2.10. Проверка несущей способности сваи:

После расчета ростверка и определения его окончательных размеров находят полную расчетную нагрузку на сваю с учетом веса ростверка и грунта, лежащего на его обрезах.

Размер ростверка в плане принят а х а (м), низ ростверка расположен на расстоянии Н₁ (м) от уровня земли, тогда вес ростверка и грунта, лежащего на его обрезах,

N_ф = А_ф ∙ Н₁ ∙ γ_ср (тс).

Полная нагрузка на одну сваю

N_св = (N + N_ф ) / п_св (тс).

Несущая способность сваи обеспечена, если N > Nсв (тс).

2.11. Проверка несущей способности основания:

При проверке несущей способности основания рассматривается условный массив свайного фундамента. Подошва свайного фундамента находится на уровне нижних концов свай Н_с (мм). Ширина подошвы определяется углом внутреннего трения грунта φ^н, по таблице 13 СНиП 2.02.01. Распространение давления идет под углом φ^н / 4. При длине сваи l_с (мм) на уровне низа свай давление будет распространятся в каждую сторону от грани свай на lс sin φ^н / 4. Расстояние между внешними гранями свай равно В₂ = С + С₂ (мм),тогда ширина основания условного массива B_м = В₂ + 2В₁ (мм).

H₁

φ^н / 4 φ^н / 4

H_c l_c

B₁ B₂ B₁

B_м

Площадь подошвы условного массива

А_м = В_м ∙ В_м (м²).

Собственный вес условного массива свайного фундамента

N_м^н = Н_с ∙ А_м ∙ γ_ср (тс).

Среднее давление на 1 м² основания от веса свайного фундамента

Р_ср = ( N_ф + N_м^н ) / А_м (тс/м²).

Расчетное давление на основание условного определяется по формуле

R = m₁ ∙ m₂ / k_н ∙ (( М_γ ∙ а + М_q ∙ Н_м ) ∙ γ_ср + М_с ∙ с_n) (тс/м²), где

М_γ, М_q, М_с – расчетные коэффициенты, принимаемые для обычных фундаментов при φ^н.

k_н = 1,1 – коэффициент надежности;

m₁ = 1,4 – коэффициент условия работы грунтового основания;

m₂ = 1 – коэффициент условия работы сооружения;

Если R > Р_ср, значит, несущая способность основания обеспечена.

3. Расчет тела сваи.

3.1. Проверка прочности сваи при эксплуатационных нагрузках:

Несущая способность висячей ж/б сваи от эксплуатационных нагрузок может быть определена по формуле:

N_сеч = R_bt ∙ A + R_s ∙ A_s (тс).

Если N_св < N_сеч, значит, прочность сваи обеспечена.

3.2. Проверка прочности на усилия, возникающие при подъеме:

При переводе из горизонтального в вертикальное положение свая работает на изгиб. Расчетная схема для этого случая:

1

l_c

1

M

1-1

h₀

h_c

3,5

A_s

b_c

Нагрузка отвеса 1м длины сваи:

q_св = b_c ∙ h_c ∙ γ₀ (тс/м),

а с учетом коэффициента динамичности

q_св = q_св ∙ 1,5 (тс/м).

Изгибающий момент при подъеме свай за верхний оголовок

М = (q_св ∙ l² ) / 8 (тс∙м).

При рабочей высоте сечения h₀ = h_с – 3,5 (см) и расчетных коэффициентах

A₀ = M / (R_bt ∙ b ∙ h₀² )

площадь рабочей арматуры

A_s = М / (R_s ∙ h₀ ∙ γ₀) (см²).

По требуемой площади принимаем диаметр рабочей арматуры с A_sф.

Проверяем прочность наклонного сечения при изгибе. Поперечная сила

Q = 0,5 ∙ q_св ∙ l_с (тс).

Сжимающие усилия, воспринимаемые бетоном,

Q_б = 0,35 ∙ R_bt ∙ b_с * h₀ (тс);

сравниваем Q_б с Q.

Растягивающее усилие, воспринимаемое бетоном,

Q_бр = к₁ ∙ R_bt ∙ b_с ∙ h_с (тс).

Если Q_бр > Q, значит, прочность наклонного сечения обеспечена, поперечные стержни при работе на изгиб по расчету не нужны.