4.4. Расчет и проектирование свайного фундамента.

Этот расчет сводится к следующему:

- выбирают тип ростверка и глубину заложения его подошвы;

- определяют тип свай (форма сечения, способ заделки в ростверк);

- находят несущую способность и расчетную нагрузку, допускаемую на сваю;

- определяют необходимое число свай в фундаменте, размещают их в плане и конструируют ростверк;

- выполняют проверки свайного фундамента на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок;

- рассчитывают осадку свайного фундамента (при необходимости).

Основным нормативным документом при работу над этим разделом служит СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты /10/ и «Пособие…» к нему (на момент написания Руководства не выпущено).

При проектировании стремятся достигнуть наиболее рационального и экономичного решения. Например, во всех случаях нижние концы свай следует заглублять в более прочный и относительно менее сжимаемый слой грунта, т.к. почти всегда экономически более выгодным оказывается фундамент с меньшим число более длинных свай, чем фундамент с большим числом коротких.

В курсовом проекте в учебных целях следует рассмотреть устройство свайного фундамента из забивных призматических свай с низким ростверком. Длина и сечение свай, расположение их в плане могут варьироваться с целью поиска оптимального решения.

Возможность применения в данных грунтовых условиях свай других типов (буронабивные, буро-опускные, рациональной формы и т.п.) представляет предмет УИРС и согласовывается с руководителем проекта.

4.4.1. Выбор глубины заложения ростверка и длины свай.

Глубина заложения подошвы ростверка выбирается в зависимости от конструктивного решения подземной части здания (наличие подвалов, приямков и т.п.) и проекта планировки территории (срезкой или подсыпкой).

Высота подколонной части ростверка должна быть достаточной для заделки железобетонных колонн или анкерных болтов при металлическом каркасе (см. рис. 4.9). В пучинистых грунтах необходимо предусмотреть мероприятия, предотвращающие негативное влияние сил морозного пучения на свайный ростверк:

- заглублением подошвы ниже расчетной глубины промерзания грунта (см. п.4.2.1.);

- в слабо- и среднепучинистых грунтах при заложении ростверка в слое сезонного промерзания под ростверком предусматривается устройство подсыпки из крупнозернистого песка или шлака толщиной 30 см (см. рис.4.9), а в сильно- и чрезмернопучинистых – незаполняемого воздушного зазора не менее 20 см.

Для дальнейших расчетов принимают наибольшую из необходимых глубин заложения ростверка. При определении несущей способности свай по сопротивлению грунта основания и осадки свайного фундамента толщина подсыпки или воздушного зазора под подошвой ростверка исключается из расчетной длины висячей сваи.

Длина сваи выбирается таким образом, чтобы были прорезаны слабые слои грунтов. Нижние концы свай следует заглублять (h₃ на рис.4.9) не менее, чем:

- 0,5 м – в малосжимаемые крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные грунты, а также глинистые при J_L ≤ 0,1;

- 1,0 м – в прочные песчаные грунты плотные и средней плотности и глинистые грунты при 0,1 < J_L ≤ 0,6.

Заделывать концы сваи в глинистые грунты, характеризуемые показателем текучести J_L > 0,6, и песчаные рыхлые грунты не рекомендуется. Эти грунты следует прорезать сваями. С целью исключения возможности продавливания несущего слоя под нижним концом сваи его мощность должна быть не менее 5,0d (d – сторона или диаметр свай).

Глубину заделки сваи в ростверк рекомендуется предварительно принять h₁ = 5 см, что соответствует шарнирному закреплению головы сваи в ростверке. Если при дальнейшем расчете выявится необходимость жесткого сопряжения сваи и ростверка, назначают h₁ ≥ d.

Длина l_св= h₁ + h₂ + h₃ (см. рис.4.9) является минимальной необходимой. Окончательная длина сваи принимается равной ближайшему стандартному размеру (см. ГОСТ 19804, 1/6 – 79/83; или приложение 1 к настоящему пособию) с округлением в сторону большего размера. Сечение свай принимается минимальным для принятой длины.