Определение несущей способности сваи

По схеме передачи нагрузки на грунт забивная свая является висячей (свая трения). Несущая способность сваи:

γ_k=1,4 коэффициент условия работы.

γ_c =1 – коэффициент условия работы сваи в грунте;

γ_cr=γ_cf =1 – соответственно коэффициенты условий работы грунта под нижним концом сваи и на боковой поверхности.

R=2150 кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи А=0,16 м² – площадь поперечного сечения нижнего конца сваи.

U=0,4·4=1,6 м – периметр поперечного сечения сваи.

h_i – толщина i- го однородного слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи. Принимается не более 2 м.

f_i – расчетное сопротивление i-го однородного слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи. (по таб.15 Приложение 5).

Z_i – расстояние от планировочной отметке до середины i-го однородного слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

Таблица 2. Суммарное сопротивление на боковую поверхность сваи

Суммарное сопротивление на боковую поверхность сваи
№ п/п	Zi,	fi	hi	γ*fi*hi	γ
	5.4	25.3	0.5	12.65
	6.8	31.2	1.0	31.20
	7.4	32.6	1.2	39.12
	8.6	60.36	2.0	120.72
	9.1	64.8	1.0	64.80
	10.9	65.4	1.1	71.94
	12.8	33.6	1.1	36.96
	S=377.39

Расчетная нагрузка, допустимая на сваю:

N=F_d/ γ_k=947,82/1,4=677,01 кH

Определяем количество свай в ростверке:

n_p= γ_k* Fv /F_d =1.4*3240/947,82,≈4,75=5штук

Т.к. на ростверк действует большой момент М=168кН, принимаем количество свай 6шт.

Принимаем 6 свай С8-40.

Учитывая, что минимальное расстояние между осями свай в ростверке 3b=3·0,4=1,2 м, принимаем окончательную длину ростверка 3м, ширину 1,5м

Вычисляем усилие, передаваемые ростверком на сваи. Вертикальное усилие на уровне подошвы N_d,l определяем по формуле:

N_d,l = F_v,l + N_p,l + N_гр,l

Вычисляем вес ростверка:

N_pI=3*1,5*0,3*23=31,05кН

N _гр,l=(3*1,5-2,8*1,3)*20*0,3=5,16 кН

N_d,l=3240+31,05+5,16=3276,21кН

Тогда нагрузка на одну сваю составит:

N_min= N_d,l /n–M*y*Sy²i=180,34< F_d/ γ_k =677,01 кH

N_max= N_d,l /n+M*y*Sy²i =659,31< F_d/ γ_k =677,01 кH, условие выполняется.

Следовательно, фундамент запроектирован правильно.

Определяем усредненный угол внутреннего трения основания, прорезанного сваями:

=(0,5*24+2,2*31+4,1*17+1,1*30)/(0,5+2,2+4,1+1,1)=23,2^o

/4=5,8 ^o

,

b=1,3+2*7,7*0,10558=2,926м

l=2,8+2*7,7*0,10558=4,43м

Вес свай в фундаменте с учетом того, что вес сваи равен 29,44 кН:

29,44*6=176,64 кH

Удельный вес грунта в объеме АБВГ:

Nс=(4,43–3)*(2,926–1,5)+4,43*2,926(0,5*18,9+0,1*20+2,1*10+4,1*20+1,1*21,7)=1793,13кН

Давление на подошве условного фундамента:

P_max=(2700+1793,13+31,05)/2,926*4,43+140*1,2/2,926*4,43²=349,56кН

P_min=(2700+1793,13+31,05)/2,926*4,43-140*1,2/2,926*4,43²=343,71кН

Среднее давление под подошвой условного фундамента:

P_cp=(349,56+343,71)/2=346,63кН

Для супеси пылеватой пластичной сильноводопроницаемая, на которую опирается условный фундамент, находим:

γ_с1=1,2 и γ_с2=1,1.

По таб. 2 Приложения 5 (при φ=19⁰) находим значения б/р коэффициентов М_γ=1,15, M_q=5,59 и M_c=7,95.

k=1; k_z=1,

С_II=0 кПа

γ _II^'=18,7кН/м³

γ_II=19,9кН/м³

Приведенная глубина заложения подошвы условного фундамента от отметки пола 1ого этажа:

d₁=129,9–124,8–8,25=13,35 м

129,9 – отметка чистого пола

124,8 – отметка уровня грунтовых вод

8,25 – величина погружения сваи

Проверим выполнение основных условий расчета по 2ой группе предельных состояний:

P_max=498,75 < 1,2R=1,2*2324,6=2832,72кПа

P_min=491,14 кПа >0

P_cp=494,95 кПа < R=2832,72 кПа, условие выполняется, значит, фундамент запроектирован правильно.