4 Расчёт свайных фундаментов

Для подбора размеров свай пользуюсь ГОСТ19804-88"Сваи забивные железобетонные. Общие технологические условия", ГОСТ19804-79"Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой", ГОСТ19804-2-79"Сваи забивные железобетонные с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой", ГОСТ19804-4-78"Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола".

4.1 Предварительное определение размера сваи

Выбрать тип, конструкцию и размеры сваи для свайного фундамента под колонну сечением 60х40см., здание многоэтажное промышленное, при напластовании грунтов сверху вниз.

Третий слой мощностью 3,3 м.- песок мелкий с коэффициентом пористости е=0,64, имеет удовлетворительные деформационно-прочностные показатели, может служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай:

γ=18,2 кН/м³; γ_s=26,6 кН/м³; γ_d=16,2 кН/м³; е=0,64; w=12,1%; E=21000 кПа; С_п=2,2 кПа;ϕ_п=32,4˚;R₀=300кПа.

Высота ростверка должна быть не менее h₀ + 0,25 = 0,3 + 0,25 = 0,55 м,

где h₀ – рабочая толщина ростверка, не менее 0,3 м.

Примем h₀ = 0,6 м, и h_сm = 0,9 м, тогда высота ростверка составит:

h_р = 0,6 + 0,9 = 1,5м > 0,55м

Полная длина сваи определяется как сумма:

ℓ_св. = ℓ_o + ℓ_гр + ℓ_н.с., (25)

где ℓo – глубина заделки сваи в ростверк;

ℓгр – мощность прорезаемых слабых грунтов, расположенных выше несущего слоя, м;

ℓн.с. – заглубление в несущий слой, м.

Длина сваи:

lсв=0,1+0,75+2,15=3 м

Принимаем сваю – С 3-30, m=0,7 т.

Рисунок 4– Расчетная схема для расчета несущей способности сваи

4.2 Определение несущей способности сваи

По таблицы СНиП подбираем R при глубине погружения (z₀=4,25м) свай 3,0м– R=2325 кПа.

При погружении свай в предварительно пробуренные скважины .

Несущую способность сваи определяется по формуле (26) как сумма расчётных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на её боковой поверхности.

; (26)

где -коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R-расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа.

А - площадь опирания на грунт сваи, м.

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м.

Rfi – расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа.

hi – толщина итого слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

-коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта и принимаемые по [2].

h₁=0,75 м; z₁=1,725 м; R _{f 1}=33,625 кПа;

h₂=1 м; z₂=2,638 м; R _{f 2}=53,19 кПа;

h₃=1,15 м; z₃=3,675 м; R _{f 3}=57,025 кПа;

Допустимая нагрузка на одну сваю:

Необходимое количество свай в кусте рассчитывается по формуле:

; (27)

где F_VOI - нагрузка по обрезу ростверка;

Необходимое количество свай рассчитывается по формуле:

шт.

Очевидно, что данный слой грунта не подходит в качестве опорного пласта для острия сваи, т. к. ростверка для такого большого количества свай не предусмотрено, а так же технико-экономические показатели такого фундамента оставляли бы желать лучшего.

Пробуем заглубить сваю в пятый слой (глина полутвердая).

γ=18,9 кН/м³; γ_s=27,3 кН/м³; γ_d=14,1 кН/м³; е=0,94; w=30,1%; E=15,3 МПа; С_п=41,6 кПа;ϕ_п=16,2˚;R₀=259,67 кПа.

Рисунок 5– Расчетная схема для расчета несущей способности сваи

Длина сваи:

lсв=0,1+6,05+1,85=8 м

Принимаем сваю – С 8-30, m=1,83 т.