9. Конструирование свайных фундаментов.

Для конструирования свайных фундаментов используем геологический разрез из столбчатых фундаментов (рис. 3). Абсолютную отметку верха ростверка принимаем такой же, как и для столбчатого фундамента - 204,38 м. Принимаем толщину ростверка 300 мм. Тогда абсолютная отметка подошвы ростверка будет равна 204,08 м. Принимаем конструкцию высокого ростверка, для него сопротивление грунта под подошвой в расчетах не учитывается. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта (см. п. 5 Примера проектирования столбчатых фундаментов) составляет 1,0 м. При принятой планировочной отметке срезкой 205,88 м глубина заложения подошвы фундамента по климатическому фактору должна составлять 204,38 м, т. е. можно не устраивать под подошвой ростверка подсыпку из щебня.

Поскольку планировка срезкой выполняется менее, чем на 3 м (Прим. 2 к таб. 1 норм [4]), глубину заложения концов свай и расчетных слоев грунта определяем от абсолютной отметки природного рельефа, которая составляет 205,7 м. Наносим на геологический разрез (рис. 13) линии, соответствующие характерным уровням, которыми являются:

- природный рельеф;

- подошвы ростверков;

- границы геологических слоев;

- уровни грунтовых вод.

Рис. 13 Геологический разрез с свайным фундаментом.

По геологическому разрезу вычисляем относительные отметки характерных уровней от природного рельефа и от подошвы ростверков. Результаты расчетов заносим в таблицу 12.

Относительные отметки границ геологических слоев и уровня грунтовых вод по осям фундаментов Таблица 12

Характеристика уровня	z, м для фундаментов здания по осям
	Ч		Т
	относ. NL	относ. FL	относ. NL	относ. FL
Подошва фундамента	1,5	0,00	1,5	0,00
Граница слоев ИГЭ 2 – ИГЭ 3	2,76	1,26	4,4	2,9
Уровень грунтовых вод	3,34	1,84	3,72	2,22
Граница слоев ИГЭ 3 – ИГЭ 4	7,82	6,32	10,11	8,61

Принимаем фундаменты из призматических забивных свай по серии 1.011.1-10, расчет выполняем в соответствии с нормативным документом [4]. За несущий слой принимаем слой ИГЭ 3, супеси, пластичные. Из анализа таблицы 12 следует, что конец сваи заглублен в несущий слой грунта не менее чем 0,5 м, что соответствует требованиям нормативных документов. Учитывая, что для обеспечения жесткого сопряжения сваи с растверком, необходимо заводить конец сваи в растверк не менее чем на величину d, принимаем сваю размером 20 х 20 см и длиной 6 м. Технологический элемент сваи – заостренный конец имеет длину 0,25 м. Свая изготавливается из бетона класса по прочности В20 и армируется продольной арматурой 4Ф 14А-II. Поперечная арматура спиральная из проволоки Ф4 Вр-I.

Определяем несущую способность одиночной сваи:

;

гдеγ_с = 1,0 коэффициент условий работы сваи в грунте;

γ_сR= 1,0 - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи (таб. 3[4]);

γ_сf= 1,0 - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи (таб. 3[4]);

А= 0,04 м² - площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади ее поперечного сечения;

u= 0,8 м - наружный периметр поперечного сечения сваи.

R =893 кПа - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (таб. 3[4]);

f_i - расчетные сопротивления грунта на боковой поверхности расчетных участков;

h_i – толщина расчетного участка грунта.

Рис. 14 Схема определения расчетных участков грунта.

Расчет сопротивления грунта по боковой поверхности сваи по оси Ч

Таблица 13

№ слоя	ZNL, м	ZFL, м	u, м	γсf	IL,i	fi, кПа	hi, м	, кН
1	2,5	1	0,8	1	0,2	45	2	90
2	3,75	2,242		1	0,2	51,75	0,485	25,099
3	4,27	2,77		1	0,2	53,81	0,57	30,672
4	5,55	4,055		1	0,67	12,265	2	24,53
5	6,98	5,477		1	0,67	12,547	0,845	10,602
∑								180,903

Сопротивление грунта под нижним концом сваи:

Вычисления, связанные с определением

Определяем окончательную расчетную несущую способность сваи:

Допустимую расчетную нагрузку, предавемую на сваю, определяем по формуле:

где γ_k– коэффициент надежности, равный 1,4, если несущая способность сваи определена расчетом.

Расчет сопротивления грунта по боковой поверхности сваи по оси Т

Таблица 14

№ слоя	ZNL, м	ZFL, м	u, м	γсf	IL,i	fi, кПа	hi, м	, кН
1	2,359	0,859	0,8	1	0,2	44,154	1,718	75,857
2	3,447	1,947		1	0,67	10,381	0,458	4,754
3	4,676	3,176		1	0,67	11,776	2	23,552
4	6,538	5,038		1	0,67	12,561	1,724	21,655
∑								125,818

Сопротивление грунта под нижним концом сваи:

Вычисления, связанные с определением

Определяем окончательную расчетную несущую способность сваи:

Допустимую расчетную нагрузку, передаваемую на сваю, определяем по формуле:

Принимаем допустимую расчетную нагрузку на сваю С 6-20 [N] = 115,384 кН.

Р

Рис. 15 Чертеж размещения свай.

азмещаем в плане симметрично относительно центральных осей 6 свай марки С6-20. Расстояния между сваями принимаем 3d= 3∙0,2 = 0,6 м. При этом расстояния осей свай от центральных осейx_i= 0,7 м. Расстояния от осей свай до наружных контуров ростверка принимаем 1,5d= 1,5∙0,2 = 0,3 м. При этом свесы ростверка за границами наружных граней свай составляют 0,2 м. С учетом этого размеры ростверка в плане составляют 2,2х2,2 м, а толщина 0,3 м.

Определяем расчетные нагрузки на сваи:

Поскольку [N] = 115,384 кН большеN_max= 98,624 кН, несущей способности свайных фундаментов достаточно.

Поскольку минимальное осевое усилие, действующее на сваю, не является растягивающим, проверку сваи на выдергивание не производим.