5.7. Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного

Для данной проверки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящий из ростверка, свай и грунта, ограниченный контуром А-Б-В-Г

Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам:

;

,

где а_с, b_с – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента;

а_сп, b_сп – соответственно длина и ширина свайного поля по наружным граням крайних свай, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

φ_mt – приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов, прорезанных сваями, определяемое о формуле

;

φ_I,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта толщиной h_i; при этом ∑h_i=d_i.

При наклонном расположении свай, если размеры условного фундамента определяются точками пересечения наклонных граней свай с плоскостью острия сваи (рис 5.4).

Проверка несущей способности основания условного фундамента заключается в том, чтобы среднее p и максимальное p_мах давления на грунт в сечении А-Б (рис 5.4) по подошве условного фундамента удовлетворяли следующим условиям

; ,

где R – расчетное сопротивление грунта в уровне нижних концов свай, кПа

где R₀ – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по табл. 5.9 - 5.11;

b_с – ширина условного фундамента, м; при ширине более 6 м принимается b_с = 6 м;

d – глубина условного фундамента, м;

_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать  = 19,62 кН/м³ или определять по формуле (5.1);

k₁, k₂ – коэффициенты, принимаемые по табл. 5.12.

Таблица 5.9

Грунты	Коэффициент пористости e	Условное сопротивление R0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов основания, кПа, в зависимости от показателя текучести IL
		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Супеси при Ip  5	0,5	343	294	245	196	147	98	−
	0,7	294	245	196	147	98	−	−
Суглинки при 10  Ip  15	0,5	392	343	294	245	196	147	98
	0,7	343	294	245	196	147	98	−
	1,0	294	245	196	147	98	−	−
Глины при Ip  20	0,5	588	441	343	294	245	196	147
	0,6	490	343	294	245	196	147	98
	0,8	392	294	245	196	147	98	−
	1,1	294	245	196	147	98	−	−

Примечания. 1. Для промежуточных значений I_L и eR₀ определяется по интерполяции. 2. При значениях числа пластичности I_p в пределах 5 - 10 и 15 - 20 следует принимать средние значения R₀, приведенные в табл. 2.1 соответственно для супесей, суглинков и глин.

Таблица 5.10

Песчаные грунты и их влажность	Условное сопротивление 0 песчаных грунтов средней плотности в основаниях, кПа
Гравелистые и крупные независимо от их влажности	343
Средней крупности: маловлажные влажные и насыщенные водой	294 245
Мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой	196 147
Пылеватые: маловлажные влажные насыщенные водой	196 147 98

Примечание. Для плотных песков приведенные значения R₀ следует увеличивать на 100%, если их плотность определена статическим зондированием, и на 60%, если их плотность определена по результатам лабораторных испытаний.

Таблица 5.11

Грунт	Условное сопротивление R0 крупнообломочных грунтов в основаниях, кПа
Галечниковый (щебенистый) из обломков пород: кристаллических осадочных	1470 980
Гравийный (дресвяной) из обломков пород: кристаллических осадочных	785 490

Примечание. Приведенные в табл. 5.8 условные сопротивления R₀ даны для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем. Если в крупнообломочном грунте содержится свыше 40% глинистого заполнителя, то значения R₀ для такого грунта должны приниматься по табл. 5.6 в зависимости от I_p, I_L и e заполнителя.

Таблица 5.12

Грунт	Коэффициенты
	k1, м-1	k2
Гравий, галька, песок гравелистый крупный и средней крупности	0,10	3,0
Песок мелкий	0,08	2,5
Песок пылеватый, супесь	0,06	2,0
Суглинок и глина твердые и полутвердые	0,04	2,0
Суглинок и глина тугопластичные и мягкопластичные	0,02	1,5

γ_п – коэффициент надежности по назначению сооружения, γ_п = 1,4;

γ_с – коэффициент условий работы, с учетом рассматриваемых временных нагрузок принимается равным γ_с = 1,2;

a_c –длина условного фундамента, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

F_hx – тормозная сила, кН (см. исходные данные);

М_с – момент тормозной силы в уровне подошвы ростверка, кНм

;

h_p – высота ростверка, м;

F_hx, h_p – приведены в исходных данных;

N_c – нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива А-Б-В-Г вместе с заключенными в нем ростверком и сваями по формуле

,

где N_ГР – нагрузка от веса грунта в пределах всего условного фундамента А-Б-В-Г, определяемая по формуле

;

а_с, b_c, h_p – соответственно длина, ширина и высота ростверка, м.

γ_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, определяемое по формуле

(5.1)

где γ_Ii – расчетный удельный вес отдельных геологических слоев грунта, лежащих выше подошвы условного фундамента, кН/м³;

h_i – толщина слоев, м.

а) б)

Рис. 5.4. Схема условно массивного свайного фундамента:

а) при применении только вертикальных свай; б) при применении вертикальных и наклонных свай