4.3 Определение расчетной несущей способности сваи.

Несущую способность висячей сваи по грунту определяют по формуле:

F_d = γ_c(γ_cRRA + uΣγ_cff_lh_l ) (4-l)

где γ_с - коэффициент условий работы сваи, для забивных свай γ_с =1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, R= 2,96 MПа;

А - площадь поперечного сечения сваи м²;

u - наружный периметр сваи, м.

f_i - расчетное сопротивление i-го грунта, основание по боковой поверхности сваи,

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м.

γ_cR γ_cf - коэффициенты условий работы под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящей от погружения (для свай погружаемых забивной, γ_cR γ_cf =1)

A=d²=O,4²=O,16 м²;

U=4d=4 × 0,4=1,6 м.

Глубина погружения сваи от уровня подошвы ростверка h = 15 м; z = 16 м. Разбиваем эту толщину на элементарные слои толщиной h_l < 2м, определяем среднюю глубину расположения элементарных слоев относительно уровня поверхности грунта, устанавливаемый путём интерполяции (по табл. 4-2), следующие значения расчетных сопротивлений грунта:

f_i=0,004 МПа; f₂=0,022 МПа; f₃=0,038 МПа; f₄=0,042 МПа; f₅=0,044 МПа; f₆=0,46МПа

f=0,048; f=0,050; Расчетное сопротивление сваи по грунту вычисляем по формуле:

F_d =2,96 ×0,16+1,6×0,6×0,004+ 0,022×1,4 + 0,038×2 + 0,042×2 + 0,044×2 +0,046×2+0,048×2+0,050×2+0,051×1=1,46

4.4. Определение числа свай, их размещения и уточнение размеров ростверка.

Количество свай определяем по формуле:

(4-2)

где N₁ - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, определяемая в общем случае по формуле:

N₁=l,2×1,1(P₀+P_n+A×h×0,02) + γP_k (4-3) ,

F - расчетная нагрузка допустимая на сваю, F = Fd/γ_k;

η- коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай, от действующего момента, равный 1.1-1.2

η=1.2 γ_k =1,4;

N=1,2×1,1(5,6 + 1,49 +48,76 ×2×0,02) + 1,13×6,60 = 20,8 МН

F= F_d/ γ_k=1,46/1,4=1,04

MH

n=N/1,04= 21штук, увеличиваем - 36 свай.

Сваи размещаем в плане ростверка с размерами b= 4,4м и 1=10,5 м в четырех рядном порядке.

Расстояние от края подошвы ростверка до ближайшего края первой сваи примем 0,25-м. Расстояние между осями сваи должно быть не менее 3d, где (d - поперечный размер сечения сваи). Таким образом, расстояние между осями свай принимаем 1,05 м, по ширине 1,05 м. Для обеспечения расстояния от края подошвы до ближнего края первой сваи не менее 0,25 м, увеличиваем размер ростверка по длине и ширине.

Окончательно принимаем ростверк прямоугольной формы с уступом и с размерами: b=4,6м; 1=10,6м; h =2 м.

4.5 Проверочный расчет свайного фундамента но несущей способности (по первому предельному состоянию).

Проверим сваи с учетом действия одной горизонтальной силы Т (в плоскости вдоль моста) следующим образом:

(4.4)

где:

M_u - расчетный момент в плоскости подошвы ростверка от оси торможения, определяемый по формуле (3-14) при этом в место h_ф принимается высота h_p ростверка.

Уmах - расстояние от главной центральной оси инерции подошвы фундамента, до оси крайнего ряда свай в направлении действия момента М, (в плоскости вдоль моста),

у₁ - расстояние от той же оси до оси каждой сваи

N - полная расчетная вертикальная нагрузка с учетом веса свай, определяется по формуле: N, = 1.1×1,1(Р₀ + Р_n + A + h) + γP (4-5)

Где:

F- расчетная нагрузка на сваю,

n- число свай.

N_I=1,1×1,1(5,6+1,49+48,76×2×0,02+1,13×6,60=19,13

,

у_max=1,6м

N = 19,3/36 +1,1×0,66(1,1+2+8,4)×1,8/9×0,6×9×1,8 = 0,99

N<F

0,99<1,04