5.4 Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю

1 приближение: Принимаем забивные сваи сплошного квадратного сечения. Выбираем по сортаменту рациональное сечение и марку сваи. Выбираем сваю С5.5 - 25 - висячая свая длиной 5,5 м цельного квадратного сплошного сечения с шириной грани 25 см с напрягаемой арматурой марки 10А-I, диаметром 10 мм. Бетон сваи класса В15.

Допускаемая нагрузка на сваю определяется из условий работы сваи по грунту и по материалу. В расчетах используется меньшее значение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, полученное по двум указанным условиям.

5.4.1. Определение несущей способности сваи по грунту

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, определяется по величине ее несущей способности по грунту F_d (кН) по формуле:

P = F_d/ γ_k = (γ_c / γ_k) ּ(γ_CR ּ R ּ A + u∑γ_cf ּ f_i ּ h_i),

где γ_c- коэффициент условий работы сваи в грунте;

γ_k - коэффициент надежности;

А - площадь опирания сваи на грунт;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи [табл.1 СНиП 2.02.03-85*];

u - наружный периметр сваи;

i - количество слоев располагающихся по боковой поверхности сваи;

h_i - толщина каждого i-того слоя;

f_i - расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности для каждого i-того слоя, определяется по табл.2 [2].

γ_CR , γ_cf - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и по боковой поверхности, определяются табл.3[2].

Принимаем γ_c=1

А=0,25·0,25=0,0625 м²

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R находим методом интерполяции (нижний конец сваи находится на глубине 5,6 м).

R = 4050 кПа=4.05 МПа

u=4*ּ0,25=1 м.

По табл. 3 [2]для погружения сплошных свай механическими, паровоздушными и дизельными молотами: γ_CR=1, γ_cf=1.

Свая прорезает следующие слои:

Песок пылеватый h₁=0,75м

z_{1 ср} = 1,75+0,75/2=2,125м f₁ = 21,09 кПа

Суглинок h₂=1,5м

z_{2 ср} =2,5+1,5/2=3,25м f₂ = 24,2 кПа

Суглинок h₃=1,5м

z_{3 ср} = 3,25+ 1,5/2= 4м f₃ = 25,7 кПа

Глина h₄=1,4м

z_{4 ср} = 5,5+1,4/2= 6,2 м f₃ = 58,6 кПа

P = (1/1,4) ּ (1*ּ4050*ּ0,0625 + 1*ּ1*ּ(21,09*ּ0,75 + 24,2*ּ1,5 +

+25,7*ּ1,5+58,6*ּ1,4))=304,2 кН.

5.4.2. Определение несущей способности сваи по материалу

Несущая способность железобетонной сваи, работающих на сжатие по материалу:

P_c = γ_сּϕּ(γ_bּR_bּA_b + R_sּA_s)

где γ_с - коэффициент условий работы;

ϕ - коэффициент продольного изгиба, учитывается только для достаточно мощных слоев слабых грунтов (>10 м), в остальных случаях ϕ=1;

γ_b - коэффициент условий работы бетона, определяется по[3];

R_b - расчетное сопротивление бетона сжатию, определяется по[3, табл. 13];

R_s - расчетное сопротивление арматуры сжатию, определяется по [3, табk. 22*];

A_s - площадь сечения продольной арматуры, определяется по [3]

γ_с = 1;

ϕ = 1;

γ_b = 1 (для забивных свай);

R_b = 8,5 МПа, бетон класса В15;

А = 0,3ּ0,3 = 0,09 м²;

R_s = 225 МПа, арматура 10А-I;

A_s = 3,14 ּd²/4=3,14 ּ0,01²/4= 0,0000785м².

P_c = 1ּ1ּ(1ּ8,5ּ0,0625 + 225ּ0,0000785) = 548,9 кН.

Несущая способность висячей сваи по грунту меньше, чем по материалу (304,2 кН < 548,9кН), таким образом, в дальнейших расчетах используется наименьшее из этих значений, т.е. P = 304,2 кН.