6.Расчет свайного фундамента.

6.1 Определение глубины заложения свайного ростверка.

1) По назначению и конструктивным особенностям проектируемого сооружения.

В случае применения ж/б колонн, верхний обрез фундамента проектируют на 150 мм ниже отметки чистого пола 1-го этажа . Глубину заделки сборных колонн в стакане фундамента принимают:

FL =114,6

2) По глубине заложения фундаментов примыкающих (существующих) сооружений.

Поскольку строительная площадка свободна, то по условию 2 глубина заложения фундамента не определяется, т.к. нет никаких ограничений.

3) По нагрузкам и воздействиям на основание и инженерно-геологическим условиям строительной площадки глу­бина заложения ростверка не определяется.

4) По рельефу строительной площадки - ограничений нет.

5) По глубине сезонного промерзания. Аналогично фундаментам мелко­го заложения абсолютная отметка FL = 115,06 м.

6) По гидрогеологическим условиям - ограничений нет.

В результате сравнения величин отметок, в качестве расчетной принимаем минимальную абсолютную отметку подошвы ростверка – 114,6 м, тогда глу­бина расположения (заложения) ростверка

В качестве расчетной принимаем минимальную отметку 114,6 м. Тогда глубина заложения

d = DL - FL = 116,3-114,6 = 1,7 м.

6.2. Определение несущей способности сваи.

Несущая способность сваи складывается из сопротивления грунта под острием и сил трения грунта по боковой поверхности. Следовательно, острие располагаем в более прочном грунте, длина сваи берется исходя из инженерно-геологических условий.

Выбираем вид висячей сваи. Принимаем забивную сваю, ее размеры принимаются по ГОСТ 19804.I-79*:

длина L = 4 м;

поперечное сечение 300х300мм;

длина острия – 250 мм.

Определяем ее несущую способность F_d по формуле СниП 2.02.03-85. Для забивных и набивных свай формулы имеют одинаковый вид:

,

где _с=1-коэффицент условий работы сваи в грунте;

4490 кПа - расчетное сопротивление грунтов под сваей, кПа (принимается по таблице 1 СниП 2.02.03.-85 );

А=0,09 площадь опирания сваи, м²;

-периметр сваи;

_сf = 1; _cR = 1- коэффициенты условий работы грунта соответственно на боковой поверхности и под нижним концом сваи (таблица 3 СниП 2.02.03.-85);

f_i- расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи (таблица 2 СниП2.02.03.-85);

h_i - толщина i-го слоя грунта, м.

Рисунок 10 - Схема для определения несущей способности одиночной сваи по грунту.

Определим требуемое количество свай:

, где

Принимаем 4 сваи.

Расчетное значение веса ростверка по первой группе предельных состояний

, где

M_xy, M_yx – моменты от расчетных нагрузок относительно главных центральных осей ростверков;

x, y – расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м;

n – количество свай;

, условие выполняется,

Следовательно фундамент запроектирован правильно.

Определим усредненный угол внутреннего трения основания, прорезанного сваями:

Ширина условного фундамента:

Длина условного фундамента:

6.3. Конструирование сваиного фундамента.

Расстояние между осями забивных висячих свай без уширений в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d - сторона квадратного сечения ствола сваи).

Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание, под их нижние концы должно быть: в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L £ 0,1 - не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты - не менее 1,0 м.

Число свай в фундаменте следует назначать из условия максимального использования прочностных свойств их материала при расчетной нагрузке.

Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

Свободное опирание ростверка на сваи должно учитываться в расчетах условно как шарнирное сопряжение и при монолитных ростверках должно выполняться путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 5-10 см.

Жесткое сопряжение свайного ростверка со сваями следует предусматривать в случае, когда:

а) стволы свай располагаются в слабых грунтах (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т.п.);

б) в месте сопряжения сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю, приложена к ней с эксцентриситетом, выходящим за пределы ее ядра сечения;

в) на сваю действуют горизонтальные нагрузки, значения перемещений от которых при свободном опирании оказываются более предельных для проектируемого здания или сооружения;

г) в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи;

д) сваи работают на выдергивающие нагрузки.

Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком следует предусматривать с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-85. В последнем случае в голове предварительно напряженных свай должен быть предусмотрен ненапрягаемый арматурный каркас, используемый в дальнейшем в качестве анкерной арматуры.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности

Рисунок 11-Ростветк (высота 500 мм)