Проектирование свайного фундамента на забивных железобетонных сваях

 

Необходимо спроектировать свайный фундамент с низким ростверком. Положение свай в пространстве может быть вертикальным или наклонным. Окончательный выбор варианта расположения свай осуществляется по наименьшему количеству используемых свай.

Применяемые в проекте сваи по характеру передачи нагрузки на грунт относятся к висячему типу (сваи трения).

В фундаменте используются железобетонные сваи квадратного поперечного сечения (250х250, 300х300, 350х350 мм). Глубину забивки свай h _св необходимо приять равной ширине подошвы стенки округлив до большего целого значения, но не менее 6 метров. В результате, добавив
1 метр к глубине забивки, получим расчетную длину свай
l _св = h _св + 1, м, необходимую для заказа.

 

Т а б л и ц а 3

Расчет осадки подпорной стенки от действия сдвигающей нагрузки

Границы слоев активной толщи	Напряжения от простых нагрузок, кПа	Сум-марные напря-жения, кПа	hi, м	β/E	кПа	, м
в долях от b	при b, м
един.	дейст.	един.	дейст.
на передней грани подпорной стенки х = 0
.01 b 0.1 b 0.2 b 0.4 b 0.6 b 0.8 b 1.0 b 1.2 b 1.4 b 2.0 b		0.313 0.272 0.231 0.167 0.122 0.090 0.068 0.053 0.042 0.023		0.318 0.315 0.306 0.274 0.234 0.194 0.159 0.131 0.108 0.064

х = b

Границы слоев активной толщи	Напряжения от простых нагрузок	Сум-марные напря-жения, кПа	hi, м	β/E	кПа	, м
в долях от b	при b, м
един.	дейст.	един.	дейст.
0.01 b 0.1 b 0.2 b 0.4 b 0.6 b 0.8 b 1.0 b 1.2 b 1.4 b 2.0 b		-0.005 -0.044 -0.075 -0.108 -0.112 -0.104 -0.091 -0.081 -0.066 -0.041		-0.318 -0.315 -0.306 -0.274 -0.234 -0.194 -0.159 -0.131 -0.108 -0.064

 

 

Рис. 10. Эпюры осадок подпорной стенки

 

Вариант ростверка с вертикальными сваями

 

Необходимое количество свай для свайного фундамента определяется расчетом на вертикальную и горизонтальную нагрузку, при этом принимается наибольшее из полученных значений. В расчет берется условная ширина подпорной стенки длиной 10 пог.м. Для нее количество вертикальных свай в строительном и эксплуатационном случае определяется из условия:

,

(11.1)

где N – равнодействующая всех сил в строительном (N _стр) и эксплуатационном (N _экс) случае, кН;

несущая способность сваи на вертикальную нагрузку, кН.

Полученное число свай округляется в большую сторону до целого числа.

Несущая способность одиночных свай висячего типа принимается как наибольшая из двух вариантов несущей способности по грунту основания и по прочности материала свай.

Геометрические характеристики сваи определяются по формулам:

; ; ,

где А – площадь поперечного сечения сваи, м²,

I_cв – момент инерции площади поперечного сечения сваи, м⁴,

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м.

 

Несущая способность сваи по грунту основания определяется по формуле:

,

(11.2)

где γ _с – коэффициент условия работы сваи в грунте, принимается 0,85,
если размер сечения сваи a ≤ 0,30 м и γ _с =1,0 в остальных
случаях;

γ_сR, γ_cf – коэффициенты условий работы под нижним концом сваи и на боковой поверхности. Определяется интерполированием по табл. П.12 прил. 2;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа. Определяется интерполированием по табл. П.10 прил. 2;

;

f – расчетное сопротивление слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа. Определяется интерполированием по табл. П.11
прил. 2;

; ;

h_св – толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

h_ср – средняя глубина забивки сваи, м.

По прочности материала несущая способность сваи определяется зависимостью:

,

(11.3)

где R _б = 15–22 МПа – расчетное сопротивление сжатию торца железобетонной сваи.

При расчете свай на горизонтальную нагрузку на 10 пог.м стенки количество вертикальных свай определяется из условия:

,

(11.4)

где несущая способность свай на горизонтальную нагрузку, кН,

,

здесь β – коэффициент пропорциональности, β = 2 для глинистых и β = 3 для песчаных грунтов в основании;

Δ_г – расчетное перемещение головы сваи, обычно Δ_г = 0.01 м,

Е _б – модуль деформации бетона сваи, Е_б = 2,6·10⁷ кПа,

l _o – глубина заделки свай в грунт, принимается по табл. П13 прил. 2.

Глубина заделки сваи показывает на сколько метров от поверхности в глубь основания изгибается свая по действием горизонтальной нагрузки.

Необходимое количество свай в фундаменте принимаем как наибольшее из двух значений на вертикальную и горизонтальную нагрузку.