7.1.4. Определяется расчетная нагрузка на сваю из условия прочности грунта

,

где _k – коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи и равный _k = 1,4.

.

7.1.5. Определяется несущая способность сваи, работающей на сжатие, по условию прочности материала

, кН,

где  – коэффициент продольного изгиба,  = 1;

_c – коэффициент условий работы, для свай сечением менее 30x30 см _с = 0,85;

_m – коэффициент условия работы бетона, для всех видов свай, кроме буронабивных, _m = 1,

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, принимаемое для свай из бетона класса В25 R_b = 14500 кПа;

А – площадь поперечного сечения сваи, м² ,

R_sc – расчетное сопротивление арматуры сжатию, кПа, в курсовом проекте принимается армирование сечения сваи 4  12 А-II, R_sc = 280000 кПа;

А_а – площадь сечения рабочей арматуры, м²,

,

.

В расчете окончательно принимается меньшая из полученных величин Р, F_dm, т.е. Р = 504,02 кН < F_dm = 1235,81 кН. Принимаем Р = 504,02 кН.

7.1.6. Определяется ориентировочно количество свай в фундаменте как

,

где 1,2 – коэффициент, увеличивающий число свай в фундаменте на 20% вследствие действия изгибающего момента и поперечной силы;

N^P – расчетное значение вертикальной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке _f = 1,1.

Принимаем n = 9.

7.1.7. Производится размещение свай, и определяются размеры ростверка в плане (рис. 8).

Расстояние между осями свай принимается от 3d до 6d, где d – сторона сечения сваи. Оптимальным считается расстояние, равное 3d. Расстояние от края ростверка до внешней грани сваи назначается не менее 20 см. Размеры ростверка в плане должны быть кратными 0,1 м.

7.1.8. Проверяется нагрузка на угловые сваи фундамента, как наиболее нагруженные, по формуле

, кН,

где х – расстояние от главной оси до оси угловой сваи, м, х = 0,9 м;

G – расчетная нагрузка от собственного веса ростверка и грунта на его ступенях, кН, ориентировочно определяемая при _f = 1,1 как

кН;

М – расчетное значение изгибающего момента относительно главной оси подошвы ростверка, кН ∙ м, при _f = 1,1 определяемое как

кН ∙ м;

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

кН.

кН.

Проверяется выполнение условий:

≤1,2P, = 469,23кН < 1,2Р = 1,2 ∙ 504,02 = 605,8 кН – условие выполняется.

> 0, = 423,113кН > 0 – условие выполняется.

Так как оба условия выполняются, то окончательно принимаем количество свай n = 9 (рис. 8).

; x= 93,1; Недогружена на 7%.

7.1.9. Проверяются напряжения в грунте в плоскости нижних концов свай. При этом свайный фундамент условно принимается за массивный жесткий фундамент глубокого заложения, контур которого ограничен сверху – поверхностью планировки, снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай, с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней свай на расстоянии . Причем эта величина не должна превышать2d в тех случаях, когда под нижним концом сваи залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести J_L > 0,6 (d – диаметр или сторона поперечного сечения сваи).

Для слоистой толщи определяется осредненное значение угла внутреннего трения грунта

,

где _IIi, h_i – соответственно расчетное значение угла внутреннего трения и толщина каждого слоя грунта в пределах расчетной длины сваи, град., м.

В данном курсовом проекте толщина слоя крупного песка h₁ = 1,7 м, _II1 = 30⁰, толщина суглинка твердого h₂ = 3,8 м, _II2 = 18⁰,^, толщина слоя песка мелкого h₃ = 1,0 м, _II3 = 27⁰,^, толщина слоя глины тугопластичной h₄ = 1,25 м, _II4 = 18⁰.

Тогда ,

, tg 5,48⁰ ≈ 0,096.

Исходя из этого, размеры подошвы условного фундамента в плане определяются как (рис. 9)

b_усл = l_усл = 1,8 + 2 · 0,15 + 2 ∙ 7,7 ∙ 0,096 ≈ 3,6 м.

Площадь подошвы условного фундамента

A_усл = l_усл ∙ b_усл = 3,6 ∙ 3,6 = 12,96 м².

Определяется давление под подошвой условного фундамента (в плоскости нижних концов свай) от действия расчетных нагрузок соответствующих II группе предельных состояний, т.е. при _f=1 по формуле

, кПа,

где N^P = 3488кН;

G – расчетная нагрузка от собственного веса свай, ростверка, грунта, столба воды в пределах условного фундамента, определяемая приближено для данных грунтовых условий как

.

G = 12,96 ∙ (7,7+1,6) ∙ 20 ∙ 1 = 2410,56 кН.

С учетом этого .

Определяется расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента (или в плоскости нижних концов сваи) по формуле 7[8}, которая в принятых для свайного фундамента обозначениях записывается, как

,

где _c1=1,4; k = 1,0; _с2 = 1,0; K_z = 1,0;

М_, М_q, М_с – как и ранее, коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [8] в зависимости от угла внутреннего трения грунта основания условного фундамента, поскольку таковым является слой глины тугопластичной с  = 18⁰: М_ = 0,43, М_q= 2,73, М_с = 5,31;

b_усл = 3,6 м;

– среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента, определяемое как ;

_IIi, h_i – соответственно расчетное значение удельного веса и толщины каждого слоя грунта по высоте (h_p + d₁) условного фундамента, кН/м³, м,

При наличии подземных вод γ определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле :

для песка крупного ;

для глины тугопластичной .

;

_II – расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы условного фундамента, кН/м³, в нашем случае, для глины тугопластичной _II= 9,48 кН/м³;

с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа, для глины с_II= 50,18 кПа.

Таким образом,

Проверяется выполнение условия p < R: 455,14 кПа < 994,3 кПа (условие проверки выполнено).