1Ф-ти АЕС - палі
4. Розрахунок та конструювання пальових фундаментів.
Палевий фундамент складається з паль та ростверків. Основними робочими елементами є палі, тобто. стрижні, що приймають навантаження від споруд та передають її ґрунту. У разі промислового будівництва застосовують пальові фундаменти з низьким ростверком, тобто. заглибленим у ґрунт.
4.1 Вибір типу та розмірів паль та ростверків
У курсовій роботі приймаємо глибину закладення підошви ростверку так само, як для фундаментів дрібного закладення, визначену з умови не промерзання підошви ростверку, інженерно-геологічних, гідрогеологічних умов основи.
Попереднірозміри ростверку в плані визначаються розмірами над фундаментною частиною споруди (колони).
Визначення розмірів ростверку
Фундамент з осі А.
Фундамент з осі Б,В.
Визначення ваги ростверку.
Вага ростверку по осі А
Вага ростверку по осі Б,В
Визначаємо розрахункову стискаючу силу на рівні підошви ростверку - Nп.
Ряд А:
Ряд Б:
Ряд Б:
2. Оцінка інженерно-геологічних умов основи та призначення розрахункової довжини палі
Розрахунок пальового фундаменту починають зі складання розрахункової схеми із зображенням геологічного розрізу (грунтової колонки) із відмітками шарів; зазначенням консистенції глинистих ґрунтів, щільності пісків, рівня ґрунтових вод, кута внутрішнього тертя, зчеплення та модуля деформації ґрунтів (рис.3).
Розрахункова схема визначення довжини палі.
Lр - розрахункова довжина палі - відстань від підошви ростверку до початку загострення:
,
де z – глибина від поверхні ґрунту до початку загострення,
d – глибина закладення підошви ростверку.
Таким чином, довжина палі Lрасч визначається глибиною залягання шару несучого міцного ґрунту, в який заглиблюється паля, і відміткою закладення підошви ростверку.
Відповідно до п. 7.4 СНиП 2.02.03-85 закладення палі в ростверку становить5-10см. І, отже:
L1 = 1м L2 = 1,5м L3 = 4м
L1 = 0,3 м L2 = 3 м L3 = 6м
L1 = 2,3 м L2 = 2,8 м L3 = 4м
Визначивши необхідну довжину, вибираємо також за типовими значеннями, виходячи з навантаження на палю, раціональний переріз і марку палі
3. Визначення несучої здатності палі. Розрахунок числа паль
Розрахунок несучої здатності вертикально навантажених висячих паль (паль-теріння) проводиться, як правило, тількиза міцністю грунту, так як за міцністю матеріалу палі несуча здатність завждизаздалегідь вище.
Розрахунок ведеться за першою групою граничних станів (за несучою здатністю).
Відповідно до п.4.2 СНиП 2.02.03-85несучу здатністьFdвисячої забивної палі (квадратної, квадратної з круглою порожниною, прямокутною та порожнистою, круглою діаметром до 0,8м) і палі-оболонки, не заповненої бетоном, що працюють на стискаюче навантаження, слід визначати як суму розрахункових опорів ґрунтів основи під нижнім кінцем палі та на її бічній поверхні.
де - значення для палі-стійки: сенс поділу паль на стійки і висячі палі полягає в тому, що для палі-стійки переміщення вістря під навантаженням не відбувається і сили тертя по бічній поверхні не виникають.
-Коефіцієнт умови роботи палі в грунті, який залежить від виду паль.=1,0 для паль прямокутного поздовжнього перерізу, забивних. Для набивних, гвинтових, паль-оболонок може бути.
- Коефіцієнтиумови роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем та по бічній поверхні палі, що враховують вплив способу занурення та виготовлення палі на розрахунковий опір ґрунту (- якщо палі занурюються забиванням - табл.3.3 СНиП).
А – площа спирання палі на ґрунт.
U – зовнішній периметр поперечного перерізу палі.
,
R-розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі (приймається за табл.1 п.4.2 СНиП 2.02.03-85).
-Розрахунковий опір i-ого шару однорідного грунту підстави по бічній поверхні палі (приймається за табл.2 п.4.2 СНиП 2.02.03-85).
При визначенні по таблицях пласти грунтів слід розчленувати на однорідні шари завтовшки трохи більше 2м(рис. 5).Для проміжних глибин чи характеристик грунтівR і визначаються інтерполяцією.
hi – товщина i-ого шару ґрунту (і в межах hi має бути однорідною).
Послідовність розрахунків така:
1. Спочатку визначаємо Fd -несучу здатність палі по грунту. Інакше, Fd - це розрахункова несуча здатність грунту основи даної одиночної палі.
2. Далі визначаємо FRS – силу розрахункового опору палі по ґрунту.
,
де γk - коефіцієнт надійності, що залежить від способу визначення Fd
(відповідно до п.3.10 СНіП 2.02.03-85 Палеві фундаменти).
γk = 1,4 – якщо несуча здатність визначається розрахунком
(Дані беруться за таблицею).
γk = 1,2 – якщо несуча здатність Fd визначена статичними
випробуваннями. Наприклад, конкретніпаліна будмайданчиках.
γk = 1,25 – якщо проведено польові випробування статичним або
Визначення несучої здатності палі розрахунком проводиться у всіх випадках. Польові випробування паль за існуючими нормативними документами неє обов'язковими, проте для надійності проектного рішення до них зазвичай вдаються. При цьому найбільш достовірними є випробування паль статичною навантаженням (передпроектні 5).
Для фундаментів, що зазнають великих горизонтальних зусиль, застосовуються статичні випробування паль горизонтальним навантаженням.
3. Далі визначаємо кількість паль у фундаменті. Необхідну кількість паль розраховують, припускаючи в першому наближенні рівномірне розміщення та передачу навантаження на всі палі в ростверці з виразу:
.
де - розрахункова стискаюча сила в площині підошви ростверку
Дані округляють до цілого числа у бік.
Потім проводимо перевірку зусиль, що передаються на палю. Відповідно до п.3.9 СНиП 2.02.03-85 розрахункове навантаження, що передається на палю, має задовольняти умови:
,
де N – розрахункове зусилля, що передається на одну палю (від споруди та ваги ростверку).
.
Таким чином, навантаження, що передається на одну палю від споруди та ваги ростверку, не перевищує силу розрахункового опору палі по ґрунту.
Відповідно до СНиП закладення ростверку 0,5-1м
Lконстр=Lрасч+1=6,5+1=7,5 -Вибираємо палю С8-30
=0,09, =1,2м