина заложения пяты фундамента, м;

hn - рабочая часть ствола.

5. Нормальные напряжения в основании подошвы определяются по формулам

а) для кольцевого уширения

     бzpk = pok (a2 - a1),                                           (6)

где a1 принимается по табл. 4 в зависимости от

     S01 = 2z / b и t01 = (bф + b) / 2b,

a2 - по той же таблице при

     S02 = 2z / bф и t02 = (bф + b) / 2bф;

б) для нижнего конца ствола (пяты)

     бzpn = pon a,                                                    (7)

где а принимается по табл. 4 в зависимости от S0 = 2z / b при t0 = 0.

Границы активных зон в основании уширения и подошвы пяты рекомендуется принимать на глубинах, где бz'p = 0,2 бz'g и бz''p = 0,2 бz''g. Равенство sk = sn может быть достигнуто методом последовательного приближения за счет изменения коэффициента распределения нагрузок Л между кольцевым уширением и пятой.

7. Расчет по несущей способности основания рекомендуется производить при коэффициенте надежности по грунту, принимаемом по опыту строительства равным yg = 2,0.

Несущая способность фундамента Fu определяется по формуле

     Fu = Fps,u + Fcf,u,                                             (8)

где Fps,u - сила суммарного предельного сопротивления грунта основания под кольцевым уширением и нижним концом ствола, кН;

Fcf,u - сила предельного сопротивления грунта по боковой поверхности нижнего ствола, кН.

Расчетная нагрузка, допускаемая на фундамент, определяется по формуле

     F = Fu / yg.                                                     (9)

8. Величину предельного сопротивления грунта основания под фундаментом рекомендуется определять по формуле

     Fpsu = A (Nk1 y1 bф + Nk2 y'1 d1 + Nk3 c1),                     (10)

где Nk1, Nk2, Nk3 - коэффициенты определения по табл. 5;

y1, y'1- осредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы уширения, кН/м3;

с1 - расчетное значение удельного сцепления грунта кПа;

остальные обозначения даны в п.З.9. Сопротивление грунта по боковой поверхности ствола рекомендуется определять по формуле

               ___

     Fcf,u = u \  ycf fi hi,                                        (11)

               /__

где u - периметр пяты, м;

fi - расчетное сопротивление грунта основания по боковой поверхности, определяемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

ycf - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности буронабивных свай, принимаемый по табл. 3 СНиП 2.02.03-85;

hi - толщина слоев грунта в пределах высоты нижнего ствола фундамента, м. Сопротивление грунта должно учитываться на участке ствола длиной ln (см. рисунок).

Таблица 4

S = 2z/b	Значение коэффициента а при t0
	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0	1,000 0,993 0,949 0,864 0,756 0,646 0,547 0,461 0,390 0,332 0,285 0,246 0,214 0,187 0,165 0,146 0,130 0,117 0,106 0,096 0,087	1,000 0,991 0,943 0,852 0,742 0,633 0,535 0,452 0,383 0,327 0,280 0,242 0,211 0,185 0,163 0,145 0,129 0,116 0,105 0,095 0,086	1,000 0,987 0,922 0,813 0,699 0,593 0,502 0,425 0,362 0,311 0,268 0,233 0,203 0,179 0,159 0,141 0,126 0,114 0,103 0,093 0,085	1,000 0,970 0,860 0,773 0,619 0,525 0,447 0,389 0,330 0,285 0,248 0,218 0,192 0,170 0,151 0,135 0,122 0,110 0,099 0,091 0,083	1,000 0,890 0,712 0,591 0,504 0,434 0,377 0,329 0,288 0,254 0,224 0,198 0,176 0,158 0,141 0,127 0,115 0,105 0,095 0,087 0,080	0,000 0,468 0,435 0,400 0,366 0,332 0,300 0,270 0,243 0,218 0,196 0,176 0,159 0,144 0,130 0,118 0,108 0,098 0,090 0,083 0,080	0,000 0,077 0,181 0,224 0,237 0,235 0,226 0,212 0,197 0,182 0,167 0,153 0,140 0,129 0,118 0,108 0,099 0,091 0,084 0,078 0,072	0,000 0,015 0,065 0,113 0,142 0,157 0,162 0,161 0,156 0,148 0,140 0,131 0,122 0,113 0,105 0,097 0,090 0,084 0,078 0,073 0,067	0,000 0,005 0,036 0,056 0,083 0,102 0,113 0,118 0,120 0,118 0,114 0,109 0,106 0,098 0,092 0,087 0,081 0,076 0,071 0,067 0,062	0,000 0,002 0,012 0,029 0,048 0,065 0,078 0,086 0,090 0,092 0,092 0,090 0,087 0,084 0,080 0,077 0,073 0,068 0,065 0,061 0,058	0,000 0,001 0,006 0,016 0,029 0,042 0,053 0,062 0,068 0,072 0,074 0,074 0,073 0,071 0,069 0,067 0,064 0,061 0,058 0,055 0,053	0,000 0,0008 0,0037 0,0108 0,0198 0,0290 0,0400 0,0471 0,0526 0,0583 0,0603 0,0608 0,0639 0,0627 0,0626 0,0625 0,0591 0,0573 0,0554 0,0527 0,0506	0,000 0,0008 0,0023 0,0043 0,0104 0,0190 0,0284 0,0340 0,0414 0,0450 0,0483 0,0504 0,0522 0,0530 0,0530 0,0520 0,0515 0,0504 0,0472 0,0463 0,0449	0,000 0,0002 0,0016 0,0026 0,0059 0,0109 0,0161 0,0212 0,0260 0,0300 0,0334 0,0360 0,0378 0,0388 0,0391 0,0369 0,0394 0,0385 0,0376 0,0370 0,0357	0,0000 0,0001 0,0012 0,0020 0,0047 0,0100 0,0124 0,0148 0,0198 0,0238 0,0294 0,0314 0,0325 0,0333 0,0339 0,0344 0,0346 0,0340 0,0330 0,0330 0,0325	0,0000 0,0001 0,0006 0,0016 0,0036 0,0630 0,0093 0,0129 0,0166 0,0199 0,0225 0,0252 0,0272 0,0286 0,0299 0,0310 0,0312 0,0315 0,0314 0,0314 0,0313

Расчетная схема буронабивного фундамента:

1 - уровень планировки; 2 - уровень природного рельефа;

3 - уровень пола подвала

"Расчетная схема буронабивного фундамента"

Таблица 5

Коэффициенты	Значение расчетного угла внутреннего трения ф1, град
	16	18	20	22	24	26	28	30
Nk1 Nk2 Nk3	2,1 4,5 12,8	2,8 6,5 16,8	3,6 8,5 20,9	5,0 10,8 24,6	7,0 14,1 29,9	9,5 18,6 36,4	12,6 24,8 45,0	17,3 32,8 55,4