6. Определение глубины заложения ростверка свайного фундамента. Выбор размера сваи.
Глубина заложения подошвы ростверка свайного фундамента выбирается в зависимости от глубины сезонного промерзания и конструктивных особенностей фундамента (см. п. 4). В отличие от фундаментов мелкого заложения глубина заложения подошвы ростверка не зависит от глубины расположения несущих слоёв грунта, так как нагрузка от сооружения передаётся на основание через сваи, а работа ростверка с грунтом не учитывается.
Выбор размеров поперечного сечения сваи и её длины производится по соответствующим каталогам или справочникам (например [4]).
Размеры поперечного сечения сваи зависят от величины нагрузки, передаваемой на фундамент и от инженерно-геологических условий строительной площадки. При больших нагрузках или слабых грунтах размеры принимаются большими, при небольших нагрузках или прочных грунтах – меньшими.
При выборе длины сваи необходимо решить вопрос о несущем слое грунта под нижним концом сваи. Как правило, свая должна опираться нижним концом на наиболее прочный грунт. При этом нижний конец сваи должен быть погружён в этот грунт не менее чем на величину, оговорённую в п. 12 настоящих указаний.
Длина сваи зависит от глубины заложения подошвы ростверка и от глубины заделки головы сваи в ростверк (см. п. 12).
В соответствии с заданием запроектируем фундамент из забивных висячих железобетонных свай.
Отметка верха свайного ростверка на 0,7 м ниже поверхности земли. Определим высоту ростверка:
Нф = 25d + а,
где
d – диаметр анкерных болтов;
а – толщина защитного слоя.
Нф = (2560) + 30 =1530 мм.
Высоту ростверка принимаем равной 1,5 м. Отметка подошвы ростверка фундамента (-2,300).
Так как JL > 0,1Заглубление сваи в слой №3 при, см. п. 7.10 [3]) должно быть не менее 1,0 м.
Принимаем свободное сопряжение ростверка со сваей с глубиной заделки оголовка сваи в ростверк – 100 мм.
Минимальная требуемая длина сваи (рис.8) составляет
м.
Принимаем сваю сечением 3030 см, длиной 8 м и производим разбивку слоев грунта на слои, толщиной не более 2 м.
Рис. 8
7. Определение несущей способности сваи.
Расчёт свайных фундаментов и их оснований по несущей способности (по первой группе предельных состояний) выполняется на действие расчётных нагрузок с индексом I (см. п. 2 указаний).
Расчёт
производится по прочности материала
свай и по несущей способности грунта
основания
.
За
несущую способность сваи принимается
меньшее значение из двух величин
и
.
В курсовом проекте необходимо определить
только величину
и принять её за несущую способность
сваи.
Несущую способность висячей забивной сваи следует определять как сумму сил расчётных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и её боковой поверхности по формуле (8) [3].
, (26)
где
=
1 – коэффициент условий работы сваи в
грунте;
R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл.1 [3];
А – площадь поперечного сечения сваи, м2;
u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
-
расчётное сопротивление i-ого
слоя грунта основания на боковой
поверхности сваи, кПа, принимаемое по
табл.2 [3];
-
толщина i-ого
слоя грунта, соприкасающегося с боковой
поверхностью сваи, м. Пласты грунтов
следует расчленять на однородные слои,
толщиной не более 2 м;
-
коэффициенты условий работы грунта
соответственно под нижним концом и на
боковой поверхности сваи, принимаемые
по табл. 3 [3].
Расчёт произведем по несущей способности грунта основания .
Расчётное сопротивление для каждого слоя грунта основания на боковой поверхности сваи определим методом интерполяции по табл.2 [3]:
=
20,12 кПа;
= 27,6 кПа;
= 59,0 кПа;
= 62,7 кПа;
=
64,55 кПа.
Таким же образом определяем расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи R по табл.1 [3]:
R = 7720 кПа.
Наружный периметр поперечного сечения сваи – u = 0,3 4 = 1,2 м.
Площадь поперечного сечения сваи – А = 0,3 0,3 = 0,09 м2.
По полученным данным рассчитываем несущую способность висячей забивной сваи сумму сил расчётных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и по её боковой поверхности:
