4. Свайный фундамент (II тип).

4.1. Определение глубины заложения ростверка. Выбор размера сваи.

В качестве несущего слоя под нижний конец сваи принимаем слой №3. Заглубление сваи в слой №3 при J_L=0,389 (>0,1, см. п. 7.10 [2) должно быть не менее 1,0 м.

Принимаем свободное сопряжение ростверка со сваей с глубиной заделки оголовка сваи в ростверк – 100 мм.

Тогда требуемая длина сваи:

Принимаем сваи сечением 300х300 мм длиной 9 м.

4.2. Определение несущей способности сваи.

Расчёт свайных фундаментов и их оснований по несущей способности (по первой группе предельных состояний) выполняется на действие расчётных нагрузок с индексом I.

Расчёт производится по прочности материала свай и по несущей способности грунта основания .

Несущая способность висячей сваи определяется по форму­ле:

,

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

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи, равна 0,09 м²;

– наружный периметр поперечного сечения сваи;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

γ_CR,γ_cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи.

Разбиваем все напластования на слои толщиной м (рис. 4) и находим расстояние от отметки природного рельефа до середины каждого слоя и до нижнего конца сваи.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяем по таблице 7,3 СП 22.13330.2011: R=3021 кПа.

По таблице №2 [2] определяем расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи:

f₁=25,8 кПа; f₂=21,2 кПа; f₃=22,5кПа; f₄=23,26 кПа. F₅=35,21 кПа.

F₆=36.8кПа.

По таблице №3 [2]: . Несущая способность сваи:

Рис. 4

4.3. Определение требуемого количества свай в фундаменте. Определение фактической нагрузки на сваю.

Требуемое количество свай в кусте определяют по формуле:

,

где ,

=1,1 – коэффициент надежности;

d_p=2.5 м – глубина заложения подошвы ростверка от отметки планировки;

γ₀=20 кН/м³ – осредненный удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах;

- площадь ростверка (здесь a – расстояние между осями свай, для висячих призматический забивных свай при­нимается a=3d=0.9 м, d=0,3 м – размер поперечного сечения сваи );

γ_k=1,4 – коэффициент надежности;

- расчетная нагрузка на обрез свайного фундамента;

Требуемое количество свай: .

Принимаем ростверк из 14 свай, располагаемых на расстоянии 0,9 м в осях друг от друга.

Нагрузка с учетом изгибающего момента, действующего на крайние сваи:

,

где N_d – вертикальная сила, кН, действующая на обрезе фундамента (с учётом );

М=1,2*260=312кНм - расчетный изгибающий момент в уровне обреза фундамента

y – расстояние от главной оси до сваи, для которой определяется нагрузка;

y_i – расстояние от главной оси до каждой сваи.

Проверим выполнение условия:

.

Условие выполняется, поэтому конструируем ростверк для фундамента из 14 свай. ( Рис.5)

Рис. 5