5.5. Определение требуемого количества свай и их размещение в плане

Необходимое количество свай в фундаменте рассчитывают приближенным способом, предполагая равномерное размещение и передачу нагрузки на все сваи в ростверке, из выражения:

n = kּF_V0I /(P - a²ּd_pּγ_fּγ_m),

где k - коэффициент, учитывающий действие момента М_0I , k = 1,2;

F_V0I - расчетная нагрузка, действующая по обрезу фундамента, кН;

Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю , кН;

а - шаг сваи, принимаемый ориентировочно а = 3b (b - большая сторона сваи);

γ_f - коэффициент надежности, равный 1,1;

d_p - глубина заложения подошвы ростверка, м;

γ_m - усредненный удельный вес материала фундамента и грунта, принимаемый γ_m = 20 кН/м³.

F_V0I= 800*ּ1,2 = 960 кН

Р = 299,7 кН

d_p = 1,9м

а = 3b = 3ּ0,25 =0,75

n = 1,2*960/(304,2 - 0,75²·1,9·1,1·20) = 4,08

Полученное количество округляется до целого числа свай, удобного для размещения в плане - n=4.

Сваи размещаются в плане по углам прямоугольника со стороной равной минимально возможному расстоянию между сваями.

5.6 Конструирование ростверка

Конструирование ростверка производится в соответствии с требованиями п.7 в [2].

Железобетонные ростверки следует проектировать из тяжёлого бетона классом не ниже: для сборных ростверков – В15, для монолитных – В12,5.

Высота ростверка определяется конструктивными соображениями и согласно расчёту на продавливание. В КП высота ростверка определяется конструктивно h_p = 0,7 м.

Ширина ростверка зависит от схемы размещения свай и возможного отклонения свай при забивке. Расстояние от края ростверка до внешней стороны сваи принимается при двухрядном их размещении:

с = 0,3b + 5см

где b - ширина сваи, равная 25 см.

с = 0,3b + 5 = 0,3ּ25 + 5=12,5 см.

Принимаем с = 15 см, так как с должно быть кратно 5см.

Расстояние между центрами свай:

а=3b=3ּ25=75 см.

Ширина b_р и длина l_р ростверка равна:

b_р = l_p = 75+2ּ12,5+2 ּ15 = 130 cм.

Принимаем ростверк 1,8 х 1,8 м, так как размеры сечения подколонника 1,2х1,2 для колонны 600х400, а также конструкцию ростверка проектируют таким образом, чтобы возможно было уложить фундаментные балки. Используются балки шириной 260,высотой 450, подбетонка - 300х300.

Рис.6 Схема для расчета свайного фундамента 1 приближения

5.7. Проверка свайного фундамента по несущей способности

Одиночную сваю в составе фундамента по несущей способности грунтов следует рассчитывать из условия [2, п.3.10]:

N_ср < P ,

где Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю , кН

N_ср- расчетная нагрузка, передаваемая на сваю.

N_ср = (F_V0I +G_pI + G_gI + 2ּG_пбI + G_пкI)/n

где G_pI - вес ростверка, кН;

G_gI - вес грунта на обрезах ростверка , кН;

G_пбI - вес подбетонки, кН;

G_пкI - вес подколонника, кН;

n - число свай;

G_pI = V_pּγ_р·1,2 = 1,2ּ24ּ(0,7ּ1,8ּ1,8) = 65,32 кН;

G_пбI = V_пбּγ_пб·1,2 = 1,2ּ24ּ(0,87ּ0,3ּ0,3) = 2,25кН;

G_пкI = V_пкּγ_пк·1,2 = 1,2ּ24ּ(1,2ּ1,2ּ1,2) = 49,766 кН;

γ_II^’=(1,2ּ*19,1+0,7ּ*18)/1,9=18,7 кН/м³.

G_gI = G^л_gI+ G^пр_gI=6,19+9,7=15,89кН

G^л_gI =V^л_g· γ_g=1,2·0,276·18,7=6,19кН

V^л_g=0,3·1,2·1,2 - 2·0,078=0,276м³

G^пр_gI =V^пр_g· γ_g=0,432·18,7·1,2=9,7кН

V^пр_g=1,2·0,3·1,2=0,432м³

F_V0I= 800*ּ1,2 = 960 кН;

N_ср = (960+65,32+15,89+2·2,25+49,766) /4 = 273,87 кН.

Условие N_ср < P выполняется, так как 273,87 кН < 304,2 кН, ∆=9,9%.

Для фундаментов промышленных и гражданских сооружений с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю в плоскости подошвы ростверка допускается определять по формуле:

N ^max_min = N_ср + М_xy/∑y_i² + М_yx/∑x_i²

Так как М_y = 0 кНּм, поэтому формула имеет вид:

N ^max_min = N_ср + М_xy_i/∑y_i ² ,

где F_V0I - расчетная вертикальная нагрузка на обрез фундамента, кН;

М_x и М_y - моменты относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка, кНּ м;

x_i и y_i - расстояние от главных осей до оси каждой сваи, м;

x и y - расстояния от главных осей до оси рассматриваемой сваи, м.

Рис.7 Схема определения фактической нагрузки на число свай n = 4.

M_x = M_0І + F_{h0I ˙} d_p -G_g^л ּе+G_g^пр ּе

M_x = 1,2 _˙30+1,2 _˙20 _˙1,9-6,19 _˙0,15+9,7*0,15=82,13кН ּм

y=0,475 м

∑y_i²=4*0,475²=0,9025 м²

N _mах = 219,09 + 82,13·0,475/0,903 =285,83 кН

N _min = 219,09 – 82,13·0,475/0,903=175,86 кН

Сваи по несущей способности необходимо проверять из условия:

N_max ≤ P

N_max = 285,83кН < P =304,2 кН. (∆= 6,04%)

N_min = 175,86 кН > 0.

Принимаем конструктивно ростверк размером 1,8х1,8м , так как это необходимо для укладки фундаментных балок.