5. Расчет свайного фундамента

5.1 Определение глубины заложения свайного ростверка

1) По назначению и конструктивным особенностям проектируемого сооружения.

В случае применения ж/б колонн, верхний обрез фундамента проектируют на 150 мм ниже отметки чистого пола 1-го этажа (160,15). Глубину заделки сборных колонн в стакане фундамента принимают:

м

FL =98,40-(0,05+0,15+0,6+0,2)=97,40

2) По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений.

Поскольку строительная площадка свободна, то по условию 2 глубина заложения фундамента не определяется, т.к. нет никаких ограничений.

3) По нагрузкам и воздействиям на основание и инженерно-геологическим условиям строительной площадки глу­бина заложения ростверка не определяется.

4) По рельефу строительной площадки - ограничений нет.

5) По глубине сезонного промерзания. Аналогично фундаментам мелко­го заложения абсолютная отметка FL = 97,40 м.

6) По гидрогеологическим условиям - ограничений нет.

В результате сравнения величин отметок, в качестве расчетной принимаем минимальную абсолютную отметку подошвы ростверка – 97,40 м, тогда глу­бина расположения (заложения) ростверка

В качестве расчетной принимаем минимальную отметку 97,40 м. Тогда глубина заложения

d = DL - FL = 98,40 – 97,40=1 м.

5.2. Определение несущей способности сваи

Несущая способность сваи складывается из сопротивления грунта под острием и сил трения грунта по боковой поверхности. Следовательно, острие располагаем в более прочном грунте, длина сваи берется исходя из инженерно-геологических условий.

Выбираем вид висячей сваи. Принимаем забивную сваю С 7-30, ее размеры принимаются по ГОСТ 19804.I-79*:

длина L = 7 м;

поперечное сечение 400х400мм;

длина острия – 250 мм.

Глубина погружения сваи: 1+8,885+0,25 = 9,955 м

Определяем ее несущую способность F_d по формуле СниП 2.02.03-85. Для забивных и набивных свай формулы имеют одинаковый вид:

,

где _с=1-коэффицент условий работы сваи в грунте;

2,47 МПа - расчетное сопротивление грунтов под сваей, кПа (принимается по таблице 1 СниП 2.02.03.-85 );

А=0,16 площадь опирания сваи, м²;

-периметр сваи;

_сf = 1; _cR = 1- коэффициенты условий работы грунта соответственно на боковой поверхности и под нижним концом сваи (таблица 3 СниП 2.02.03.-85);

f_i- расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи (таблица 2 СниП2.02.03.-85);

h_i - толщина i-го слоя грунта, м.

Рисунок 9 - Схема для определения несущей способности одиночной сваи по грунту.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю:

Назначаем шаг свай равный 3b = 1,2 м.

Определим требуемое количество свай:

, где

а – шаг свай;

d – глубина заложения ростверка;

γ_cR – усредненный удельный вес бетона и грунта

Принимаем 2 сваи.

Вычисляем вес ростверка:

.

Расчетное значение веса ростверка по первой группе предельных состояний

, где

M_xy, M_yx – моменты от расчетных нагрузок относительно главных центральных осей ростверков;

x, y – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м;

n – количество свай;

, условие выполняется,

Следовательно фундамент запроектирован правильно.

Определим усредненный угол внутреннего трения основания, прорезанного сваями:

Ширина условного фундамента:

Длина условного фундамента:

Вес сваи в фундаменте с учетом того, что вес сваи равен 0,028 МН:

Удельный вес грунта в объеме АБВГ:

Давление по подошве условного фундамента:

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

.

Для суглинка тяжелого, пылеватого, на который опирается условный фундамент, находим:

φ_II = 21,1; _с1 = 1,2; _с2 = 1,1; к =1,1; К_z =1; М_ =0,56; М_q = 3,87; М_c = 6,45.

Удельный вес грунтов, залегающих в высших слоях условного фундамента:

Приведенная глубина заложения подошвы условного фундамента от отметки пола первого этажа:

, где

160,05 – отметка чистого пола;

152,5 – отметка уровня грунтовых вод;

2,665 – величина погружения сваи в грунтовые воды

Поверим выполнение основных условий расчета по 2-ой группе предельных состояний:

условие выполняется,

Следовательно фундамент запроектирован правильно.