4 Расчёт свайных фундаментов.

Расчет свайных фундаментов и их оснований производится по двум группам предельных состояний.

По первой группе определяют несущую способность сваи по грунту, прочность материалов свай и ростверков. По второй группе предельных состояний рассчитываются осадки оснований фундаментов.

4.1 Расчёт свайного фундамента под колонну

Определим длину сваи:

l_св=l₀+∑l_гр+l_н.сл=0.1+3.2+1.4=4.7 м

Принимаем сваю – С 5м.

По таблицы СНиП подбираем R при глубине погружения свай 5м– R=1230 кПа

При погружении свай в предварительно пробуренные скважины .

Несущую способность сваи определяется по формуле 24 как сумма расчётных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на её боковой поверхности

(24)

где -коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый=1

R-расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа.

А - площадь опирания на грунт сваи,м.

u – наружный периметр поперечного сечения сваи,м.

fi – расчётное сопротивление итого слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа.

hi – толщина итого слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

-коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчётные сопротивления грунта и принимаемые по [2], (расчетную схему смотри приложение А) .

Несущая способность свай под колонны будет равна

Расчётная нагрузка, допускаемая на одну сваю, определяется по формуле:

(25)

где - коэффициент надежности, принимаемый 1,4.

Необходимое количество свай в грунте определяется по формуле

(26)

где N₁ – расчётная нагрузка по обрезу ростверка;

G – ориентировочный расчётный вес ростверка и грунта на его обрезах;

G=1,5∙20∙2=60кН

Принимаем количество свай под стакан – 6.

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

(27)

где - коэффициент надёжности по нагрузке, принимаем 1,1;

Давление по подошве условного фундамента от расчётных нагрузок не должно превышать расчётного давления на грунт

Удовлетворение условия 27, для каждой сваи не означает, что основание свай будет работать надежно. С цель проверки прочности основания свайный фундамент рассматривают как условный массивный фундамент ( схему условного фундамента для свайного фундамента под колонну смотри приложение В).

Проверку прочности куста свай проводим по формуле:

(28)

где N₁₁- сумма вертикальных расчётных нагрузок в уровне нижних концов свай;

N₁₁=N_d11+G_c+G_p+G_гр

N_dll=1750 кН – вертикальная расчётная нагрузка на фундамент, кН;

G_c=10,8 кН – вес свай;

G_p=96,6 кН – вес ростверка;

G_гр=314,79 кН – вес грунта;

Средний удельный вес грунта:

а_усл=2,3+0,67∙2=3,97 м

b_усл =1,4+2*0,67=2,74

N₁₁= 1250+10.8+96.6+314.79=1672,19кН

М₁₁ – расчётная величина момента действующего на фундамент, кН∙м;

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