Определение несущей способности свай

По грунтовым условиям свай висячие. Принимаем для расчета сваю С8 – 30, длиной 8 м, размером поперечного сечения 0,3х0,3 м, длиной острия 0,25 м.

Несущую способность висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле (несущая способность по грунту):

= [ ∙ R ∙ A + u ∙ ( ∙ + ∙ ) ] (СНиП 2.02.03-85)

Где – коэффициент условий работы сваи в грунте, g_c = 1;

g_cR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; g_cR = 1

u - периметр поперечного сечения ствола сваи, u = 0,3 ∙ 4 = 1,2 м;

A - площадь опирания на грунт сваи, А = 0,3 ∙ 0,3 = 0,09 м²,

g_cf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по табл. 5 СНиП 2.02.03-85, g_cf = 0,8 (в суглинках)

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по по табл. 1 СНиП 2.02.03-85, интерполируя, получаем R= 1522 кПа с показателем текучести I_l =0,5, глубина заложения нижнего конца сваи d = 10,74 м;

f_i - расчетное сопротивление i -гo слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

h_i - толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Разбиваем пласт грунта на однородные слои мощностью не более 2 м. Глубину заложения ростверка принимаем из тех же соображений, что и ленточный фундамент.

Разбиваем пласт на однородные слои мощностью не более 2 м: =2,0 м, = 2 м, = 2 м, = 2 м.

Определим среднее глубины залегания каждого слоев и по табл. 2 СНиП 2.02.03-85, найдем методом линейной интерполяции.

= 3,74 м	fi = 21,48 кПа	Суглинки Il = 0,5, табл. 2 СНиП 2.02.03-85
= 5,74 м	fi = 24,74 кПа
= 7,74 м	fi = 25,74 кПа
= 9,74 м	fi = 26,87 кПа
d = 10,74 м	R = 1522 кПа	табл. 1 СНиП 2.02.03-85

Определяем несущую способность свай по грунту:

= [ ∙ R ∙ A + u ∙ ( ∙ + ∙ ) ] = 1 ∙ [ 1 ∙ 1522 ∙ 0,09 + 1,2 ∙ 0,8 ∙ (21,48 ∙ 2 + 24,74 ∙ 2 + 25,74 ∙ 2 + 26,87 ∙ 2) ] = 136,98 + 0,96 ∙ (42,96 + 49,48 + 51,48 + 53,74) = 326,7кН

Несущая способность висячих свай по материалу во многих случаях больше, чем по грунту, поэтому ограничимся определением несущей способности принятой сваи только по грунту.

Расчетное сопротивление сваи:

= / = 326,7 / 1,4 = 233,4 кН = 0,233 МН

– коэффициент надежности, при определении несущей способности сваи расчетом, равен 1,4.

В соответствии с конструктивными требованиями шаг свай равен а = 3 ∙ d = 3 ∙ 0,3 = 0,9 м.

Определим шаг свай:

n = = = 1,07 м

Окончательно принимаем число свай 1 шт. и размещаем их в одну линию.

Определим высоту ростверка.

= - + 0,5 ∙

= - + 0,5 ∙ = - 0,15 + 0,5 ∙ = 0,129 м

Где b – ширина или диаметр сваи, равен 0,3 м;

- усилие приходящееся на одну сваю, 233,4 кН;

- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, для бетона класса В25 равно 1,05 МПа по первой группе предельных состояний.(СНиП 2.03.01-84)

По конструктивным требованиям высота ростверка должна быть не меньше = + 0,25 = 0,05 + 0,25 = 0,3 м, что больше полученного в результате расчета на продавливание. Примем высоту ростверка 0,5 м.

Расстояние от края ростверка до грани сваи при свободном ее закреплении в ростверке принимается– 0,3 ∙ b + 5 = 0,3 ∙ 30 + 5 = 14 см, принимаем кратно 15 см.

Конструируем ростверк при одно- рядном расположении свай:

Ширина ростверка – 0,6 м. Расстояние между сваями 1,07.

Вес 5-ти стеновых блока: ФБС 24.4.6 (масса 1,3 т) в количестве 4 шт. и ФБС 12.4.3 (масса 0,31 т) в количестве 1 шт.

= 4 ∙ 1,300 ∙ 10 ∙ 1,1 + 0,310 ∙ 10 ∙ 1,1 = 57,2 + 3,41 = 60,61 кН

Вес ростверка:

= 0,5 ∙ 0,6 ∙ 2,400 ∙ 1,1 = 0,8 тн/м = 8 кН/м

0,5-высота ростверка; 1,01 – ширина ростверка; 2,400 – удельный вес

Вес грунта расположенного на ростверке:

= (0,6 – 0,4) ∙ (0,3 ∙ 15 + 18,5 ∙ 1,99) = 0,2 ∙ 41,32 = 8,3 кН

Расчет свайного фундамента из висячих свай и его основания по деформациям производим как для условного фундамента на естественном основании. Строим условный фундамент АБВГ. Угол внутреннего трения φ = 30º.

Размеры условного фундамента:

Х = h ∙ tg = 10,74 ∙ tg (30/4) = 9,24 ∙ 0,1317 = 1,22 м

Найдем ширину условного фундамента:

= 0,3 + 2 ∙ 1,22 = 2,74 м

Вес сваи:

= (2,2 ∙ 8 + 0,05) = 17,65 кН (220 кг на 1 м сваи и 50 кг на острие)

Вес грунта в объеме АБВГ:

= 0,3 ∙ 2,74 ∙ 1 ∙ 15 + 10,44 ∙ 2,74 ∙ 1 ∙ 18,5 = 12,33 + 529,2 = 541,53 кН

Среднее давление под подошвой фундамента:

Р = = = = 320,4 кПа

n = 1 – коэффициент надежности;

- площадь условного фундамента.

Определим расчетное сопротивление грунта основания при ширине подошвы условного фундамента b=2,74 м по формуле:

R = [ ∙ + + ( ‒ 1) ∙ ∙ + ∙ ]

Без подвала R = ∙ [1,15 ∙ 1 ∙ 2,74 ∙ 18,5 + 5,59 ∙ 10,74 ∙ 18,15 + (5,59 ‒ 1) ∙ 2 ∙ 18,15 + 7,95 ∙ 2,0 ] = 1,2 ∙ (58,3 + 1090 + 166,6 + 15,9) = 1597 кПа

Где – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.01-83;

=1,2 (суглинки); = 1 (при соотношении длины сооружения к высоте L/H, равном 56,8м/14м=4,1)

k- коэффициент, принимаемый равным k=1, если прочностные характеристики грунта (φ, с) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 СНиП 2.02.02-83;

, , – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83;

=1,15; =5,59; = 7,95, при φ=30 ;

– коэффициент, принимаемый равным при b 10м, =1

b ‒ ширина подошвы фундамент, м; b=2,74 м;

- осредненное расчетное знаение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/ (тс/ ); =18,5 кН/

‒ то же, залегающих выше подошвы;

= = = 18,15 кН/

‒ расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; =2,0

‒ глубина заложения фундаментов подвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

= + ∙ / , где - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

- толщина конструкции пола подвала, м; = 0,1 м

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала,; = 22 кН/ (тс/ )

– 10,74 м – от земли до нижнего конца сваи

- глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается = 2 м, при ширине подвала В ˃ 20 м - = 0.

= 320,4 кПа ˂ R = 1597кПа. Условие при расчете свайного фундамента по второй группе предельных состояний выполняется.

Вывод: свайный фундамент запроектирован правильно.

Поиск по сайту: