Раздел 5. Проектирование свайных фундаментов

5.1. Выбор вида сваи и определение её размеров

В рассматриваемых местных условиях для проектируемого здания можно использовать практически все виды свай. Проектируем фундаменты из забивных железобетонных цельных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой по ГОСТ 19804.1-79*. Размеры попереч­ного сечения сваи принимаем 30 х 30 см.

Высоту ростверка так же, как и фундамента мелкого заложений из конструктивных соображения, назначаем 1,5 м. Тогда при отметке планировки - 0,150, отметка подошвы будет -1.650, а толщина дна стакана 0,5м, что больше мини­мальной, равной 0,25 м. Так как на ростверк действуют горизон­тальные силы и моменты предусматриваем жесткое сопряжение ростверка со сваями путем заделки свай в ростверк на 50 см. Из них 40 см составляют выпуски арматуры, а 10 см непосредственная заделка. Тогда условная отметка головы сваи будет -1.150.

Отметку острия сваи назначаем в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. В качестве несущего пласта выбираем песок средней крупности, кровля которого находится на глубине 8 м.

По ГОСТ 19804.1-79* марка сваи С 80.30-4.

Так как свая опирается на сжимаемые грунты, то она относится к висячим.

5.2. Определение несущей способности сваи

Для определения расчетных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи разделяем грунт на однородные слои толщиной не более 2 м.

h₁ = 2,0 м; z₁ = 1,75 м; супесь; f₁ = 40 кПа;

h₂ = 2,0 м; z₂ = 2,75 м; супесь; f₂ = 46 кПа;

h₃ = 2,0 м; z₃ = 3,75 м; супесь; f₃ = 52 кПа;

h₄ = 0,5 м; z₄ = 4,0 м; супесь; f₄ = 53 кПа;

h₅ = 1,0 м; z₅ = 4,5 м; песок кр.; f₅ = 54 кПа

Н

25

есущая способность забивной сваи равна:

5.3. Размещение свай под ростверком и проверка нагрузок

Определяем нагрузку, допускаемую на сваю:

Нагрузка в обрезе ростверка складывается из веса стены

G_l=667 кН

и максимальной для 3 и 4 сочетаний нагрузки от колонны max(N₃,N₄)

Количество свай

Принимаем 4 сваи.

Определим нагрузку в подошве ростверка в обоих сочетаниях для расчета по первой группе предельных состояний. Вертикальная нагрузка N_dl складывается из веса стены, ростверка и вертикальной силы от колонны, а момент M_Yl – из момента от веса стены, момента от колонны и момента от горизонтальной сипы Q_l, приложенной в обрезе ростверка.

Уточненный вес ростверка:

Нагрузки для 3-го сочетания:

26

Нагрузки для 4-го сочетания:

Наибольшая из максимальных фактических нагрузок на сваю в обоих сочетаниях составляет 605 кН.

Перегруз сваи:

Недогружение основания составляет -24%, что меньше допустимых 10%.

5.4. Расчет осадки основания

Для расчете осадки основания запроектированного свайного фунда­мента строим условный фундамент.

Определяем усредненное значение угла внутреннего трения:

Размеры подошвы условного фундамента:

В направлении оси у (ширина подошвы условного фундамента b_у):

В

27

направлений оси х (длина подошвы условного фундамента l_у):

Глубина заложения условного фундамента d_у = 8 м.

Вес условного фундамента:

Суммарная вертикальная нагрузка в подошве условного фундамента:

Среднее давление в подошве фундамента:

Расчетное coпротивление грунта в подошве условного фундамента:

Условие Р_llу = 314 кПа < R = 936 кПа выполняется.

Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементар­ные слои h = 0,2b_у = 0,2×2,9 = 0,58 м.

Находим вертикальное напряжение от собственного ве­са фунта на уровне подошвы фундамента

σ_zg,0=γ^΄_IId_у =17,5×8 =140 кПа.

Аналогично находим значения σ_zg на различных глубинах.

Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:

Где α - коэффициент, принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон η=1, и относительной глубины расположения слоя ζ=2z/b=2×0/2,9=0

К расчёту осадки основания фундамента Таблица 5.4

z,м	ζ	η	α	σzg, кПа	0,2σzg, кПа	σzp, кПа	σzpi, кПа	h, м	E, кПа
									кПа
0	0	1	1	140	28	314			24200
							308	0,58
0,58	0,4	1	0,96	150	30	301			24200
							276	0,58
1,16	0,8	1	0,8	160	32	251			24200
							221	0,58
1,74	1,2	1	0,606	170	34	190			24200
							166	0,58
2,32	1,6	1	0,449	181	36	141			24200
							124	0,58
2,9	2	1	0,336	191	38	106			24200
							94	0,58
3,48	2,4	1	0,257	201	40	81			24200
							72	0,58
4,06	2,8	1	0,201	211	42	63			24200
							57	0,58
4,64	3,2	1	0,16	221	44	50			24200
							46	0,58
5,22	3,6	1	0,131	231	46	41		Нижняя граница сжимаемой толщи
							38
5,8	4	1	0,108	241	48	34

Выделяем нижнюю границу сжимаемой толщи на глубине H_c=522 см, где соблюдается условие 0,2σ_zg=46 > σ_zp=41 кПа.

Используя данные табл.5.4. вычисляем осадку основа­ния фундамента:

=

Расчетное значение осадки основания свайного фундамента меньше предельного S=3 cм < S_u=8 cм

Условие расчета основания по деформациям выполняется.

29