3.2. Определение несущей способности сваи.

Определение несущей способности сваи по грунту.

Несущую способность F_d кН (тc), винтовой сваи диаметром лопасти d £ 1,2 м и длиной l < 10 м, работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

F_d = g_c [(a₁ c₁ + a₂ g₁ h₁)A + u f_i (h - d)],

g_c - коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий, и определяемый по табл. 8 СНиП 2.02.03-85;

a₁, a₂ - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 9 СНиП 2.02.03-85 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне j_I, (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);

c₁ - расчетное значение удельного сцепления пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне, кПа (тс/м²);

g₁ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

h₁ - глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой - от уровня планировки м;

A - проекция площади лопасти, м², считая по наружному диаметру, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е. за вычетом площади сечения ствола, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку;

f_i - расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа (тс/м²), принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);

u - диаметр ствола сваи, м;

h - длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;

d - диаметр лопасти сваи, м.

- допускаемая нагрузка на сваю

3.3.Расчет многорядного свайного фундамента по I группе предельных состояний методом перемещений

Для удобства вычислений расчет ведём применительно к одному ряду свай (такой прием возможен только при идентичном расположении свай в каждом ряду).

Схема к расчету усилий в сваях приведена на рисунке.

Расчетные усилия, приходящиеся на расчетный ряд, составляют:

;

;

.

Расчетная ширина сваи определяется по формуле:

, где:

• d – диаметр сваи;

• К_ф – коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения сваи, при круглом сечении К_ф = 0,9;

;

Расчетный модуль упругости бетона для В35:

;

Жесткость свай на изгиб и сжатие:

Определяем по формуле глубину, в пределах которой учитывается действие отпора (пассивного давления) грунта:

.

В пределах h_k = 2,26 м суглинок полутвердый. По [5, Прил. 25, табл. Д.1] принимаем значение К = 5880 кН/м⁴.

Определяем по формуле значение коэффициента деформации:

Подсчитываем приведенную глубину заложения сваи в грунте

- длина участка сваи в грунте;

Поскольку , значения определим по следующим формулам

кН/м;

кН/м;

кН/м;

предварительно вычислив длину изгиба свай по формуле:

– свободная длина свай, м;

=2,05 – коэффициент, принимаемый из определенных таблиц.

Далее находим длину сжатия свай , опирающуюся на грунты твердой консистенции, и ее характеристику по формулам:

l_n = 8

кН/м.

Определяем коэффициенты канонических уравнений и другие величины, входящие в систему

Члены, учитывающие влияние сопротивления грунта, окружающего плиту фундамента на коэффициенты канонических уравнений:

Горизонтальное перемещение плиты: ;

Вертикальное перемещение плиты: ;

Поворот плиты: , где

;

Определяем усилия, действующие со стороны плиты ростверка на голову каждой сваи в расчетном ряду по формулам:

;

;

.

Определяем продольные усилия:

;

Определяем поперечные силы:

Определяем момент:

По следующим формулам проводим проверку:

1) ;

2) ;

3) .

1) – проверка выполнена;

2) – проверка выполнена;

3)

Расчетная нагрузка на сваю

;

Где , , - расчетная сжимающая сила, kH (тс), расчетные изгибающие моменты, kH*м (тс*м), относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n – число свай в фундаменте;

- расстояние от главных осей до оси каждой сваи, м;

x, y - расстояние от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.