Расчет свайного фундамента Конструирование ростверка и общие положения

Анализируя грунтовую обстановку, приходим к выводу, что в качестве несущего слоя грунта под сваями может рассматриваться песок средней крупности. Поскольку опора находится в воде, принимаем к разработке вариант с высоким ростверком. Минимальные размеры плиты ростверка в плане:

А_min = а × b = 5,7 × 14,5 = 66,69м²

где а = А₀ + 2C₀ = 10,7 + 2×0,5 = 11,7м;

b = B₀ + 2C₀ = 4,5+ 2×0,5 = 5,5м.

Плоскость обрезов скрывается на 0,5м. ниже горизонта воды. Конструктивно высоту ростверка назначаем равной 2,5м. Таким образом, отметка обреза 59,5м, отметка подошвы 57,0м. Выбираем железобетонные призматические сваи сечением 40×40см, длиной 25м, класс бетона В30, арматура класса А3 диаметром 40мм (4 шт.). Головы свай заделываем в ростверк на 0,8м, острие свай находится на отметке - 35,7м. Способ погружения свай – забивка. Определяем несущую способность по грунту по формуле:

где - коэффициент работы свай в грунте

R – расчетное сопротивление грунта под концом сваи, кПа, определяемое по СНиП 2.02.03 - 85

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м

- расчетное сопротивление i – го слоя грунта по боковой поверхности сваи, определяется по СНиП 2.02.03 – 85

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

и - коэффициенты условий работы грунта соответственно под концом и на боковой поверхности свай, учитывающий способ погружения свай, определяется по СНиП 2.02.03 – 85

А – площадь опирания свай на грунт.

Несущая способность свай по материалу не вычисляется по тому, что она заведомо выше, чем несущая способность по грунту.

где Р – расчетная нагрузка передаваемая на сваю;

γ_к – коэффициент надежности равный 1,4 так как несущая способность свай определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта.

Расчет многорядного свайного фундамента по 1 группе предельных состояний методом перемещений

Находим по формуле ориентировочно число свай, предварительно определив нагрузки в уровне подошвы плиты ростверка.

Подсчитываем:

Вес ростверка.

Вес ростверка определяем при следующих данных:

• Высота ростверка – 2м.

Удельный вес бетона γ_б = 24 кН/м³, с учетом взвешивающего действия воды = 14 кН/м³

• Размеры плиты ростверка в плане А_min = 82,65м²

Вес воды на обрезках фундамента

Суммарная вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента

Расчетный момент

Число свай

Назначаем 27 свай.

Размещение свай в площади ростверка см. на рисунке.

Для удобства вычислений расчет ведем применительно к одному ряду свай (такой прием возможен только при идентичном расположении свай в каждом ряду).

Схема к расчету усилий в сваях приведена на рисунке.

Расчетные усилия, приходящиеся на расчетные ряд, составляют:

Расчетная ширина свай определяется по формуле:

где d – размер стороны сваи

К_ф – коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения сваи, при квадратном сечении

К_ф = 1,0

Расчетный модуль упругости бетона для В30

Жесткость свай на изгиб и сжатие

Определяем по формуле - глубину в пределах которой учитывается действие отпора (пассивного давления) грунта:

В пределах h_k = 2,9м лежит ил песок средней крупности .

Определяем по формуле значение коэффициента деформации:

Подсчитываем приведенную глубину заложения сваи в грунте

Поскольку, значения ρ_2, ρ₃ и ρ₄ определим по следующим формулам

предварительно вычислив длину изгиба свай .

Здесь l₀ – свободная длина свай,м (в высоком ростверке – расстояние от его подошвы до расчетной поверхности грунта)

К₄ – коэффициент принимаемый из определенных таблиц

Далее находим длину сжатия свай l_N и ее характеристику ρ₁ по формулам:

- так как сваи опираются на глинистые грунты полутвердой консистенции.

получаем

Определяем коэффициенты канонических уравнений и другие величины, входящие в систему

В расчетах высоких ростверков r₁ = r₂ = r₃ = 0.

Из формул

, где

получаем

Определяем усилия, действующие со стороны плиты ростверка на голову каждой сваи в расчетном ряду по формулам:

Определяем продольные усилия:

Определяем поперечные силы:

Определяем момент:

По следующим формулам проводим проверку:

4826,93 ≈ 4821,1

208,4 =206,6

2102,26 =2120

Проверка выполнена