2. Проектирование свайного фундамента

   1. Назначение вида сваи и ее параметров

Назначаем сборные железобетонные забивные сваи марки С с ненапрягаемой арматурой сечением 300×300 мм.

Глубина заложения подошвы ростверка 1,8 м (рис.7). Отметку головы сваи принимаем на 0,5 м выше подошвы ростверка с последующей разбивкой. В качестве несущего слоя выбираем крупные пески, залегающие с отметки – 11,5 м. Исходя из данных условий, определяем длину сваи и приравниваем ее к ближайшему размеру сортамента – 10 м. Тогда отметка нижнего конца сваи составит – 11,30 м.

2. Определение несущей способности забивной сваи

Несущую способность забивной сваи по грунту основания определяем по формуле

, кН,

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

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа. Принимаем по табл.17 [1];

A – площадь поперечного сечения нижнего конца сваи, м²;

u – периметр сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, определяется по табл. 18 [1];

h_i – толщина i-го слоя грунта у боковой поверхности сваи, м;

γ_сR = 1, γ_сf = 1 – коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности, учитывающие способ погружения.

Расчет несущей способности представлен в табл. 5.

Для определения числа свай в фундаменте необходимо назначить допускаемую нагрузку на одну сваю. Ее значение определяем по формуле

кН,

где γ_к – коэффициент надежности.

Ограничиваем значение допускаемой нагрузки на сваю, принимая ее 600 кН в соответствии с табл. 1 [3].

3. О пределение числа свай в фундаменте и эскизное конструирование ростверка

Число свай в фундаменте устанавливаем исходя из условия максимального ис­пользования их несущей способности

шт.,

где N_OI – максимальная сумма расчетных вертикальных нагрузок (Nmax+Nст), действующих на обрезе ростверка, кН;

А = 0,9 м² – площадь ростверка, приходящаяся на одну сваю;

_mt = 20 кН/м³ – средний удельный вес ростверка и грунта на его обрезах;

d_p – глубина заложения ростверка, м.

Принимаем 6 сваи.

Расстановка свай в кусте показана на рис.8. Расстояния между осями свай принимаем, руководствуясь рекомендуемыми схемами размещений на рис.2 [1]. Размеры ростверка в плане составят, учитывая свесы его за наружные грани свай 150 мм, – 1500×2400 мм. Высота ростверка 1650 мм.

Рисунок 7 – Схема расположения свай

Определяем вес ростверка

G_p = b_p  l_p  d_p  γ_mt = 1,65  2,4  1,5  22 = 118,8 кН,

где b_P и l_P – размеры ростверка в плане, м;

d_P – высота ростверка, м;

γ_mt – среднее значение его удельного веса и грунта, кН/м³.

4. Расчет свайного фундамента по несущей способности грунта основания

Расчет свайного фундамента выполняем по первой группе предельных состоя­ний. При этом должно удовлетворяться условие

N_c ≤ F_d / γ_k,

где N_C – наибольшая расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН.

Расчетная нагрузка на сваю при действии моментов в одной плоскости определяется по формуле

,

где N' и M' – соответственно расчетные усилия в неблагоприятных сочетаниях и комбинациях, при которых расчетное усилие в свае наибольшее; при определении вертикального усилия к расчетной нагрузке добавляем вес свай с коэффициентом надежности 1,1;

n – число свай в фундаменте;

x – расстояние в плоскости действия момента от главной оси куста до сваи, усилие в которой определяется (рис.8);

x_i – расстояние от главной оси до каждой из свай (рис.8).

Рисунок 8 – Схема к определению нагрузок на сваю

Расчетные нагрузки по I комбинации, при которых расчетное усилие в свае наибольшее:

N’ = N_max + N_ст +(G_св + G_рост)1,1 = 3150 + 140 + (0,30,32210 + 118,8)1,1 = 3442,46 кН;

M’ = M_соот - N_ста + Q(d – 0,15) = 200 – 140  0,45 + 70  1,65 = 252,5 кНм.

О пределяем усилия, действующие в каждой свае:

кН; N_c^1,4 = 559,21 кН < F_d = 600 кН;

кН; N_c^3,6=591,27 кН>F_d=600кН;

кН; N_c^2,5= кН>F_d=600кН;

Расчетные нагрузки по II комбинации, при которых расчетное усилие в свае наибольшее:

N’ = N_max + N_ст +(G_св + G_рост)1,1 = 3000 + 140 + (0,30,32210 + 118,8)1,1 = 3292,5кН;

M’ = M_соот - N_ста + Q(d – 0,15) = 210 – 140  0,45 + 60  1,65 = 246 кНм;

Определяем усилия, действующие в каждой свае:

кН; N_c^1,4 = 531,67 кН < F_d = 600 кН;

кН; N_c^3,6=565,83 кН>F_d=600кН;

кН; N_c^2,5= кН>F_d=600кН;

Таблица 6

Номер сваи	Усилие в свае Nc, кН, при комбинации нагрузок
	I	II
1,4	559,21	531,67
3,6	591,27	565,83
2,5	573,74	548,75