6.12. Расчет устойчивости основания.

Выполним расчет устойчивости основания, окружающего сваю по условию прил.В к СП 24.13330.2011, ограничивающему расчетное давление σ_z, передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:

.

Здесь расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания в воде (для слоя 2) _I = _sb = 9,53 кН/м³; φ_I = 21⁰; c_I = 4 кПа; коэффициент  = 0,6 (для забивных свай); коэффициент η₁ = 0,7. При установлении значения. коэффициента η₂ по формуле (26) прил.1 к СНиП 2.02.03-85, используем данные табл.5, из которой следует, что момент от внешних постоянных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси А:

М_с =М_пост+ Q_пост h= 224,7 + 10,1  7,61 = 301,56 кНм.

Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:

М_t = ∑М_врем+ h ∑Q_врем =390,2 + 59,8  7,61 = 845,28кНм;

.

Расчетное давление на грунт σ_z, кПа:

,

для глубины , так как > 2,5; откуда , а = 0,85.

Для этой приведенной глубины по табл. 4 прил. 1 СНиП 2.02.03-85 имеем:

А₁ = 0,996; В₁ = 0,844; С₁ = 0,358; D₁ = 0,101.

= 8,04 кПа.

Как видно, 11,85 кПа,

т. е. устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.

6.13. Несущая способность сваи по прочности материала.

Определим несущую способность сваи по прочности материала. Характеристики сваи: R_b = 11,5 МПа; R_sc = R_s = 365 МПа; b = d_св = 30 см; а = а` = 3 см; h<sub>0</sub> = d<sub>св</sub> – а` = 30 – 3 = 27 см; А_s = А_s’ = 3,14*1,2²/2 = 2,26 см².

Из формулы (37) прил.1 к СНиП 2.02.03-85 для указанных характеристик сваи получаем следующее выражение для определения моментов М_z в сечениях сваи на разных глубинах z от подошвы ростверка:

;

Результаты дальнейших вычислений, имеющих целью определение М_{z max}, сводим в табл.10, причем при назначении Z используем соотношение = Z   _, в котором значения принимаем по табл.4. прил.1 к СНиП 2.02.03-85.

Результаты вычислений изгибающих моментов

Zi, м		A3	B3	D3	Mz, кН  м
0,44	0,4	-0,011	-0,002	0,4	4,16
0,89	0,8	-0,085	-0,034	0,799	6,78
1,33	1,2	-0,287	-0,173	1,183	7,11
1,78	1,6	-0,676	-0,543	1,507	5,24
2,22	2	-1,295	-1,314	1,646	1,88

рис. 10 Эпюра M_z

Как видно из таблицы, М_{z max I} = 7,11 кНм действует на глубине z =1,33 м.

Эксцентриситеты продольной силы для наиболее и наименее нагруженных свай составляют соответственно:

;

.

Определим значения случайных эксцентриситетов по п.1.21. СНиП 2.03-01-84 для расчетной длины м и поперечного размера сваи d_св = 30 см:

;

Так как полученные значения эксцентриситетов е ₀₁ и е ₀₂ больше е_ai, оставляем эти значения для дальнейшего расчета свай по п.3.20 СНиП 2.03.01-84.

Находим расстояния от точек приложения продольных сил N_{max I} и N_{min I} до равнодействующей усилий в арматуре S:

;

.

Определим высоту сжатой зоны бетона по формуле (37) СНиП 2.03.01-84:

;

;

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны по табл.2.2 п.2.3.12, учебного пособия, составляет для стали А-III и бетона В20 _R = 0,591.

, следовательно условие выполняется.

Проверяем прочность сечения сваи по формуле (36) СНиП 2.03.01-84:

кН <

649,61 кН;

кН <

287,06 кН.

Несущая способность свай по прочности материала в наиболее нагруженных сечениях обеспечена.