3.1.2 Сбор нагрузок сводится к определению расчетных усилий

Сбор нагрузок сводится к определению расчетных усилий на уровне верха ростверка (отм.-2,580) и принимаются по результатам статического расчета надземной части здания:

N=122,6 т – нагрузка на ростверк от самой нагруженной средней колонны.

3.1.3 Определение глубины заложения ростверка

Глубина заложения ростверка Н_р зависит в основном от 2-х факторов: глубины сезонного промерзания грунтов и конструктивных требований. Из 2-х значений Н_р принимаю наибольшее. [13]

Учёт глубины сезонного промерзания грунтов

Подошва ростверка должна располагаться ниже расчётной глубины сезонного промерзания грунтов: [13,2.26]

Н_р ≥ d_f

d_f = k_h · d_fn — расчётная глубина сезонного промерзания грунта;

k_h=0,5— коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения [3];

d_fn — нормативная глубина сезонного промерзания грунта;

d_f =0,5·2,2=1,1 м. Н_р =1,1 м.

Конструктивные требования

В связи с тем, что самый нижний уровень подвала с отметкой –2,520, калонна заделана в ростверк жестко, то принимаем Н_р=1,89м.

3.1.4. Выбор длины сваи

Расчетная длина сваи определяется глубиной заложения подошвы ростверка и отметкой кровли несущего слоя грунта. Длина сваи принимается равной расстоянию от подошвы ростверка до кровли несущего грунта. Минимальная длина сваи достаточна для того, чтобы прорезать слабые грунты основания и заглубиться на минимальную величину в несущий слой ∆h≥0.5м.

Длина сваи: L_св =(0,05+0,4+4,5+0,5) – 1,89=3,56 м.

Принимаем сваю по проекту-аналогу длиной 5 м.

3.1.5. Определение несущей способности висячей сваи по сопротивлению грунта Определение несущей способности сваи по данным статического зондирования

Несущую способность забивной висящей сваи по результатам статического зондирования определяем по формуле:

(21) [1]

где _c,— коэффициент условий работы; _c = 1;

n — число точек зондирования; n=6;

F_u — частное значение предельного сопротивления сваи, кН (тc), в точке зондирования, определенное в соответствии с требованиями п 5.11; [1].

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования F_u, кН (тc), получаемое по результатам зондирования, следует определять по формуле

F_u = R_s A + f h u , (25) [1]

где R_s — предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м²);

f — среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м²);

h — глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;

u — периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи R_s кПа (тс/м²), по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

R_s = b₁ q_s (26) [1]

где b₁ — коэффициент перехода от q_s к R_s принимаемый по табл. 15 [1] независимо от типа зонда (по ГОСТ 20069-81 );

q_s — среднее значение сопротивления грунта, кПа (тс/м²), под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d — диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа (тс/м²), по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I — по формуле

f = b₂ f_s (27)

где b₂ — коэффициент, принимаемый по табл. 15;[1] b₂,

f_s — среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м²), определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;

f_si — среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м²);

h_i — толщина i-го слоя грунта, м.

_g,— коэффициент надежности по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельного сопротивления сваи F_u в местах испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или в точках зондирования и числа этих испытаний или точек при значении доверительной вероятности  = 0,95 в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-75.

Вычисляем коэффициент надежности по грунту _g по формуле:

. (7) [3]

Примечание  Знак перед величиной _ принимают таким, чтобы обеспечивалась большая надежность основания или сооружения

где _ - показатель точности ее среднего значения :

, (6) [3],

где t_  коэффициент, принимаемый по таблице Ж.2 приложения Ж [3] в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности  и числа степеней свободы К = n  1=7-1=6, t_1.94; при доверительной вероятности =0,95.

V -коэффициент вариации характеристики

, (5) [3],

Нормативное значение X_n всех физических (влажности, плотности, пластичности и т. п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на одноосное сжатие, относительных просадочности и набухания и т. п.) принимают равным среднеарифметическому значению и вычисляют по формуле

, (2) [3]

где n  число определений характеристики; n=7;

X_i  частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных i-х опытов.

=1/7*(535+362+382+348+379+418+394)= 402.57 кН

S  среднеквадратическое отклонение характеристики, вычисляемое по формуле

(4) [3],

=√1/(7-1)*( 402.57-535)²+( 402.57-362) ²+( 402.57-382) ²+ +(402.57-348) ²+( 402.57-379) ²+( 402.57-418) ² +(402.57-394)²= 62.52 кН.

=62.52 / 402.57= 0.16

= 1.94* 0.16/√7= 0.12

=1/(1- 0.12)= 1.14.

=(1* 402.57)/ 1.14 = 353.13 кН.

Расчётное сопротивление сваи грунту вычисляю по формуле:

Р_г = F_d / γ_к

γ_к — коэффициент надёжности γ_к = 1,25

Р_г =353,13 / 1,25 =282,50 кН.

Для определения количества свай в фундаменте необходимо вычислить расчётное сопротивление сваи, уменьшенное на значение ее собственного веса (полезную несущую способность сваи):

Р_г = Р_г – G_св · γ_f

G_св — собственный вес сваи, кН, определяемый по формуле:

G_св = А · L_св · ρ

γ_f — коэффициент надёжности по нагрузке, γ_f = 1,1

А — площадь поперечного сечения сваи, м²

ρ — плотность бетона, ρ = 25 кН / м³

G_св = 0,09 ·5 ·25 = 11,25 кН,

Р^/_г = 282,5 – 11,25 · 1,1 = 273,125 кН.