2.3.2 Расчет сваи по несущей способности

Инженерно-геологические условия строительства

Колонка грунтов представлена на рисунке 2.2. Ведомость физико-механических характеристик грунтов - в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Ведомость физико-механических свойств грунтов

Выбор фундамента

Верхние слои грунта имеют слабые прослойки непригодные в качестве естественного основания, поэтому выбираем свайный фундамент из забивных призматических свай сплошного сечения по [8].

Глубина заложения ростверка зависит от конструктивных требований (наличие подвала) и составляет d_p = 2,98 м, что больше расчетной глубины промерзания для пылевато-глинистых грунтов по г. Череповцу d_f = 1,8 м.

Длина сваи выбирается таким образом, чтобы она проходила слабые грунты и заглублялась в надежный несущий слой не менее чем на 1 м.

Рисунок 2.2 - Колонка грунтов

Выбираем свайный фундамент с низким ростверком. Высоту ростверка выбираем из конструктивных соображений - из условия заделки головы сваи не менее 50 мм и выпусков арматуры не менее 250 мм. Тогда h_р=500мм. Отметка верха ростверка -5.250, отметка подошвы ростверка -5.850.

Рисунок 2.3 - Сечение 1-1

Выбираем марку сваи - С80.60-6.

Периметр сваи:

u=4·d, м, (2.33)

где d - сторона сваи, м.

u=4·0,3=1,2м

Площадь сечения сваи:

А=d², м²,

А=0,3²=0,09 м²

Определение несущей способности сваи по грунту

Несущая способность сваи по грунту определяем по формуле:

где г_с - коэффициент условий работы сваи в грунте согласно [37];

г_сR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи со- гласно [37];

г_сf - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи согласно [37];

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2[37];

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3[37];

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Глубина погружения нижнего конца сваи: z=11м.

По таблице 7.2 [37] определяем расчетное сопротивление под нижним концом забивной висячей сваи R, для грунта №4 методом интерполяции по двум показателям: I_L и z.

z₁= 10м, R₁=3500кПа

z₂= 15м, R₂=4000кПа

Вычерчиваем колонку грунтов и расчетную схему свайного фундамента в масштабе 1:100 (рисунок 2.4). Разбиваем толщину грунтов под подошвой ростверка на элементарные слои толщиной не более 2м и определяем среднюю глубину расположения каждого слоя от уровня планировки - z, м.

Для каждого элементарного слоя определяем расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи f согласно таблице 7.3 [37]. При необходимости f рассчитываем методом интерполяции. Расчеты ведем в табличной форме.

Таблица 2.7 - Показатели элементарных слоев грунта

Тогда несущая способность сваи по грунту будет равна:

F_d = 1·(1·3600·0,09+1,2·1·186,24) = 547,5 кН

Допускаемая нагрузка на сваю:

где г_k - коэффициент надежности, равный 1,4, т.к. несущая способность сваи определена расчетом по формулам и таблицам Свода правил.

Рисунок 2.4 - Колонка грунтов и расчетная схема свайного фундамента

Несущая способность сваи по материалу.

Расчетная нагрузка Р_с , допускаемая на сваю, по сопротивлению материала для железобетонной сваи определяется в соответствии с [37]. В выпускной квалификационной работе применены сваи из бетона марки В15 со стержневой арматурой (4 стержня А400 диаметром 12мм). Расчетная нагрузка по сопротивлению материала, допускаемая на железобетонную центрально-сжатую сваю квадратного сечения с симметричным армированием, определяется по формуле:

Р_с = г_с·ц·(г_b·R_b·A+R_s·A_s), кН, (2.36)

где г_с - коэффициент условий работы сваи (г_с=1 при d > 200мм);