Реконструкция фундаментов. 
Расчет и конструирование фундаментов

Конструктивные решения по усилению фундаментов и упрочнению грунтов оснований

Расчет ограждающей стенки котлована.

Ограждение котлованов рекомендуется выполнить в виде траншейных или свайных стен с необходимыми мерами по обеспечению их водонепроницаемости. При наличии близко водоупора стены следует заглублять в этот слой не менее чем на метр. При отсут-ствии естественного водоупора может быть предусмотрено создание искусственного за счёт инъекционного закрепления в песке слоя, достаточного для восприятия взвеши-вающего давления воды. Ограждающие стены должны быть проверены на опрокидывание от действия бокового давления грунта в состоянии покоя и гидростатического давления воды. В случае недостаточной устойчивости свободностоящих защемлённых в грунте стен нужно предусмотреть распорные системы или анкерные крепления.

Расчётом должна быть предусмотрена устойчивость козловой системы на воздействие опрокидывающего момента от бокового давления грунта в состоянии покоя. Наклонные сваи в целях унификации предусмотреть с отклонением от вертикали на 30. При восп-риятии опрокидывающего момента статическим расчётом следует определить усилия вда-вливания в вертикальных сваях и выдёргивающие усилия — в наклонных. Сами сваи нужно рассчитать по прочности арматуры наклонных анкерных свай — на растяжение. Кроме этого, должны быть определены несущие способности этих свай по грунту. С учётом инъекционной опрессовки грунта расчётные сопротивления под нижними концами буроинъекционных свай рекомендуется принимать как и для забивных. На границах пластов могут устраиваться локальные уширения.

Для формирования ствола сваи в скважину должен закачиваться водоцементный раствор с в/ц = 0,50 на основе портландцемента марки не ниже 400. Диаметр ствола сваи определяется по объёму закачиваемого раствора с учётом водопотерь.

Расчёт козловой системы в качестве ограждения котлована сводится к определению давления грунта в состоянии покоя на глубине (Н + I м), то есть примерно на I м ниже уровня пола подвала :

Опрокидывающий момент на глубине (H+1) составит:

Усилие в ряду вертикальных свай на 1 погонный метр ограждающей стены равно:

Усилие на погонный метр ряда наклонных свай равно:

Чтобы грунт между сваями не высыпался за счёт арочного эффекта, расстояние между вертикальными сваями нужно принять по 0,6 м. Тогда усилие на одну сжимаемую сваю составит 0,6 Ns, кН. Оно должно восприниматься за счёт сопротивления на боковой по-верхности только ниже дна котлована и под нижним концом сваи. Глубина заделки i и диаметр уширения ствола D должны устанавливаться расчётом из условия восприятия грунтом расчётной вдавливающей нагрузки. Усилие в одной анкерной свае легко устано-вить при заданном шаге между ними в ряду исходя из расчёта несущей способности сваи, которая зависит от сопротивлений грунта вдоль её боковой поверхности и, возможно, пе-ред уширениями. Наличие локального уширения по длине инъекционного отреза поз-волит уменьшить общую длину анкерной сваи, которая должна быть в любом случае больше чем (Н + I).

Принимаем сваю длиной L=5 м., d=200 мм Несущая способность вертикальной сваи равна:

Расчётная нагрузка P, допускаемая на сваю.

P=63,1/1,4=45,1 кН Усилие на одну вертикальную сваю.

N'=0.6Ns=0.6· 70,36=42,22.

— следовательно несущая способность сваи по грунту обеспечена.

Определим длину корня анкерной сваи исходя из того, что свая работает на трение по боковой поверхности:

Fd = г_C · U·г_Cf · Уf_i·?_I · t > Na.

где г_C — коэффициент условий работы сваи в грунте (г_C=1,0);

г_Cf — коэффициент условия работы грунта по боковой поверхности сваи (г_Cf =1,6); Fd =1· 3,14·0,2·1,6·(8·2+14·2+16,5·1)·t = 60,8· t кН.

Na=81,25 кН.

t = 81,25/60,8 = 1,33 м.

Принимаем длину корня сваи t = 1,5 м.

Тогда несущая способность анкерной сваи: Fd · t=60,8· 1,5 = 91,2 кН > Na=81.25 кН При такой длине корня несущая способность анкера по грунту будет обеспечена.

Из условия, что расчётное сопротивление цементного камня сжатию Rb=25 000 кПа, видно, что допустимое сжимающее усилие в одной свае, которое она может воспринять равно:

Rb· 3,14·d?/4=25 000·3,14·0,2?/4 = 785 кН.

N' = 42,22 кН < 785кН, значит прочность вертикальной сваи обеспечена.

По расчёту арматура не требуется, но принимается конструктивно 1 стержень S500 ?16.

В наклонной свае выдёргивающие усилия будут восприниматься за счёт арматуры, площадь которой определяем из условия:

Принимаем 1 стержень S500 ?18, A =2,545 см?, следовательно, прочность арматуры наклонных анкерных свай обеспечена.