2. Расчет свайного фундамента

3.2.1 Предварительное назначение размеров ростверка и длины свай

Свайный фундамент состоит из свай и плиты, объединяющей сваи и распределяющей на них нагрузку от сооружения – ростверка.

Принимаем ростверк из монолитного железобетона класса (В 20) шириной 3000 мм.

Принимаем глубину заложения ростверка d=1,4 м.

Выбираем тип, материал и конструкцию свай. По геологическим условиям тип сваи – висячая.

В прочный грунт (песок) нижний конец сваи рекомендуется за­глублять не менее чем на 0,5-1 м. Поэтому принимаем сваи железобетонные С11-30. Длина сваи 11 м, сечение 30х30 см, вес 24,52кН, бетон марки М250, арматура 4хд.16АII.

Рисунок 3.3 – Назначение длины свай

3.2.2 Определение несущей способности сваи по грунту

Несущая способность свай по условию прочности грунта основания:

Для висячих свай

_c, _cR, _cf - коэффициенты условий работы, зависящие от вида грунта, способа погружения; для свай, погружаемых забивкой, _c, _cR, _cf =1;

R = 4192 кПа - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.02.03-85;

A = 0.09 м² - площадь поперечного сечения сваи;

u=1.2 м - периметр сваи;

f_i - расчетное сопротивление i –го слоя грунта мощностью h_i по боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85.

Рисунок 3.4 – К расчету несущей способности сваи по грунту

Насыпной слой (суглинок) : f₁ = 7,4 кПа; h₁ = 2,0 м; d₁ = 2,4 м;

Насыпной слой (суглинок) : f₂ = 8,45 кПа; h₁ = 0,1 м; d₁ = 3,45 м;

Суглинок: f₃ = 19,75 кПа; h₂ = 2 м; d₂ = 4,5 м;

Суглинок: f₄ = 21,75 кПа; h₃ = 2 м; d₃ = 6,5 м;

Суглинок: f₅ = 22,63 кПа; h₃ = 2 м; d₃ = 8,5 м;

Суглинок: f₆ = 23,05 кПа; h₃ = 1,5 м; d₃ = 10,25 м;

Песок: f₇ = 67,38 кПа; h₄ = 1,4 м; d₄ = 11,7 м;

.

3.2.3 Расчет количества свай

Количество свай определяется по формуле:

где G_p - вес ростверка;

К - коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от момента и горизонтальной силы, принимаемый в пределах К =1,1…1,4.

кН

Принимаем 5 свай.

3.2.4 Конструирование фундамента

Рисунок 3.5 – Свайный фундамент

3.2.5 Расчет свайного фундамента по несущей способности

Расчет по несущей способности заключается в проверке выполнимости условия:

N_maxP

Для 1-го сочетания:

Перегруз до 5% является допустимым.

Для 2-го сочетания:

Вывод: Фундамент запроектирован верно, так как условие выполняется.

3.3 Технико-экономическое сравнение вариантов

Рассчитаем стоимости устройства фундаментов под колонну на естественном основании и свайных.

Таблица 3.1 – Стоимость фундамента на естественном основании

Наименование работ и конструкций	Единица измерения	Стоимость на единицу измерения, руб.- коп.	Объем работ	Стоимость на объем
Разработка грунта	м3	3,60	75,6	272,16
Крепление стенок котлована	м2 крепления	0,85	65,1	55,34
Устройство монолитных фундаментов: фундаменты железобетонные, отдельные	м3 бетона	31,00	40,52	1256,12
Итого				1583,62

Таблица 3.2 – Стоимость свайного фундамента

Наименование работ и конструкций	Единица измерения	Стоимость на единицу измерения, руб.- коп.	Объем работ	Стоимость на объем
Разработка грунта	м3	3,60	14,4	51,84
Крепление стенок котлована	м2 крепления	0,85	19,2	16,32
Устройство монолитного ростверка	м3 бетона	26,30	12,6	331,38
Забивка ж/б свай	м3 бетона	86,10	4,95	426,2
Итого				825,74

Из расчета стоимости видно, что в данных условиях свайный фундамент будет выгоднее фундамента на естественном основании, так как при таких больших нагрузках на фундамент и требованиях к его глубине заложения, отдельностоящий фундамент на естественном основании получается слишком массивным и дорогим. Поэтому выбираем свайный тип фундаментов, и все остальные рассчитываем как свайные.