5.2. Конструирование свайного фундамента

Расстояние между осями забивных висячих свай без уширений в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d - сторона квадратного сечения ствола сваи).

Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание, под их нижние концы должно быть: в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L £ 0,1 - не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты - не менее 1,0 м.

Число свай в фундаменте следует назначать из условия максимального использования прочностных свойств их материала при расчетной нагрузке.

Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

Свободное опирание ростверка на сваи должно учитываться в расчетах условно как шарнирное сопряжение и при монолитных ростверках должно выполняться путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 5-10 см.

Жесткое сопряжение свайного ростверка со сваями следует предусматривать в случае, когда:

а) стволы свай располагаются в слабых грунтах (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т.п.);

б) в месте сопряжения сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю, приложена к ней с эксцентриситетом, выходящим за пределы ее ядра сечения;

в) на сваю действуют горизонтальные нагрузки, значения перемещений от которых при свободном опирании оказываются более предельных для проектируемого здания или сооружения;

г) в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи;

д) сваи работают на выдергивающие нагрузки.

Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком следует предусматривать с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-85. В последнем случае в голове предварительно напряженных свай должен быть предусмотрен ненапрягаемый арматурный каркас, используемый в дальнейшем в качестве анкерной арматуры.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности

5.3 Расчет осадки свайного фундамента

Так как ширина подошвы условного фундамента меньше 10 м, для расчета осадок применяем метод послойного суммирования.

Последовательность расчета.

1.Вычерчиваем расчетную схему.

2.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта

и строим эпюру σ_zq слева от оси z и эпюру 0,2 σ_zq справа от оси.

На подошве 1 слоя:

На подошве 2 слоя:

На подошве 3 слоя:

На подошве 4 слоя:

На уровне грунтовых вод:

На подошве 5 слоя с учетом взвешивающего действия воды:

На уровне подошвы условного фундамента с учетом взвешивающего действия воды:

На подошве 6 слоя с учетом взвешивающего действия воды:

3. Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента:

где P_max = 340 кН – определено ранее.

4. Разбиваем толщину основания на элементарные слои толщиной h_i = 0,5 м, исходя из условия h_i≤0,2b. Определяем координаты подошв элементарных слоев, причем z = 0 соответствует подошве условного фундамента, и начинаем заполнять таблицу 4.

5. Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта по формуле:

где α – коэффициент учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.

Строим эпюру σ_zp. Точка пересечения эпюр σ_zp и 0,2 σ_zq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.

6. Определим величины средних дополнительных давлений в каждом из элементарных слоев:

7. Находим величины осадок каждого элементарного слоя:

,

где β – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.

Таблица 6. – Результаты расчета фундамента Ф4 методом послойного суммирования

№	γII,	Е, Кпа	h, м	Z, м	, кПа	2z/b	α	, кПа	, кПа	, кПа	S, м
0	9,7	14,5	0,5	0	160,08	0	1	179,9		32,02
									177,92		0,0038
1				0,5	164,94	0,293	0,978	175,94		35,85
									169,83		0,0036
2				1	169,77	0,587	0,91	163,71		39,7
									154,54		0,0033
3				1,5	174,61	0,88	0,808	145,36		43,56
									138,89		0,0030
4				2	179,44	1,05	0,736	132,41		47,41
									120,9		0,0026
5			0,34	2,34	182,7	1,372	0,608	109,38		50,0
									106,14		0,0015
6		18	0,16	2,5	184,28	1,466	0,572	102,9		51,26
									94,18		0,0006
7			0,5	3	189,11	1,759	0,475	85,45		55,11
									78,08		0,0016
8				3,5	193,95	2,053	0,393	70,7		58,96
									64,86		0,0013
9				4	198,78	2,346	0,328	59,01		62,81
Σ=											0,0213

Общая осадка составила S = 2,13 см < S_u = 8 см, следовательно фундамент запроектирован правильно.