2.2.3 Определение несущей способности

Нижний конец сваи расположен на глубине 22,1м.

Расчетное давление на основание под нижнем концом сваи на глубине 22,1м составляет:

R=1,38мПа

Грунты –суглинки

I_L=0,8 е=0,75

Сопротивление грунта по боковой поверхности на глубине 11м,

соответствующей середине длины сваи f=8кПа

Несущая способность висячей сваи

F_d=ƒ_c(ƒ_CR*R*A+U*∑ƒ_cf*f_i*h_i)

ƒ_c =1

ƒ_CR=1

ƒ_cf =1

A=0,3*0,3=0,09м²

периметр сваи U=4*0,3=1,2м

F_d=1(1*1830*0,09+1,2*8,22)=375,7кН

2.2.4 Определяем нагрузку, которую может выдерживать свая с учетом коэффициента надежности ƒк.

Коэффициент надежности принимается равным ƒ_к=1,4, так как несущая способность сваи определяется расчетом:

Р=F_d/ƒ_к=375,7/1,4=268,38кН

Несущая способность висячих свай по грунту обычно меньше несущей способности по материалу, поэтому Р_min=P=268,35кН

Принимаем шаг свай, приняв однородное расположение свай в ростверке =1,3м.

5. Определяем несущая способность сваи по материалу

Несущая способность висячей железобетонной сваи от эксплуатационных

нагрузок определяется по формуле:

P = [Rsc*Asc + Rb*b2*b*h]

b*h –размеры сечения сваи

b*h=30*30см

Сечение рабочей арматуры:

416III c А_sc=8,04см²

R_sc=365мПа

ƒ_b2=0,9

Бетон тяжелый класса В25

R_b=14.5мПа

P = 1*[365*8,04 + 1,45*0,9*30*30] = 1468 кН > N = 552,27 кН

Значит прочность сваи обеспечена.

5. Расчет по II-ой группе предельных состояний

Для свайных фундаментов из висячих свай необходимо еще и выполнить основные требования расчета по второй группе предельных состояний (по деформации).

Расчет осадки свайного фундамента из висячих свай производят как для условного фундамента.

Определение размеров условного фундамента:

Подошва свайного фундамента находится на уровне нижнего конца сваи.

Ширина подошвы определяется углом внутреннего трения.

Угол внутреннего трения для суглинков φ_II=18⁰

Распространения давления идет под углом φ/4=18⁰/4=4,5⁰

При длине сваи 20000мм на уровне низа сваи давление будет распределяться в каждую сторону от грани сваи на 20000*sinφ/4=20000*sin4,5⁰=20000*0,0785=1570мм

Ширина основания условного фундамента:

b_y=300+2*1570=3440мм=3,44м

Площадь подошвы условного массива:

F_y=b_y*ℓ

ℓ=1м

F_y=3,44*1=3,44м²

Собственный вес условного массива свайного фундамента.

N_gII = H*F_y*ƒ_m

NgII = 22,1*3,44*20=1376кН

Среднее давление под подошвой условного фундамента

Р=(N_II+N_f)/F_y

где, N_II=N/1,2=552,27/1,2=460,225кН

N_f=V*ƒ_m*ƒ_f

N_f=0,6*1*2,1*20*1,1=27,72кН

Р=(1376+27,72)/3,44=408,06кН/м²

По таблице 4.5 для суглинков, на который опирается подошва условного фундамента, имеющего угол внутреннего трения φ_II=18⁰, находим значение безразмерных коэффициентов:

Му=0,43

Мq=2,73

Mc=-5,31

Му, Мq, Mc – коэффициенты определяются в зависимости от угла внутреннего трения по таблице 4.5 (Берлинов

Так как грунты однородные

ƒ_II=ƒ=19,5кН/м³

Приведенная глубина заложения пожошвы условного фундамента от отметки пола в подвале:

d1 = hs +h_cf /ƒ_II

d₁=3,00+0,5*25/19,5=3,64м

Находим значения коэффициентов условий работы:

ƒ_с1=1,1

ƒ _с2=1,0

ƒ_с1 и ƒ _с2– коэффициенты условий работы, принимаемве по тблице 4.4 (Берлинов).

Определяем расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя над подошвой условного фундамента:

R= ((ƒ_с1*ƒ _с2)/К)*[My*Кz*b_y*ƒII + Mq* d1*ƒII + (Mq – 1)*db*ƒII + Mc*cII]);

К – коэффициент К = 1,1приняn по таблицам 11.5 и 11.6 (Сетков).

Kz – коэффициент принимаемый равным 1

b_y – ширина подошвы фундамента = 3,44м.

ƒII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м^3.

ƒII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м^3.

сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента =20кПа.

d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня ланировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала

R = ((1,1*1/1,1)*[0,43*1*3,44*19,5 + 2,73*3,64*19,5 + (2,73 – 1)*1,8*19,5 + +5,31*20]) = 418,92мПа

Основное требование расчета по второй группе предельных состояний выполняется, т.к.

Р = 408,06мПа < R = 418,59мПа.