7. Расчёт свайных фундаментов

7.1 Определение количества свай в кусте Фундамент №2

Примем сваю квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой типа С3-30.

1) Несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле (8) [3]:

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

– коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3 [3], для сплошных свай с закрытым нижним концом, погруженных механическими (подвесными), паровоздушными и дизельными молотами γ_cR=γ_cf=1;

– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 1 [3], значения R на глубине 4,25 м для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %:

4 м – 4,25 м – 5 м –

680×2 тс/м2 R 700×2 тс/м2

применяя метод интерполяции, получим:

– площадь опирания на грунт сваи, А=0,3²=0,09 м²;

– наружный периметр поперечного сечения сваи, µ=0,3×4=1,2 м;

– расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл.2 [3], для плотных песчаных грунтов значения расчетного сопротивления на боковой поверхности свай f_i следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в табл. 2.

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай определяются по средней глубине расположения слоя грунта, м:

Рисунок 15. Средняя глубина расположения слоев грунта

2м – 4,2×1,3 2,5м – f1 3м – 4,8×1,3

применяя метод интерполяции:

3м – 4,8×1,3 3,875м – f2 4м – 5,3×1,3

применяя метод интерполяции:

– толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м, h₁=2 м, h₂=0,75 м.

2) По п.3.10 [3] одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);

F_d — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи

γ_к – коэффициент надежности, принимается равным 1,4, т. к. несущая способность сваи определена расчетом (п.3.10 [3]).

Определим необходимое количество свай в кусте:

где N – вертикальная нагрузка, N=50 тс.

Увеличение на 20% вследствие действия изгибающего момента М.

Принимаем n=4 сваи.

Т.к. расстояние между сваями должно быть в пределах 3d≤a≤6d, то принимаем расстояния между сваями 0,9 и 1,0 м. Высоту ростверка принимаем равной 1350 мм, расстояния от внешних граней свай до края ростверка – 100 мм.

3) Определим расчетную нагрузку на каждую сваю Р_Фn, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты, по формуле (3) [3]:

где N_d — расчетная сжимающая сила, кН (тc), N_d=50 тс;

M_x, M_y — расчетные изгибающие моменты, кН×м (тc×м), относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка, M_x=14 тс×м;

n — число свай в фундаменте, n=4;

x_i, y_i — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м, y₁= y₂= y₃= y₄=0,5 м;

х, у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м, y₁= y₂=0,5 м, y₃= y₄=–0,5 м.

Рисунок 16. Расстояния от главных осей до оси каждой сваи

Т.к. все условия выполняются, то окончательно выбираем данный фундамент.