3.2.1 Предварительное определение размера сваи.

Полная длина сваи определяется как сумма:

где - глубина заделки свай в ростверк, м;

- расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя, м;

- заглубление в несущий слой.

. Принимаем .

Принимаем м, сваю марки С14-35.Сечение сваи принимаем.

3.2.2 Определение несущей способности сваи

После определения и подбора длины и сечения сваи расчитываем предельную несущую способность сваи по формуле:

(30)

где -коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый 1;

- расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице А.3 [3];

- площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

U_i- наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

R_fi- расчётное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице А.4 [3];

- толщина -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

- коэффициент условия работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта и принимаемые по таблице А.2[3].

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю, определяется из условия:

(31)

где - коэффициент надёжности;

Необходимое количество свай в кусте рассчитывается по формуле:

(32)

где F_VOI - нагрузка по обрезу ростверка;

сваи.

Определим расчетное расстояние между осями свай на 1 пог.м. стены:

а_р =

Так как n =0,5 и 2,0<3d удовлетворяют условиям, то принимаем однорядное расположение свай.

Определяем фактическую нагрузку приходящуюся на сваю, которая должна быть меньше допустимой.

Нагрузку, приходящую на каждую сваю во внецентренно нагруженном фундаменте определяем по формуле:

P ; (33)

где х=0,

N_I= F_VOI + n∙(G_р + G_гр). (34)

Объем ростверка:

V_р = 0,50,61 + 2,20,51= 1,4м³

Вес ростверка:

G_р = V_р∙_б = 1,4∙24 = 33,6 кН. (35)

Вес грунта на уступах:

G_гр =0,0512,216,9=1,86м³.

тогда:

N_I = 290 + 0,5 · (33,6 + 1,86) = 307,73кН;

(36)

Р_max = 615,46кН < 1,2·Р_св = 1,2∙ 587,29 = 704,75кН;

Р_min = 615,46кН > 0

Условие выполняется, свайный фундамент запроектирован рационально.

3.2.3 Проверка прочности основания куста сваи

Свайный фундамент рассматривают как условный массивный фундамент, в состав которого входит ростверк, сваи и грунт межсвайного пространства АБВГ (рис.3.4).

Границы условного фундамента определяем следующим образом:

1. снизу – плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай;

2. с боков – вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстающими от наружных граней на расстояние

где- осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта

(37)

Рисунок 3.4 - Схема определения границ условного фундамента

°

Определяем ширину условного фундамента:

(38)

Площадь условного фундамента:

(39)

Объем условного фундамента:

(40)

Объем ростверка и фундаментных блоков:

Объем свай:

Объем грунта в пределах условного фундамента:

Вес грунта в объеме условного фундамента:

G_гр=^′_II∙V_гр=11,17∙11,84=132,25кН,где ^′_II=(16,9∙3,4+17,2∙0,9+7,95∙10,2+10,78∙1,1+19,5∙1)/(3,4+0,9+10,2+1,1+1)

Вес сваи и ростверка:

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

N_II=Fvo_II+G_c+G_p+G_гр, (41)

где F_VOll=260 – нагрузка на обрез фундамент, кН;

G_c – вес сваи, кН;

G_p– вес ростверка, кН;

G_гр– вес грунта, кН;

N_II=260+40,8+33,6+132,25 = 466,65кН;

М= E_ae_a+P₁e₁; (42)

М= кНм.

.

;

;

Расчётное сопротивление грунта под условным фундаментом определим

(43)

По таблице 16 _С1=1,25; _С2=1,024 при _II=23,3^о, М_=0,678, М_q=3,716, М_С=6,303.

кПа;

;

;

.

–расчётное сопротивление грунта основания условного массива, кПа, определяемое как для фундамента с геометрическими размерами, равными размерам условного массива грунта.

Условия соблюдаются.