4. Расчет и конструирование свайного фундамента из призматических свай

4.1 Выбор типовой конструкции и длины сваи.

Из-за условий забивки оголовок сваи выступает над котлованом на 0,5м (l_а= 0,5м );

Принимаем высоту ростверка h_р=0,5 м; Глубина заложения подошвы ростверка от пола подвала: d₁= 0,6 м Отметка низа ростверка:

FL = BL - d₁= - 2,900 – 600= - 3,500

Глубина заложения подошвы ростверка от поверхности природного рельефа (глубина котлована):

h_K=142,30-140,10=2,2 м

Т.к. ростверк монолитный, то под него выполняется бетонная подготовка, толщиной δ =100мм.

Длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи не менее чем на 1 метр (h' ≥1м) в нижележащий более прочный слой грунта (несущий слой). За несущий слой принимаем ИГЭ-3.

Мощность слоев ИГЭ под подошвой ростверка: ИГЭ-1: h₁=H₁ – h_k=3,9-2,2=1,7 м;

ИГЭ-2: h₂=6 м.

Определяем предварительную длину сваи (l'), приняв: а) минимальную глубину забивки сваи в ИГЭ-3 равной h'₃=1,0м; б) высоту оголовка сваи над котлованом: l_a = 0,5 м;

Необходимая длина сваи определяется из выражения: l' =l_a + h₁ +h₂+ h'₃=0,5 + 1,7 + 6+1 = 9,2 м

Принимаем сваю квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой: С 10-30; где: l = 10,0 м - длина сваи;

d=0,3 м - размер поперечного сечения ствола сваи.

Тогда погружение сваи длиной l = 10,0 м в ИГЭ-3 составит: h₃ = l - l_a - h₁- h₂= 10,0 - 0,5 – 1,7-6,0 = 1,8 м

4.2. Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.

Расчетная схема к определению несущей способности сваи:

Несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определить как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи F_dR и на ее боковой поверхности F_df по формуле:

F_d=γ_c· (γ_c·R·A + ), кН

где:

γ_с - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ_с =1.0;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяется по таблице;

R=f (H; J_L)

где: Η - глубина погружения нижнего конца сваи относительно поверхности рельефа, м

R = f (H=11,7 м; J_L=0,04)=9492 кПа.

А - площадь опирания на грунт сваи, м²;

A = d² =0,3² = 0,09 м²;

U - периметр поперечного сечения сваи, м;

U = 4 ∙d = 4 ∙0,3 = 1,2 м

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа, принимается по таблице

f_i= f(H_i; J_L или тип песка); где: Н_i - средняя глубина расположения слоя грунта относительно природного рельефа, м;

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; h_i ≤ 2м;

γ_с, γ_сf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунт. При погружении сваи забивкой молотом γ_с =1,0; γ_сf =1,0.

Тип грунта	Разновидность	fi, кПа	hi, м	γcf	γcf· fi · hi
Песок	средний	48,25	1,7	1,0	82,03
Суглинок	IL=0,67	12,0	2,0	1,0	24,0
Суглинок	IL=0,67	12,54	2,0	1,0	25,08
Суглинок	IL=0,67	12,7	2,0	1,0	25,4
Глина	IL=0,04	66,12	1,8	1,0	119,02
Σ=					275,53

Определяем несущую способность сваи:

F_d = 1,0(1,0·9492·0,09+1,2·275,53)=1184,92кН.