Расчет центрально и внецентренно нагруженного свайного фундамента.

Расчет свайного фундамента по первой группе предельных состояний (по несущей способности) производится из условия

                                                                                  

где    - расчетная внешняя нагрузка, передаваемая на отдельную сваю при наиболее невыгодных сочетаниях усилий, с учетом собственного веса ростверка и свай;  - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый при расчете по несущей способности равным 0,87; у_к - коэффициент надежности метода испытаний, принимаемый по таблице.

Количество свай в отдельно стоящем свайном фундаменте (под колонну) может быть определено следующим образом;

а) определим ориентировочные размеры ростверка. Для этого определим среднее давление под подошвой ростверка по выражению

                                              

где Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН;  - размер поперечно­го сечения сваи, м.

Площадь подошвы ростверка в первом приближении может быть опре­делена по формуле

                                           

где  - расчетная нагрузка по первой группе предельных состояний в плоскости обреза фундамента, кН; - осредненное значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах, принимаемое равным 20 кН/м³; d _р — глубина заложения подошвы ростверка, м.

Вес ростверка с грунтом на его уступах можно определить по формуле

                                          

где  - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый  = 1,1. Тогда количество свай

                                       

где  ⁼ 1...1,6 - коэффициент, учитывающий действие момента. Для цен­трально нагруженных фундаментов = 1.

После определения количества свай в кусте или шага в ленточном рост­верке и порядка их размещения уточняют размеры ростверка и рассчитыва­ют его фактический вес с грунтом на уступах. Размеры ростверка уточняют­ся из следующих соображений:

- расстояние между осями наиболее близко расположенных свай, защем­ленных в грунте, не менее 3 d;

- расстояние от грани свай крайнего ряда до края ростверка не менее 0,05 м;

-расстояние между сваями-стойками не регламентируется и зависит от возможности их погружения в грунт и от нагрузок;

- расстояние в свету между буровыми, набивными сваями и сваями-оболочками принимается не менее 1 м.

Конструирование ростверка завершается определением веса ростверка и грунта на его уступах. Вес ростверка

                                     

 

где ус = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке; V_р - объем ростверка,удельный вес железобетона.

-удельный вес ж/б.

 

 Вес грунта на уступах ростверка

                                               

где V_g - объем фунта на уступах ростверка, м³;   - средневзвешенное зна­чение удельного веса грунта, кН/м³, расположенного выше ростверка.

После этого выполняют проверку фактической нагрузки, передаваемой на сваю, по формулам:

а) для центрально нагруженного фундамента -

N = N_l / n < P, (2.5)

где  - расчетное сжимающее усилие, передаваемое на сваи, включая нагрузку по обрезу фундамента , вес ростверка   и грунта на его уступах ; п - число свай в фундаменте; Р - несущая способность одной сваи, кН, с учетом коэффициента надежности метода испытаний;

б) для внецентренно нагруженного фундамента

 

                       

где М_х, М_у - расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей свайного поля в плоскости подошвы ростверка; х, у — рас­стояние от главных осей до оси сваи, в которой определяется усилие, м;    - расстояния от главных (центральных) осей свайного поля до оси каждой сваи.

Для определения максимального усилия выбирают крайнюю сваю в ро­стверке, для которой и При суммировании слагаемых полу­чается Nmax, которое не должно превышать величину несущей способности сваи(N<Р).

При вычитании получают значение минимального усилия в свае  . Ес­ли окажется, что   < 0, то необходимо проверить сваю на выдергивание.