5. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций.

5.1. Назначение предварительной глубины заложения ростверка dp его высотыhpи решение надростверковой конструкции (стеновой части фундамента). Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения.

Принимаем планировочную отметку +137,5м. Из конструктивных особенностей здания отметка верха ростверка +134,35м, d_p=3,65м. Высоту ростверка принимаемh_p=0,5м. Учитывая заглубление сваи в опираемый слой не менее 3м. по СНиП^[5], выбираем сваю С50.20-2 сечением 20х20см. длиной 5м.Рабочая длина сваи 4,9м., свая заглублена в 5 слой - песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой на 2,16м.

5.2. Определение расчётной несущей способности грунта основания одиночной сваи (несущей способности сваи по грунту) Fd и расчётной нагрузкиРсвна одну сваю.

Рисунок 5.1. Информация по расчётному сечению инженерно-геологического разреза фундамента под внутреннюю колонну здания.

Расчётной нагрузки на сваю Р_свопределяется по формуле:

,

=1,4 - коэффициент надёжности

- несущая способность сваи, определяется по формуле:

=1- коэффициент условия работ сваи в грунте

- коэффициенты работы грунта соответственно под нижним концом и боковой поверхностью сваи.

A=0,2×0,2=0,04м²- площадь поперечного сечения сваи,

U=0,2×4=0,8м. - наружный периметр поперечного сечения сваи,

f_i- расчётное сопротивлениеi-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 7.3^[9],

l_i- высотаi-го участка , не более 2м.

Находим значения R иfi для наших инженерно-геологических условий:

- R_S=3865кПа- расчётное сопротивление грунта под острием сваи при глубине погружения нижнего конца сваи на глубину 8,65мпо таблице 7.2^[9]

-для песка средней крупности, плотный на средней глубине слоя z1=4,18м,

f1=53,0кПа;

-для супеси пластичной с IL=<0,2 на средней глубине слоя z2=5,6м,

f2=56,9кПа;

-для песка средней крупности, средней плотности на средней глубине z3=5,49м,

f3=60,6кПа;

-для песка средней крупности, средней плотности на средней глубине z4=8,57м,

f4=64,0кПа;

Тогда несущая способность сваи будет:

Расчётная нагрузка на сваю:

.

5.3.А Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте для колонн 6,7 (внутренняя колонна).

N_I=1023,6 кН- нагрузка по первому предельному состоянию;

d = 0,25м- сторона сваи;

h= 3,65м- высота ростверка и надростверковой конструкции, нагрузка от которых не вошла в расчет при определенииN_I

- средний удельный вес грунта и бетона над ростверком

Тогда требуемое количество свай будет:

Округляем до 4 свай и проектируем свайный фундамент из 4 свай. Расстояние между сваями принимаем равным 3d, чтобы получить минимальные размеры ростверка. Расстояние от края сваи до края ростверка – 0,1 м. Тогда ширинаb и длинаl квадратного монолитного ростверка будут равны:

b=l = 2∙0,1+2∙0,1+ 3∙0,2 = 1,0м принимаем по размеру фундамента 1,2 м

5.4.А. Размещение в плане, определение плановых размеров ростверка и его высоты для колонн 6,7 (внутренняя колонна)

Высота ростверка, назначенная ориентировочно, проверяется затем из условия прочности ростверка на продавливание и изгиб. В данном случае продавливание колонной невозможно, так как площадь основания гипотетической пирамиды продавливания значительно больше площади межсвайного пространства. Также невозможно продавливание сваями в условиях, когда площадью подколонника перекрывается весь свайный куст. При ширине ростверка 1,2 м и общей высоте ростверка и подколонника 1,1 м ростверк не работает на изгиб.

Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений h_р= 0,5м.