5. Расчет сваи.

В расчёт и проектирование свайных фундаментов включается решение следующих вопросов:

1. Выбор материала сваи;

2. определение необходимого размера сваи и допускаемого давления на сваю;

3. определения количества свай в ростверке;

4. размещение свай в плане;

5. расчёт прочности основания свайного фундамента.

Принимаем висячую сваю с опиранием сваи на 5 слой (пески средней плотности).

Принимаю сваю квадратного сечения С10-30 с длиной призматической части L_{пр.части} = 10 м , сечение 30*30 см.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R = 2650кПа (при глубине заглубления конца сваи 11.5 м).

Определяем расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи по таблицам СНиП в зависимости от грунта:

В расчетах давление в плоскостях острия сваи принимаются равномерно распределенным, а силы трения передаются на плоскость острия сваи под углом α:

Принимаем погружение с закрытым нижним концом свай механическими молотами.

Определяем несущую способность сваи:

где γ_c = 1, γ_cr = γ_cfi = 1 – коэффициенты условий работы;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

- периметр сваи;

- площадь поперечного сечения сваи;

f_i – расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи;

h_i – мощность слоя грунта.

кН

Расчетное значение прочности (несущей способности):

- коэффициент надежности по грунту;

Вывод: свая выдержит наибольшую нагрузку от внутренней несущей стены .

Определим условную ширину опирания на грунт (b_усл.):

Определим нагрузку на основание (на 1м погонный):

- площадь условного свайного фундамента;

N = 218.43 кН – вес от стены (наибольший);

N_св = 2280кг = 22,8кН – вес сваи;

Для определения веса ростверка определим размеры ростверка.

N_рост = в_р*а_Р*h_Р*γ_Р =2.5*2.3*18.6*1.5= 160,425 кН – вес ростверка ,

где а_Р=2*3d+d+0.2=2*3*0.3+0.3+0.2=2.3 м - длина ростверка;

в_р=2*+d+0.2=2*1+0.3+0.2=2.5 м - ширина ростверка.

h_Р, γ_Р - глубина заложения ростверка и средний удельный вес грунта на уступах ростверка.

Расстояние между осями свай : 1м

N_гр – вес грунта = 18.6 * 0.3 + 18.7 * 4.2 + 20 * 3.5+19.8*2 = 193,72кН

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

R=2650 кН/м²

Вывод: условие выполняется, следовательно, свайные фундаменты запроектированы верно.

Условие удовлетворяет требованиям II группе предельных состояний.

6. Определение осадки фундамента мелкого заложения

В расчете используем метод послойного суммирования для нахождения осадки. По этому методу находят осадку от действия только вертикальной нагрузки, действующей по оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента.

Природное давление по глубине определяем по формуле:

где удельный вес слоя грунта;

мощность i-го слоя грунта.

Дополнительное давление на глубине z от действия внешней нагрузки находим по формуле:

где α – коэффициент рассеивания напряжений (берется по таблицам СНиП).

Сжимаемая толща грунта разбивается на элементарные слои мощностью 02,-0,4 от b_ф –ширины подошвы фундамента, и для каждого элементарного слоя определяется величина , полученные значения вносим в таблицу:

Определение дополнительных напряжений

z			Р=187.39кПа для стены А-А, кПа	Р=218.43кПа для стены Б-Б, кПа	Р=54.432кПа для стены 2-2, кПа
0.48	0.8	0.8	149.91	174.74	43.55
0.96	1.6	0.449	84.14	98.08	24.44
1.44	2.4	0.257	48.16	56.14	13.99
1.92	3.2	0.16	29.98	34.95	8.71
2.4	4	0.108	20.24	23.59	5.88
2.88	4.8	0.077	14.43	16.82	4.19
3.36	5.6	0.058	10.87	12.67	3.16
3.84	6.4	0.045	8.43	9.83	2.45
4.32	7.2	0.036	6.75	7.86	1.96
4.8	8	0.029	5.43	6.33	1.58
5.28	8.8	0.024	4.497	5.24	1.31
5.76	9.6	0.02	3.75	4.37	1.09
6.24	10.4	0.017	3.19	3.71	0.93
6.72	11.2	0.015	2.81	3.28	0.82
7.2	12	0.013	2.44	2.84	0.71

Нижняя граница сжимаемой толщи Нс находится на глубине, где определяется по формуле:

,

т.е. где дополнительные напряжения не должны превышать 20% природных давлений.

Определяем данные для построения эпюры природных давлений:

кПа

кПа

кПа

Нижняя граница равна 20% от:

20%кПа

Эпюра контактных напряжений носит криволинейный характер. Осадка каждого слоя грунта определяется в предположении отсутствия бокового расширения грунта.

Полная осадка основания определяется как сумма осадок слоев грунта в пределах сжимаемой толщи по формуле:

β=0,8;

σ_zpi – дополнительные напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта;

z_i – мощность i-го слоя грунта;

E_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

где =15 см – предельное допустимое значение осадки.

- осадка под стену А-А

- осадка под стену Б-Б

- осадка под стену 2-2

Проверка выполняется. Полученная осадка не превышает допустимые значения.

Проверка на относительную осадку:

S₁ – осадка под наружной несущей стеной, см;

S₂ – осадка под внутренней несущей стеной, см;

l_oc – расстояние в осях между несущими стенами, см.

Вывод: проверка не выполняется, критические перекосы и сдвиги будут.