3.3. Расчет свайных ростверков под колонну

Расчет ведется по предельному состоянию первой группы не рас­четные нагрузки. Необходимая рабочая высота ростверка (рис.3.2) определяется из расчета на продавливание по формуле

где F - расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций свай,

расположенных за пределами пирамиды продавливания, кН;

 - коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 1,0;

R_bt- расчетное сопротивление бетона растяжению, кПа;

b_m - среднее арифметическое значение между шириной верхнего и нижнего оснований одной грани пирамиды продавливания в пределах высоты h₀ , м.

О бщая рабочая высота ростверка h₀ принимается:

Рисунок 3.2

от верха стакана до оси нижней арматура при d_g/h_g > 0,5;

от дна стакана до оси ниж­ней арматуры при d_g/h_g< 0,5.

Здесь d_g и h_g - соот­ветственно толцина стенок и глубина стакана под колонну.

Если свая находится в пределах пирамиды продавливания, то расчет на продавливание про­изводится по формуле

Причем, если h₀/с получается больше 2,5, в формулу подстав­ляется значение, равное 2,5.

Р асчет на изгиб свайного ростверка производится в вертикаль­ных сечениях у грани колонны и в местах изменения высоты. Изгибающий момент определяется от реакций в сваях, расположенных в преде­лах отсекаемой части. Площадь сечения арматуры A_s (в м² ) опреде­ляется из формулы

где М - изгибающий момент в данном сечении, кН*м;

h₀ - рабочая высота данного сечения, м;

R_s- расчетное сопротивление растянутой арматуры, кПа. Железобетонные ростверки выполняются из бетона класса не ниже В 12,5. Толщину ростверка ниже дна стакана рекомендуется делать не менее 40 см, толщину стенок стакана - не менее 22,5 см. Глубина заделки головы сваи в ростверк при свободном опирании ростверка на сваи равна 5...10 см. Заделка выпусков арматуры в ростверк в этом случае не обязательна. При жестком сопряжении железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком глубина заделки головы сваи в ростверк и выпусков арматуры определяется в соответствии с тре­бованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

Расстояние в осях между сваями должно быть не менее 3d ( d -диаметр круглого или сторона квадратного поперечного сечения сваи) и не менее 0,9 м. Расстояние от края ростверка до оси первого ряда свай должно быть не менее 0,7d .

Расчет железобетонных ростверков под стены производится в со­ответствии с требованиями СНБ 2.03.01-94 "Бетонные и железобетон­ные конструкции".

3.4. Расчет основания свайного фундамента по деформациям

Расчет по предельному состоянии второй группн производится аналогично расчету по деформациям оснований фундаментов на естест­венном основании и сводится к удовлетворению условия S < S_u .

При расчете осадки cвайный фундамент рассматривается как ус-ловный массивный фундамент, в состав которого входят ростверк, сваи и грунт (рис.3.3). Контур условного массива ограничивается сверху поверхностью планировки АД , снизу – плоскостью в уровне нижних концов свай ВС, с боков - вертикальннми плоскостями АВ и СД, отстоя­щ ими от граней крайних свай не величину

Р исунок 3.3

Точки В и С находятся в результате пересечения горизонтальной плоскости в уровне нижних концов свай с наклонными линиями, прове­денными от наружного контура свайного ряда в уровне подошвы рост-верка под углом к вертикали.

П ри слоистом напластовании в пределах длины сваи h угол _IImt принимается средневзвешенным:

где ₁, ₂ , ... , _n - расчетные значения углов внутреннего трения грунтов соответствующих участков сваи h₁ , h₂ ,..., h_n .

Т аким образом, длина l₁ подошвы условного фундамента опреде­ляется из выражения

где m - расстояние между внешними плоскостями свай, м;

h - длина сваи, м.

Аналогично определяется и ширина b1 подошвы условного фунда­мента.

Д авление Р (в кПа) по подошве условного фундамента определя­ется с учетом веса условного массива:

где А₁ - площадь подошвы условного фундамента, м ;

N_d1 - суммарный вес условного массива и нагрузок, приложенных на уровне обреза ростверка, кН.

Здесь N₀ - нагрузка, приложенная на уровне обреза ростверка;

G₁ - вес ростверка;

G₂ - вес свай;

G₃-вес грунта в объеме выделенного условного массива. Для внецентренно нагруженных фундаментов определяется макси­мальное давление по краю подошвы условного фундамента:

Давление Р от расчетных нагрузок не должно превышать расчет­ного сопротивления грунта R, то есть необходимо соблюдение ус­ловий PR и Р_max1,2R .

Расчетное сопротивление грунтов R для свайных фундаментов будет представлено в следующей форме:

Пояснения к этой формуле приведены в расчете осадки фундамента мелкого заложения.

Дальнейший расчет осадки свайного фундамента из висячих свай производится так же, как и фундамента мелкого заложения, по методу послойного суммирования.

Если расстояние между осями свай  6d или число продоль­ных рядов свай не более трех, а отношение сторон ростверка в плане более пяти, то осадка свайного фундамента из висячих свай принима­ется равной осадке одиночной сваи по результатам статических испы­таний в тех же грунтовых условиях и расчет осадки не производятся.