Расчет свайного куста

Основание сложено однородным грунтом. Рассчитать свайный куст, состоящий из пирамидальных забивных свай с основанием в виде правильного 9-угольника, под колонну однопролетного промышленного здания. Площадь большего основания сваи равна SБ = 0,20 м², длина сваи равна l = 7 м, угол наклона апофемы к оси сваи равен б = 0,7є. По конструктивным соображениям глубина заложения подошвы ростверка толщиной hp = 0,7 м, от планировочной отметки принята равной dp = 0,9 м. Нормативная вертикальная нагрузка на свайный фундамент равна Р=1450 кН. Удельный вес бетона, из которого изготовлен ростверк и сваи, равен гб = 23,1кН/м2. Грунт основаниепесок средней крупности, модуль деформации Е0 = 40 МПа, нормативное значение удельного сцепления cn = 2 кПа, нормативное значение угла внутреннего трения цn =38є, удельный вес ггр = 16,3 кН/м3. Свая выполнена в форме усеченной пирамиды.

Расчет

Коэффициент условий работы сваи в грунте гс =1.

Учитывая назначенную по конструктивным соображениям глубину заложения подошвы ростверка от планировочной отметки dp = 0,9 м (рис. 1), рассчитаем глубину погружения нижнего конца сваи по формуле:

z=l+dp=7+0,9=7,9 м.

Рис. 1 — Расчётная схема висячей пирамидальной сваи l=7000 мм (размеры на схеме приведены в мм)

Из табл. 1.9 (Приложение 1) выберем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R. Для заданной глубины погружения нижнего конца сваи z = 7,9 м и песка средней крупности, расчетное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи будет равно:

Вычислим радиус вписанной окружности rб бомльшего основания по формуле:

Радиус вписанной окружности rм меньшего основания усечённой пирамиды Sм вычислим через радиус вписанной окружности rб большего основания по формуле:

rм = rб — h•tgб=0,247 — 7 • tg0,7є =0,161 м.

Рассчитаем площадь опирания, А на грунт сваи, которая равна площади меньшего основания усечённой пирамиды Sм через радиус вписанной окружности rм:

Поскольку основание сложено однородным грунтом, для удобства расчета разобьём его на слои толщиной по 2 м, считая от глубины заложения подошвы ростверка. Таким образом, толщина слоёв грунта h??, соприкасающихся с боковой поверхностью сваи, будут равны:

h1=h2=h3=2 м; h4=1 м.

Расположение средних сечений по длине сваи l??, считая от её верхнего основания:

l1=1 м; l2=3 м; l3=5 м; l4=6,5 м.

Рассчитаем радиусы вписанных окружностей r? средней части каждого из слоёв грунта по формулам:

r1 = rб — l1 • tg б = 0,247 — 1 • tg 0,7є = 0,235 м;

r2 = rб — l2 • tg б = 0,247 — 3 • tg 0,7є = 0,210 м;

r3 = rб — l3 • tg б = 0,247 — 5 • tg 0,7є = 0,186 м;

r4 = rб — l4 • tg б = 0,247 — 6,5 • tg 0,7є = 0,168 м.

Рассчитаем длину а? стороны наружного периметраго сечения средней части каждого из слоёв грунта по формулам:

Рассчитаем длину периметра и? -го сечения средней части каждого из слоёв грунта по формулам:

u1 = n • a1 = 9 • 0,171 = 1,537 м;

u2 = n • a2 = 9 • 0,153 = 1,377 м;

u3 = n • a3 = 9 • 0,135 = 1,217 м;

u4 = n • a4 = 9 • 0,122 = 1,097 м.

Глубина залегания средней части каждого из слоёв z? рассчитаем по формулам:

z? =l? +dp;

z1 =l1 +dp=1+0,9=1,9 м;

z2 =l2 +dp=3+0,9=3,9 м;

z3 =l3 +dp=5+0,9=5,9 м;

z4 =l4 +dp=6,5+0,9=7,4 м.

Из табл. 1.10 (Приложение 1) выберем расчетное сопротивление грунта f? на боковой поверхностиго слоя забивной сваи. Для средней глубины z? расположенияго слоя грунта и грунта основания-песка средней крупности расчетное сопротивление грунта f? на боковой поверхности ??-го слоя забивной сваи будет равно:

Сумма размеров сторонго поперечного сечения средней части каждого из слоёв грунта и0,?? равна соответствующему периметру и? ??-го сечения средней части каждого из слоёв грунта:

и0,1 = и1 = 1,537 м;

и0,2 = и2 = 1,377 м;

и0,3 = и3 = 1,217 м;

и0,4 = и4 = 1,097 м.

Рассчитаем наклон боковых граней сваи в долях единицы?? р:

??p = tg б = tg 0,7є = 0,1 222.

Из табл. 1.11 (Приложение 1) для грунта основания-песок средней крупности выберем коэффициент k? дляго слоя грунта: k1=k2=k3=k4=0,5.

Расчетную несущую способность грунта основания одиночной забивной висячей сваи Fd рассчитываем по формуле:

Определяем коэффициент надежности гk. Поскольку несущая способность сваи определена расчетом, то гk = 1,4.

Определяем максимально возможную расчетную нагрузку N, передаваемую на одиночную висячую забивную сваю: