35Определение числа свай в центрально-нагруженном фундаменте и размещение их в плане.
Для определения необходимого количества свай для центрально нагруженного свайного фундамента, рассмотрим условия (см. схему) передачи нагрузки от сооружения через ростверк и сваи на грунт основания. На ниже приведённой схеме, в качестве примера, показан свайный куст из 12 свай. Если сваю рассматривать как железобетонный элемент с условным диаметром (d), то при минимальном (компактном) расположении свай между собой на расстоянии 3d, получим площадь ростверка (А=3d2) на которую будет передавать нагрузку свая. Учитывая, что свая должна быть запроектирована из условия восприятия максимальной допускаемой расчётной нагрузки (Q), представляется возможным определить среднюю интенсивность давления по подошве ростверка.
Схема оптимального размещения свай в плане с выделением площади передачи нагрузки.
Тогда, в соответствии с вышеприведенной схемой передачи нагрузки на проектируемые сваи, можно определить Ррост – среднюю интенсивность давления по подошве ростверка:
,
где Q - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.
Определим, для центрально нагруженного ростверка получим приближенную площадь ростверка Арост:
,
где N01 – расчетная нагрузка по обрезу ростверка (I предельное состояние); γf – коэффициент перегрузки.
Зная площадь ростверка, находят его вес Np и вес грунта на его обрезах Nгр:
.
Тогда, необходимое число свай будет равно:
Размещение свай в плане и конструирование ростверка
При размещении принятого количества свай (nсв) в плане необходимо стремиться к минимальным размерам ростверка !
36 Определение числа свай во внецентренно-нагруженном фундаменте и размещение их в плане.
Предварительное число свай при внецентренном нагруженным свайном фундаменте определяют, так же как и при центральной нагрузке
а
затем увеличивают ≈ на 20%.
Расчетную нагрузку, приходящуюся на отдельную сваю, в общем случае, когда моменты действуют в направлении двух осей, определяют по формуле внецентренного сжатия
-расчетная
нагрузка на сваю при внецентренном
сжатии
где 
,
Mx, My – соответственно расчетная
вертикальная нагрузка кН, и расчетные
изгибающие моменты кН·м, относительно
главных центральных осей х и у плана
своей в плоскости подошвы ростверка(рис.):
n
– число свай в фундаменте;
x1,
y1 –
расстояния от главных осей до оси каждой
сваи, м;
x,
y – расстояния от главных осей до оси
каждой сваи, для которой вычисляется
расчетная нагрузка, м
Рис.
11.16. Внецентренно нагруженный свайный
фундамент
37 Определение осадки свайного фундамента
Определение осадки свайного фундамента – это расчёт его по II предельному состоянию (деформациям). Условия расчёта в принципе остаются такими же, как и для фундамента на естественном основании. В этом случае свайный фундамент следует рассматривать как условный фундамент глубокого заложения (dус) (см. схему).
Схема условного свайного фундамента, необходимая для расчёта его осадки.
Для определения осадки свайного фундамента необходимо создать условный фундамент - АБСД , используя величину угла a, определяемую из следующих условий:
φср – средневзвешенный угол внутреннего трения слоев грунта, которых пересекает ствол сваи
α - угол рассеивания напряжений по длине ствола сваи.
Определив (α), и используя графические построения (см. схему), находят ширину и длину условного фундамента АБСД:
.
Определяют давление по подошве условного фундамента, которое сопоставляется с расчётным сопротивлением грунта основания для условного фундамента на данной глубине:
Расчётное сопротивление грунта основания для условного фундамента:
Обычно соблюдение необходимого условия Русл ≤ Rусл.фун. удовлетворяется. Далее строят эпюры σ0z и σбz для условного фундамента и определяют его осадку, используя метод послойного суммирования (см. ранее), с определением условной границы сжимаемой толщи (у.г.с.т.).
Необходимо соблюдение условия S ≤ Su (расчет по II предельному состоянию).
Если рассчитанная осадка S будет превышать предельную величину осадки Su, то следует принять меры по снижению полученной осадки:
Увеличить глубину используемых свай, таким образом, чтобы остриё свай передавало нагрузку на ниже лежащие, более плотные слои грунта.
Затем производится перерасчёт по выше приведённой методике.
Данная последовательность расчётов производится до тех пор, пока не будут выполнены требуемые условия S ≤ Su.