4.2 Определение несущей способности сваи

Сваю рассматриваем как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l.

Принимаем сваи С50.30-6.

Определяем несущую способность сваи по грунту:

Несущую способность Fd, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, а также забивной сваи, опирающейся на мало сжимаемый грунт, следует определять по формуле

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

R=9434 кПа- расчетное сопротивления грунта под нижним концом сваи;

А=0,09 м2- площадь поперечного сечения призматической сваи;

u=1,2 м - наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности;

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

cR и сf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые по [3] табл.8:

cR =1,0 сf =1,0.

Рисунок 8 - Расчетная схема к определению несущей способности сваи

Fd=1•1(9434•0,09+1,2•(1•0,45•43,75+1,5•34,25+2,0•38,92+0,5•41,7+0,5•51,42))=1083,615 кН

Определяем несущую способность сваи по материалу:

Условная ширина сваи bр=1,5d+0,5=1,5•0,3+0,5=0,95м, где d - сторона квадратного сечения сваи.

Момент инерции поперечного сечения сваи

Определяем величину lк = 3,5d+1,5=3,5•0,3+1,5=2,55 м.

От планировочной отметки на глубину 2,55м свая прорезает два слоя грунта.

Для суглинка с е=0,773 и I=0,15 интерполяцией находим КI=5450. Для песка мелкого с е=0,658 интерполяцией находим КII=5480.

Коэффициент пропорциональности К находим по формуле:

Свая С50.30-6 изготавливается из бетона класса В15 и армируется 4 стержнями d=16мм из стали класса А400.

- коэффициент деформации.

Находим l1

,

где l0 = 0 - расстояние от планировочной отметки до подошвы ростверка (так как ростверк низкий).

Т.к. свайный фундамент состоит из одних только вертикальных свай и при расположении их в расчетном направлении в два и более ряда, расчетная длина сваи lef = мl1 =1• l1= 2,58 м.

Площадь поперечного сечения сваи A = 0,3·0,3 = 0,09 м2.

Гибкость сваи .

Вычисляем несущую способность сваи по материалу:

= 0,907· (8500·0,09+355000·0,000804) = 1253,5 кН,

где для длительного действия нагрузки = 0,907, определяем по линейной интерполяции [3, табл.4], Rb = 8500 кПа (для бетона класса В15), Rsc = 355000 кПа (для рабочей арматуры класса А400).

Учет отрицательных сил трения грунта на боковой поверхности сваи.

Для выяснения вопроса о необходимости учета отрицательных сил трения вычисляем осадки слоев грунта снизу вверх от дополнительного давления 30 кН/мІ по формуле осадки слоя грунта от сплошной равномерно распределенной нагрузки:

,

где h - толщина слоя грунта;

- коэффициент относительной сжимаемости грунта; ;

- для суглинка принимаем, для песка мелкого принимаем, для глины принимаем.

- давление на кровле слоя грунта.

Осадка по слоям равна:

суглинок -

песок мелкий -

глина- .

Таким образом установлено, что в пределах трех слоев максимальная осадка . Следовательно, отрицательные силы трения при вычислении несущей способности сваи по грунту учитывать не нужно.

Расчет условного среднего давления по подошве ростверка

Среднее давление по подошве ростверка определяется по формуле:

- коэффициент надежности, равный 1,4;

d- размер поперечного сечения сваи;

=3- для висячих свай.