5.3. Несущая способность висячих свай по грунту.

Расчет несущей способности свай по грунту выполняем по первой группе предельных состояний для расчетных нагрузок: N_x = 8709,86 кН, N_y = 6206,26 кН, M_0у = 1443,12 кН·м, М_0х = 3934,99 кН·м.

Несущую способность F_d, кН, висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, определяем как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

, (5.3.1)

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

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по приложениям 1,2;

А - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

u - наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по приложению 3 [5]. Значения расчетного сопротивления плотных песков на боковой поверхности свай следует увеличивать на 30%, а для супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15%;

h_i - толщина -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γ_cR и γ_cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта, для забивных свай принимаются равными 1.

Свободную длину сваи ниже подошвы ростверка разбиваем на слои толщиной не более 2 м. Рассчитывается расстояние от отметки устья скважины NL до середины каждого слоя, а также расстояние до нижнего конца свай. Расчетная схема к определению несущей способности висячей сваи расчетным методом представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2. Расчетная схема к определению несущей способности

висячей сваи расчетным методом

Определяем значения параметров, входящих в формулу (5.3.1):

γ_с = 1,0, для забивных свай γ_cR и γ_cf принимаются равными 1;

для мелкого песка, залегающего под нижним концом свай R = 3300 кПа,

А = 0,35·0,35 = 0,123 м², u = 4·0,35 = 1,4 м.

Расчет сопротивления грунтов основания по боковой поверхности свай представлен в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Расчетное сопротивление грунтов на боковой поверхности свай

№ слоя	Описание слоя	hi , м	zi , м	fi , кПа	hi ·fi , кН/м
1	Песок пылеватый, плотный	1,90	3,95	35,1	66,69
2	Песок пылеватый, плотный	1,90	5,85	40,3	76,57
3	Песок пылеватый, плотный	1,90	7,75	42,9	81,51
4	Песок пылеватый, плотный	1,90	9,65	44,2	83,98
5	Песок мелкий, средней плотности	1,95	11,58	48,0	93,6
6	Песок мелкий, средней плотности	1,95	13,53	50,0	97,5
7	Песок мелкий, средней плотности	1,95	15,48	52,0	101,4
8	Песок мелкий, средней плотности	1,95	17,43	54,0	105,3
9	Песок мелкий, средней плотности	1,95	19,38	56,0	109,2
10	Песок мелкий, средней плотности	1,95	21,33	58,0	113,1
			Σ(hi ·fi)		928,85

Несущая способность сваи:

F_d = 1,0·(1,0·3300·0,123+1,4·1,0·928,85) = 1706,29 кН.