5.2 Определение несущей способности сваи

Определяется несущая способность висячей забивной сваи из условия прочности грунта по [3, формула (7), (8)]:

(42)

Где: - коэффициент условий работы сваи в грунте, ;

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, ;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по [3, табл. 7.1], ;

- площадь поперечного сечения сваи, ;

- наружный периметр поперечного сечения сваи, ;

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

- расчетное сопротивление i-ого слоя грунта основания мощностью по боковой поверхности сваи, принимаемое по [3, табл. 7.2] в зависимости от средней глубины расположения слоя грунта, кПа;

, ,

, ,

, ,

, ,

Определяем расчетную нагрузку на сваю из условия прочности грунта по [3, п. 7.1.11]

(43)

Где: - коэффициент надежности назначаемые в зависимости от способа определения несущей способности сваи и равный ;

Определяем несущую способность сваи, работающей на сжатие, по условию прочности материала:

(44)

Где: - коэффициент продольного изгиба, ;

- коэффициент условий работы, ;

- коэффициент условий работы бетона ;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, принимаемое для свай из бетона класса В25; ;

- площадь поперечного сечения рабочей арматуры, м². Принимаем арматуры сечение сваи 4d по 12 класса АII с расчетным сопротивление сжатию R_sc=270 МПа по [5, табл. 5.8]

В расчете окончательно принимается меньшая из полученных величин P, F_dm, где.

Определяем ориентировочно количество свай в фундаменте:

(45)

Где: 1,2 - коэффициент, увеличивающий число свай в фундаменте на 20% вследствие действия изгибающего момента и поперечной силы

- расчетное значение вертикальной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке ;

Принимаем 3 сваи.

Производится размещение свай, и определяются размеры ростверка в плане, расстояния между осями свай принимаются от 3d до 6d, где d - сторона сечения сваи. Оптимальным считается расстояние, равное 3d. Размеры ростверка в плане должны быть кратными 0,1 м.

Проверяем нагрузку на угловые сваи фундамента, как наиболее нагруженные:

(46)

Где: - расстояние от главной оси до оси угловой сваи, м,

- расчетная нагрузка от собственного веса ростверка и грунта на его ступенях, кН, определяемая при ;

(47)

- расчетное значение изгибающего момента относительно главной оси подошвы ростверка, , при ;

(48)

- сумма квадратов расстояний от главной оси до оси каждой сваи фундамента, м²;

Проверяется выполнения условий:

, - условие выполняется;

, - условие выполняется.

Проверяем напряжения в грунте в плоскости нижних концов свай. При этом свайный фундамент условно принимаем за массивный жесткий фундамент глубокого заложения, контур которого ограничен сверху поверхностью планировки груза, снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай, с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней свай на расстоянии .

Для слоистой толщи определяем осредненное значение угла внутреннего трения в грунте:

(49)

Где , - расчетное значение угла внутреннего трения и толщина каждого слоя грунта в пределах расчетной длины сваи, град, м.

, ; , ; ,

Исходя из этого, размеры подошвы условного фундамента в плане определяются:

Площадь подошвы условного фундамента:

(50)

Определяем давление под подошвой условного фундамента (в плоскости нижних концов свай) от действия расчетных нагрузок соответствующих II группе предельных состояний, то есть при по формуле:

(51)

Где: - расчетная нагрузка от собственного веса свай, ростверка, грунта, в пределах условного фундамента, определяемая приближенно для данного грунта как:

(52)

С учетом этого:

(53)

Определяем расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента (или в плоскости нижних концов свай) по [3, п. 5.5.8, формула (5.5)]. Для свайного фундамента учитывается то, что глубина подвала равна 0:

(54)

;; ;

Где: ; ; ;

;

 (55)

Таким образом:

Проверяем выполнения условия:

- условие выполняется.