5. Расчет свайного фундамента

5.1. Общие положения

1. Глубина заложения подошвы ростверка свайного фундамента принимается такой же, как в случае фундамента мелкого заложения в сечении I-I (А-1), т.е. d =1,65 м (см. п.4.2).

2. Принимаем, что ростверк свайного фундамента выполняется из монолитного железобетона кл. В20. Толщину защитного слоя бетона свайного фундамента принимаем а_s = 56 мм. Принимаем кустовой отдельно стоящий тип свайного фундамента.

3. Вследствие того, что сжимаемая нагрузка приложена с эксцентриситетом, принимаем сопряжение свай с ростверком жестким, т.е. не менее чем на 0,3 м свая должна заделываться в ростверк. Тогда высота плитной части ростверка свайного фундамента по конструктивным соображениям определяется по формуле:

h_p = h_з + 0,25 = 0,3 + 0,25 = 0,55 м,

где h_з - глубина заделки сваи в ростверк, принимаем h_з = 0,3 м.

Высоту ростверка принимаем кратно 0,15 м, т.е. h_p = 0,6 м. Причем глубину заделки неразбитой части сваи в ростверк принимаем равной 0,3 м.

4. За опорный слой принимаем ИГЭ-3 –песок крупный, средней плотности, влажный с R₀ = 500 кПа. В этот слой минимальная глубина анкеровки должна быть не менее 0,5 м, Тогда предварительная длина сваи должна составлять (рис. 12):

h_з + h_1/2 +h₂+h₃+ h_min = 0,3 + 1,35+3,2+7,9+0,5= 13,3 м,

где h_з - глубина (высота) заделки сваи в ростверк свайного фундамента;

h_1/2 - расстояние от подошвы свайного ростверка до подошвы второго слоя грунта;

h₂ - расстояние от подошвы первого слоя до подошвы третьего слоя грунта;

h₃ - расстояние от подошвы второго слоя до подошвы четвертого слоя грунта;

h_min - минимальная глубина погружения сваи в несущий слой грунта (ИГЭ-4).

Принимаем сваю марки С 14-35.

5. Определяем вид и тип сваи, а так же её размеры - длину и поперечное сечение. Для заданных грунтовых условий строительной площадки назначаем готовую забивную железобетонную сваю марки С 14-35 длиной призматической части L_св = 14 м, с размером стороны квадратного поперечного сечения b = 0,35 м, длиной острия l₀ = 0,3 м. Расчетная глубина заложения одиночной висячей сваи принимаем равной:

d + h_1/2 +h₂+h₃ + h_min = 1,65 + 1,35 + 3,2+7,9+1,25 = 15,35 м,

где h_min - глубина погружения сваи в несущий слой грунта, h_min = 1,25 м.

Принимаем, что свая погружается с помощью забивки дизель - молотом.

5.2. Определение несущей способности одиночной висячей сваи

Определение несущей способности одиночной висячей сваи производится в следующей последовательности.

1. Для выбранного типа и размера сваи определяем расчётную несущую способность одиночной висячей сваи F_d :

где γ_с - коэффициент условий работы сваи в грунте, γ_с = 1,0;

γ_cR и γ_cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижней и боковой поверхностью сваи, зависят от способа погружения, γ_cR = 1,0, γ_cf = 1,0;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, для песка крупного, средней плотности. R = 11650 кПа;

А_св - площадь поперечного сечения сваи, А_св =0,35*0,35= 0,123 м²;

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, u = 1,4 м;

h_i - мощность i-ого однородного слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (принимается не более 2 м);

n - количество слоев прорезаемых сваей, n = 3шт;

f_i - расчётное сопротивление сдвигу боковой поверхности сваи по i-му слою грунта, при средней глубине расположения:

№ слоя	hi , м	z i , м	f i , кПа
ИГЭ-1	1,35	2,325	4,9
ИГЭ-2	2,0	4,0	5
	1,2	5,6	6
ИГЭ-3	2,0	7,2	6
	2,0	9,2	6
	2,0	11,2	6
	1,9	13,15	6
ИГЭ-4	1,25	14,725	71

2. Определяем расчётную нагрузку, допускаемую на сваю N_D:

где γ_k - коэффициент надёжности по нагрузке, γ_k = 1,4.

3. Исходя из предположения, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на сваи, расположенные в кусте, определяем требуемое количество свай в фундаменте, по формуле:

где k₁ – коэффициент, для трапецеидальных эпюр k₁ = 1,0 ÷ 1,2, принимаем k₁ = 1,2.

0,1 N_i - вес ростверка и грунта на его обрезах.

С учетом наличия изгибающего момента окончательно принимаем n = 3шт.