4 Расчёт свайных фундаментов
Для подбора размеров свай пользуюемся П4-2000 к СНБ 5.01.01-99 “Проектирование забивных свай”.
Расчет свайных фундаментов и их оснований производится по двум группам предельных состояний. По первой группе определяют несущую способность сваи по грунту, прочность материалов свай и ростверков. По второй группе предельных состояний рассчитываются осадки оснований фундаментов.
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; γs=26,6 кН/м3; γd=16,2 кН/м3; е=0,64; w=12,1%; E=21000 кПа; Сп=2,2 кПа;ϕп=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 hсm = 0,9 м, тогда высота ростверка составит:
hр = 0,6 + 0,9 = 1,5м > 0,55м
Полная длина сваи определяется как сумма:
ℓсв. = ℓo + ℓгр + ℓн.с., (24)
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 3– 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.
;
(25)
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:
;
(26)
где FVOI - 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; γs=27,3 кН/м3; γd=14,1 кН/м3; е=0,94; w=30,1%; E=15,3 МПа; Сп=41,6 кПа;ϕп=16,2˚;R0=259,67 кПа.
Рисунок 4– 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.
По таблицы СНиП подбираем R при глубине погружения (z0=9,25м) свай 8,0м– R=5618 кПа.
При погружении свай в предварительно пробуренные скважины .
h1=0,75 м; z1=1,725 м; R f 1=33,625 кПа;
h2=1,65 м; z2=2,925 м; R f 2=54,625 кПа;
h3=1,65 м; z3=4,575 м; R f 3=59,725 кПа;
h4=2,00 м; z4=6,400 м; R f 4=17,025 кПа;
h5=1,85 м; z5=8,325 м; R f 5=73,31 кПа;
Допустимая нагрузка на одну сваю:
