Расчёт свайного фундамента

Для подбора размеров свай пользуют ГОСТ 19 804–88 «Сваи забивные железобетонные. Общие технологические условия», ГОСТ 19 804–79 «Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой», ГОСТ 19 804–2-79 «Сваи забивные железобетонные с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой», ГОСТ 19 804–4-78 «Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола».

Предварительное определение размера сваи

Полная длина сваи определяется как сумма:

где — глубина заделки свай в ростверк, м;

— расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя, м;

— заглубление в несущий слой.

. Принимаем .

Принимаем м, сваю марки С14−35. Сечение сваи принимаем.

Определение несущей способности сваи

После определения и подбора длины и сечения сваи рассчитываем предельную несущую способность сваи по формуле:

где — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый 1;

• — расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице А.3 [3];
• — площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

U_i — наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

R_fi — расчётное сопротивлениего слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице А.4 [3];

• — толщинаго слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
• — коэффициент условия работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта и принимаемые по таблице А.2 [3].

Расчётная нагрузка, допускаемая на сваю, определяется из условия:

где — коэффициент надёжности;

Необходимое количество свай в кусте рассчитывается по формуле:

где F_VOI — нагрузка по обрезу ростверка;

сваи.

Определим расчетное расстояние между осями свай на 1 пог. м. стены:

ар =.

Так как n =0,5 и 2,0<3d удовлетворяют условиям, то принимаем однорядное расположение свай.

Определяем фактическую нагрузку приходящуюся на сваю, которая должна быть меньше допустимой.

Нагрузку, приходящую на каждую сваю во внецентренно нагруженном фундаменте определяем по формуле:

P;

где х=0,.

N_I= F_VOI + n•(G_р + G_гр).

Объем ростверка:

V_р = 0,50,61 + 2,20,51= 1,4 м³

Вес ростверка:

G_р = V_р•_б = 1,4•24 = 33,6 кН.

Вес грунта на уступах:

G_гр =0,0512,216,9=1,86 м³.

тогда:

N_I = 290 + 0,5 · (33,6 + 1,86) = 307,73кН;

Рmax = 615,46кН < 1,2· Рсв = 1,2• 587,29 = 704,75кН;

Р_min = 615,46кН > 0.

Условие выполняется, свайный фундамент запроектирован рационально.

Проверка прочности основания куста сваи

Свайный фундамент рассматривают как условный массивный фундамент, в состав которого входит ростверк, сваи и грунт межсвайного пространства АБВГ (рис. 3.4).

Границы условного фундамента определяем следующим образом:

• 1) снизу — плоскостью ВГ, проходящей через нижние концы свай;
• 2) с боков — вертикальными плоскостями АГ и БВ, отстающими от наружных граней на расстояние

гдеосредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта.

Схема определения границ условного фундамента.

°.

Определяем ширину условного фундамента:

Площадь условного фундамента:

Объем условного фундамента:

Объем ростверка и фундаментных блоков:

Объем свай:

Объем грунта в пределах условного фундамента:

Вес грунта в объеме условного фундамента:

G_гр=^?_II•V_гр=11,17•11,84=132,25кН, где ^?_II=(16,9•3,4+17,2•0,9+7,95•10,2+10,78•1,1+19,5•1)/(3,4+0,9+10,2+1,1+1).

Вес сваи и ростверка:

Вертикальная составляющая нормальных сил в уровне нижних концов свай:

N_II=Fvo_II+G_c+G_p+G_гр,

где F_VOll=260 — нагрузка на обрез фундамент, кН;

G_c — вес сваи, кН;

G_p — вес ростверка, кН;

G_гр — вес грунта, кН;

N_II=260+40,8+33,6+132,25 = 466,65кН;

М= E_ae_a+P₁e₁;

М= кНм.

.

;

;

Расчётное сопротивление грунта под условным фундаментом определим.

По таблице 16 _С1=1,25; _С2=1,024 при _II=23,3^о, М=0,678, М_q=3,716, М_С=6,303.

кПа;

;

;

.

— расчётное сопротивление грунта основания условного массива, кПа, определяемое как для фундамента с геометрическими размерами, равными размерам условного массива грунта.

Условия соблюдаются.