4. Расчет и проектирование свайных фундаментов

4.1. Основные положения расчета

Расчет свайных фундаментов и их оснований производят по двум группам предельных состояний:

по первой группе - по несущей способности грунта основания свай; по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом; по прочности материала свай и ростверков;

по второй группе - по осадкам фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещению свай совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия

N 

где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;

- расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая несущей способностью сваи;

- коэффициент надежности, величина которого принимается в зависимости от метода определения несущей способности сваи;

= 1.4, если несущая способность сваи определена расчетом.

Проектирование свайных фундаментов выполняют в такой последовательности.

1. производят инженерно- геологическую оценку строительной площадки и определение физико – механических свойств грунтов.

2. Определяют величины и невыгодные сочетания нагрузок, действующих на фундамент на уровне отметки поверхности земли или обреза ростверка.

3. Выбирают глубину заложения ростверков с учетом конструктивных особенностей сооружения и размеры ростверка.

4. Выбирают тип, способ погружения и размеры свай, сообразуясь с грунтовыми условиями, действующими нагрузками, конструктивными особенностями проектируемого здания и сооружения.

5. Определяют несущую способность сваи.

6. Определяют расчетную нагрузку, передаваемую на сваю.

7. Определяют число центрально нагруженных свай.

8. Уточняют размеры ростверка в плане из условия размещения в ростверка полученного числа свай.

9. Уточняют нагрузку, действующую на одну сваю, с учетом размеров и веса ростверка, веса стеновых блоков и грунта обратной засыпки, и сравнивают ее с допустимой.

Рассчитывают фундамент по второй группе предельных состояний:

• определяют размеры условного свайного фундамента.

• рассчитывают давления под его подошвой и последнее сопоставляют с расчетным сопровождением;

• рассчитывают осадку условного свайного фундамента.

4.2 Выбор глубины заложения и размеров ростверка

Глубина заложения подошвы низкого ростверка d_p назначается в зависимости от конструктивных особенностей сооружения (наличие подвала, технического подполья), высоты ростверка и грунтовых условий строительной площадки.

При строительстве на пучистых грунтах подошва ростверка закладывается ниже расчетной глубины сезонного промерзания грунтов d, руководствуясь в расчете требованиями, изложенными в пункте 3.1. настоящих методических указаний и соответствующим требованиям СНиП [10].

Глубину заложения подошвы ростверков, согласно норм проектирования, [12] назначается также с учетом следующих положений:

• в зданиях при отсутствии подвала под внутренние стены подошва ростверка закладывают на 0,1 – 0,15 м ниже планировочных отметок;

• в бесподвальных помещениях обрез ростверка под внутренние колонны закладывается на уровне отметки планировки;

• при наличии подвала ростверк под наружные стены закладываются с отметкой подошвы, равной отметке пола подвала; а под внутренние стены с отметкой обреза, равной отметке пола подвала; -2.400

В бесподвальных помещениях под наружные стены обрез ростверка в непучистых грунтах закладывают на глубину 0,1-0,15м ниже спланированной поверхности.

При глинистых грунтах под ростверком наружных стен следует предусматривать укладку слоя щебня, шлака или крупного песка толщиной не менее 0,2 м, а под ростверком внутренних стен - слоя щебня, шлака или тощего бетона толщиной не менее 0,1 м. При песчаных грунтах ростверк под наружные и внутренние стены укладывают по слою щебня, шлака или тощего бетона толщиной не менее 0,1 м.

Размеры железобетонных ростверков отдельных свайных фундаментов под колонны принимают согласно расчетов по прочности: на продавливание колонной, угловой сваей нижней плиты ростверка, по поперечной силе наклонных сечений, на изгиб, на местное сжатие (смятие) под торцами железобетонных колонн или под опорными плитами стальных колонн.

Размеры подошвы ростверка под колонны, ступней и подколонника в плане из условия унификации рекомендуется принимать кратными 300 мм. Высоту плитной части ступней и подколонника следует принимать кратной 150 мм.

Толщина дна стакана как в сборных, так и в монолитных ростверках должна быть не менее 300 мм.