4. Расчет свайного фундамента

№ слоя	Грунт	γII	γSB	φI	φII	cI	cII	E	R
		кH/м3	кH/м3			кПа	кПа	МПа	кПа
1	Песок мелкий	19	9,46			2,7	4	24	147
2	Песок средней крупности	19,5	10,25			1,3	2	40	245
3	Супесь мягкопластичная	20,3	10.264	17,39º			2	11	165
4	Суглинок тугопластичный	27,1	10,43	20,87º	24º	5,33	8	16	157

Свая – висячая, так как опирается на суглинок тугопластичный с E=16 МПа<50 МПа. Длина сваи равна 12 м.

z	fi, кПа	fihi
2,35	31,75	53,975
3,45	36,35	18,175
6,7	59,4	118,8
7,95	61,9	123,8
8,95	63,425	31,7125
10,45	19,09	28,635
11,45	19,29	28,935
12,7	48,7	97,4
16,7	52,7	105,4
18,7	54,7	60,17
20,25	56,25	61,875
		Σ=768,2 кН/м

где R- расчетное сопротивление под острием сваи из табл. 7.1 СП 50-102-2003, определяемое по интерполяции, для глубины погружения сваи 19,3 м:

U- периметр сваи,U=4∙0,4=1,6 м.

Вес фундамента:

Примерное число свай:

Так как вес фундамента сначала считали с минимальными размерами, то необходимо пересчитать вес заново в связи с увеличением размеров ростверка.

Уточненный вес подушки:

Проверка усилий передающихся на сваи.

Проверка производится по всем 6 сочетаниям, значения нагрузок которых даны в п.3.

Сочетание №1.

Определяем расчетное усилие на крайнюю сваю от нагрузки:

1).

–условие устойчивости свай в грунте выполняется.

1).

–условие устойчивости свай в грунте выполняется.

Все полученные при расчете с помощью Excelданные сведены в таблицу:

Нагрузки			Усилия
Сочетание №1
N	28089,95		Npmax	917,9908
My	1322,25		Npmin	784,4302
Mx	1691,59		Npmax	959,6457	<	Fr=
			Npmin	742,7752
Сочетание № 2
N	28089,95		Npmax	946,9514
My	1895,67		Npmin	755,4696
Mx	3265,96		Npmax	972,7278	<	Fr=
			Npmin	729,6932
Сочетание № 3
N	28089,95		Npmax	868,3706
My	339,77		Npmin	834,0504
Mx	6132,56		Npmax	872,9906	<	Fr=
			Npmin	829,4304
Сочетание № 4
N	26708,97		Npmax	826,5228
My	339,77		Npmin	792,2026
Mx	1642		Npmax	831,1429	<	Fr=
			Npmin	787,5826
Сочетание № 5
N	27152,28		Npmax	889,5767
My	1322,25		Npmin	756,0161
Mx	988,34		Npmax	907,556	<	Fr=
			Npmin	738,0368
Сочетание № 6
N	28089,95		Npmax	935,1509
My	1662,02		Npmin	767,2701
Mx	1759,52		Npmax	957,7502	<	Fr=
			Npmin	744,6707

Все необходимые условия выполняются, следовательно, принимаем данный вариант размещения свай в плане.

Проверка свайного фундамента как массивного

Свайный фундамент с окружающим массивом грунта образует единый массив, называемый условным фундаментом.

Допущения:

- Осадка свайного фундамента рассчитывается только ниже подошвы условного фундамента;

- Грунт внутри свайного полупространства не сжимается;

- Давление на грунт под подошвой ростверка принимается равным нулю.

d- диаметр сваи

,

где φ_i– угол внутреннего трения грунта.

m(масса) сваи =

Давление по подошве условного фундамента

R- расчетное сопротивление грунта основания.

Сочетание №1

Максимальное давление по подошве условного фундамента:

k – табличный коэффициент пропорциональности, кН/м4, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, k=4900;

c_b– коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м3, определяемый по формулам:при; при;c_b=74970.

Расчетное сопротивление основания:

Из СНиП 2.05.03-84 табл. для суглинка тугопластичного =0,02,=1,5

По подошве условного фундамента должны выполняться условия:

Посчитанные значения для всех сочетаний:

Сочетание №1			Сочетание №2
pmaxy	16,01088		pmaxy	235,8061
p	252,6718		p	252,6718
pmaxx	2,209788		pmaxx	2,795037
Σ	270,8925	<1526,16	Σ	491,273	<1526,16
Сочетание №3			Сочетание №4
pmaxy	126,2247		pmaxy	15,37539
p	252,6718		p	250,9371
pmaxx	2,617091		pmaxx	4,62396
Σ	381,5136	<1526,16	Σ	270,9365	<1526,16
Сочетание №5			Сочетание №6
pmaxy	15,37539		pmaxy	76,77478
p	251,494		p	252,6718
pmaxx	0,46113		pmaxx	0,910475
Σ	267,3305	<1526,16	Σ	330,3571	<1526,16

Необходимые условия выполняются.

4.8. Определение осадки основания.

Осадка основания определяется методом послойного суммирования. Так как осадка свайного фундамента рассчитывается ниже подошвы условного фундамента, то разбивку грунтов на слои производим от отметки конца свай на глубину равную 3b.

Толща грунта ниже подошвы условного фундамента разбивается на элементарные слои толщинойh_i, принимаемой для каждого слоя не более  0,4∙b_y, гдеb_y– ширина подошвы условного фундамента.

По определенным в пункте выше данным производим расчет:

3b=36,7 м; 0,4∙b_y=4,9м.

Напряжения, влияющие на осадку:

Находим вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Определяем дополнительное давление под подошвой фундамента

α-табличный коэффициент табл. 11 СНиП 2.02.01-83, зависящий от соотношения сторон условного фундамента

Дальнейший расчет производился в программе MicrosoftExcel. Результаты представлены в таблице ниже:

d,м		α	σzp
			51,64	51,47019
0,7	0,114379	0,993423	51,30037	48,59607
4,7	0,767974	0,888686	45,89176	40,6379
8,7	1,421569	0,685206	35,38403	30,71632
12,7	2,075163	0,507766	26,0486	21,79848
16,7	2,728758	0,382386	17,54835	14,04145
20,7	3,382353	0,297721	10,53455	8,443611
24,7	4,035948	0,243877	6,352667	4,954882
28,7	4,689542	0,202703	3,557096	2,704324
32,7	5,343137	0,17576	1,851551	1,406206
36,7	5,996732	0,151253	0,960862	0,960862

Толщина сжимаемой толщи составляет: 2,9 м

- допустимая осадка

Вывод:свайный фундамент подобран, все необходимые условия соблюдены.