5.8. Проверка оснований свайных фундаментов по деформациям

Расчет фундамента из висячих забивных свай и его основания по деформациям (по второй группе предельных состояний) следует производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями [2]. Расчет сводится к определению размеров условного фундамента, проверке напряжений, возникающих по его подошве и вычислению осадки.

5.8.1. Определение границ условного фундамента

Границы условного фундамента определяются следующим образом. Первоначально определяют средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов, находящихся в пределах длины сваи:

φ_II,mt = ∑ φ_II,i · h_i / ∑h_i

где φ_II,i - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i.

φ_II,mt = (19,28*0,6+28* ּ3+40* ּ1,4)/(0,6+3+1,4)=30,3

Затем проводят наклонные плоскости под углом φ_{II, mt} /4 = 30,3/4 = 7,6 град от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости АБ, проходящей через нижние концы свай. Путем построения боковых вертикальных плоскостей, проходящих через точки А и Б до пересечения с поверхностью планировки грунта, находят очертания условного фундамента АБВГ, который включает в себя грунт, сваи и ростверк.

Размеры подошвы условного фундамента (соответственно ширину и длину его) определяют по выражениям:

В_y = b + 2h (tg φ_II,mt /4)

L_y = l + 2h (tg φ_II,mt /4)

где b и l - размеры в пределах внешних граней крайних свай, м; h - глубина погружения свай в грунт, считая от подошвы ростверка.

L_y = 1,2+2ּ*5,1ּtg 7,6=2,42 м

В_y =1,2 + 2ּ*5,1ּtg 7,6 = 2,42 м

А площадь условного фундамента:

А_y = В_y ּ L_y = 2,42*2,42= 5,86 м²

Рис.8 Схема определения границ условного фундамента.

5.8.2. Определение интенсивности давления по подошве условного фундамента

Найдя площадь условного фундамента и глубину его заложения, определяют интенсивность давления по его подошве и сравнивают ее с расчетным сопротивлением грунта, установленным на этой глубине аналогично фундаментам мелкого заложения. Тогда:

P_ср = (F_V0ІІ + 2ּG_пбII + G _pІІ + G _gІІ + G_пкII + G_свII) / А_y ≤ R

где F_v0ІІ - расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента, F_V0ІІ = 800 кН

G_свII, G_pІІ, G_gІІ, G_пбII, G_пкII - вес свай, ростверка, грунта, подколонника и подбетонок в пределах условного фундамента АБВГ, кН, с площадью А_y;

R - расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента, кПа.

G_свII = 4*0,25 ּ*0,25* ּ5,1 ּ 9,81= 12,51 кН

G _pІІ = 24ּ(0,7ּ1,8ּ1,8) = 54,43 кН

G_пбII = 24ּ(0,87ּ0,3ּ0,3) = 1,88 кН

G_пкII = 24ּ(1,2ּ1,2ּ1,2) = 41,472 кН

G_g = V_gּ γ_II^’

γ_II^’=11кН/м³.

V=(2,47*2,47*6,9)-(4*0,25*0,25*5,1+0,7*1,8*1,8+2*0,87*0,3*0,3+1,2*1,2*1,2)=36,66м

G_g = V_gּ γ_g = 36,66*11= 403,35 кПа

P_ср = (800+2*1,88+54,43+403,35+41,472+12,51)/4,94 = 266,3 кПа

По формуле R равно (см. фундамент мелкого заложения):

R = (γ_с1ּγ_с2/k) ּ [M_γ ּk_zּbּγ_II + M_qּd_lּγ_II^' + (M_q–1)ּd_bּγ_II^' + M_cּC_II]

γ_с1 = 1,2; γ_с2 = 1,0;

k = 1,1; k_z = 1 (b <10м);

M_γ = 0,472; M_q = 2,897; M_с =5,487 (определяются методом интерполяции);

b =2,42 м;

γ_II^’=(1,2ּ*19,1+1,3*18+3ּ(26,6-20,2)\10+1,4*19,8)/6,9=11 кН/м³.

γ_II = 20;

C_II = 35,95 кПа;

d_l = 7 м.

R = (1,2ּ*1,0/1,1) ּ (0,472*1*2,42*20+2,897*6,9*11+5,487*36,6) = 484,2кПа

Условие P_ср ≤ R выполняется, так как 266,3 кПа < 484,2 кПа