4.Расчет и проектирование свайных фундаментов.

4.1.Призматические забивные сваи.

- Определяем длину сваи исходя из следующих условий:

а) ее подошва должна быть заглублена на 1 м в несущий слой ( .)

б) над дном котлована сохраняется недобитый участок сваи длиной 0,5м, для последующего сопряжения ее с ростверком.

L_св = 0,5+1,5+2+1,1+2+1,9+1=10 м

Принимаем сваю С 100.30 (длиной 10 м, d =30 см),

4.2. Определяем несущую способность свай.

Для этого вычерчиваем

а) геологический разрез с параметрами оснований.

б) участок котлована с отметкой глубины заложения фундамента.

в) продольный разрез сваи.

Несущую способность висячих свай (свай трения) определяется по формуле:

где: - коэффициенты условий работы сваи, грунта под подошвой и по боковой поверхности, по таблице, .

R- расчетное сопротивление грунта под подошвой сваи, по таблице R=3490 .

А – площадь (м²), ( );

u - периметр (м) поперечного сечения сваи, (u = 4d = 4x0,3 =1,2м);

- толщина условного слоя, на которые делятся И.Г.Э, пройденные сваей, принимается не более 2м;

- расчетное сопротивление трению грунта по боковой поверхности сваи, , по таблице.

Определяем сопротивление сваи по боковой поверхности в табличной форме:

Таблица

№ условного слоя	, м	Крупность песка или		, м	,
1	2,25	С	31	1,5	46,5
2	4,0	С	39	2	78
3	5,55	С	43	1,1	47,3
4	7,10	=0,783	8	2,0	16
5	9,05	=0,783	8	1,9	15,2
6	10,5	=0,308	48	1,0	48

251

кН

Расчетная вертикальная нагрузка на сваю определяется по формуле:

кН

где - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.

Количество свай в свайном фундаменте определяется по формуле:

Для крайнего ф-та: шт.

С учетом действия момента принимаем 4 сваи;

Для среднего ф-та: шт

С учетом действия момента принимаем 4 сваи;

где N-расчетная нагрузка на фундамент от сооружения, кН;

1,1- коэффициент, учитывающий массу ростверка.

Минимальное расстояние между осями смежных свай принимается 3d= 0,9м

5.2.Расчет свайных фундаментов и их оснований по деформациям

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует, как правило, произвести как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями ДБНВ.2.1-10-2009.

Определяю осадку фундамента из двух свай. Марка сваи С100.30, расстояние между осями свай = 0,9 м.

1. Определяю границы условного фундамента. Снизу он ограничен плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; сверху – поверхностью земли ВГ; по бокам плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов свай на расстоянии , но не более 2d.

Вычисляю расчетное значение угла внутреннего трения:

Тогда: а =9,5*0,09 =0,855м. Принимаем 2d = 0.6м

Определяем размеры условного фундамента в плане:

2*0,6+4*0,3=2,4 м

2*0,6+4*0,3=2,4 м

Определяем площадь условного фундамента

Вес условного фундамента приближенно равен весу грунта G_гр , сваи G_св, весу ростверка и грунта на его обрезах G_p определяется по формуле:

G_гр = _mt  h  А_у.ф ,

где: _mt – средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах длины сваи (h = 10 м)

_mt = _і h_i =

Объем условного фундамента:

Объем сваи:

54,72-4*0,9=51,12 м³

Вес сваи:

G_св =V_{св .} _ж.б.

где: V_св – объем бетона сваи, равен ℓ_св.  d²;

ℓ_св. – длина сваи;

d – сторона ее поперечного сечения;

_ж.б – среднее значение удельного веса бетона и арматуры сваи, принимаем равным 26 кН/м³.

Вес ростверка:

G_p = А_р  d_р  _f 

где: А_р – площадь подошвы ростверка;

d_р – высота ростверка, равна 1,5 м.;

_f – коэффициент надежности по нагрузке, равен 1,2;

– среднее значение удельного веса ростверка и грунта на его обрезах, равен 20 кН/м³.

Принимаем, что край ростверка отстоит от наружной грани сваи на расстоянии, равном d/2 = 0,175 м. Для свай по оси А ростверк принимается квадратным 1,5  1,5 м = 2,25 м², т.к. на него устанавливаются фундаментные балки. По оси Б ширина ростверка равна 1,5  1,5 м = 2,25 м².

Площадь ростверков и его вес

СФ-1 – А_р = 2,25 м²; СФ-2 – А_р = 2,25 м²:

СФ-1 G_p = 2,25  1,5  1,2  20 = 81 кН,

СФ-2 G_p = 2,25  1,5  1,2  20 = 81кН

Вес грунта равен:

G_гр = 51,12*17,9=915,048 кН.

Вес сваи:

G_св = 4*0,9*26=93,6 кН.

Суммарная вертикальная нагрузка, действующая на подошву условного фундамента равна:

N_{у. ф.} = N + G_р + G_гр + G_св

780+81+915,048+93,6=1869,65 кН

970+81+915,048+93,6=2059,65 кН

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

р = N + G_р + G_гр + G_св /А_у.ф.

СФ-1 р =324,6 кПа;

СФ-2 р = 357,68 кПа.

Вертикальное напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы условного фундамента равно:

_zgо =   d + _mt  h = 17,6*1,5+17,9*9,5=196,45 кПа

Дополнительные вертикальные напряжения на уровне подошвы условного фундамента равны:

_zро = р_о = р – _zgо

СФ-1 _zро = р_о = 324,6-196,45=128,15 кПа,

СФ-2 _zро = р_о =357,68-196,45=161,23 кПа.

Определяем соотношения сторон :

 = L_{у. ф.}/В_{у. ф.}=2,4/2,4=1

Толщина элементарного слоя грунта :

h_i = 0,4  В_{у. ф} = 2,4*0,40=0,96 м,

Расчет осадки свайного фундамента производится методом послойного суммирования и выполняется в табличной форме.

s =  · h_i /E_i .

Коэффициент  находим по таблице в зависимости от соотношений

 = 2z/b и  = ℓ/b.

Крайний ф-т СФ-1

№	zi , м			zp=  po , кПа	zg , кПа	zp, i , кПа	hi , см	Ei , кПа	si , см
1	0	0	1,000	128,15	196,45	115,33	96	17500	0,51
2	0,96	0,8	0,800	102,52	211,0
						80,03	96		0,35
3	1,92	1,6	0,449	57,54	227,0
						45,24	96		0,2
4	2,88	2,4	0,257	32,93	241,0
									Σ=1,06

_zp  0,2_zg 32,93 < 48,2 кПа

S < S_u 1,06см < 10 см.

Условие выполняется

Средний ф-т СФ-2

№	zi , м			zp= po , кПа	zg , кПа	zp, i , кПа	hi , см	Ei , кПа	si , см
1	0	0	1,000	161,23	196,45	145,1	96	17500	0,64
2	0,96	0,8	0,800	128,98	211,0
						100,69	96		0,44
3	1,92	1,6	0,449	72,4	227,0
						56,92	96		0,25
4	2,88	2,4	0,257	41,44	241,0
									Σ=1,33

_zp  0,2_zg 41,44 < 48,2 кПа

S < S_u 1,33см < 10 см.

Условие выполняется