5. Вариант 2. Свайный фундамент

5.1 Рациональность применения свайных фундаментов

Свайные фундаменты рационально применять при большой толщине слабых грунтов, залегающих сверху (текучепластичных и текучих глинистых грунтов, заторфованных, насыпных), а также при высоком горизонте грунтовых вод и при глубоком промерзании грунтов, для понижения трудоемкости, увеличения степени механизации работ нулевого цикла и экономической их целесообразности.

Под колонну сечением 600х400 мм промышленного здания (сечение 1-1) с расчётными нагрузками на обрез фундамента F_υ0ІІ =800 кН; M_0II=30 кН·м; проектируем кустовой свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком. Материал ростверка – бетон класса В12,5 с расчётным сопротивлением сжатию R_b = 9,5 МПа.

Сваи принимаются цельные квадратного сплошного сечения с напрягаемой арматурой (ГОСТ 19804.2-79). Также принимается жесткое сопряжение свайного ростверка со сваями.

5.2 Определение глубины заложения подошвы ростверка

Ростверк пытаются заложить как можно выше, так как это обеспечивает более экономичное решение.

При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуются теми же соображениями, что и при определении глубины заложения подошвы фундаментов, возводимых на естественном основании.

Глубина заложения ростверка должна быть ниже уровня промерзания грунта d_f=1,9 м.

Ориентировочно минимальная высота ростверка под колонну может быть определена по формуле:

где а_k - больший размер колонны в плане; h₀ - глубина заделки сваи в ростверк.

Глубина заделки сваи в ростверк h₀ = 0,4 м (т.к. принято жесткое сопряжение сваи с ростверком).

_{hр mi}n = 0,6 + 0,2 + 0,4=1,2м .

Но из опыта проектирования можно принять высоту ростверка 0,7 м.

Так как минимальная глубина стакана в подколоннике h_g = 0,8 м принимаю высоту подколонника 0,9м. Тогда окончательная глубина заложения ростверка будет равна d_р=0,9 + 0,7+0,3 = 1,9 м.

Принимаем ростверк высотой h_р= 0,7 м, глубина заложения d_р= 1,9 м.

5.3 Выбор вида и размеров свай

Согласно СНиП 2.02.03-85 (п. 2.2.) сваи по характеру работы в грунте разделяют на сваи-стойки и сваи трения (висячие). К сваям-стойкам относят сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а кроме того, забивные сваи, опирающиеся на малосжимаемые грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также твердые глины с модулем деформации Е > 50 МПа.

Сваи, передающие нагрузку острием и боковой поверхностью на сжимаемые грунты, называются сваями трения (висячими).

Длина сваи определяется глубиной залегания слоя хорошего грунта, в который заглубляется свая, отметкой заложения подошвы ростверка и величиной заделки сваи в ростверк. При назначении длины сваи слабые грунты (насыпные, торф, грунты в текучем и рыхлом состоянии) необходимо прорезать и острие сваи заглублять в плотные грунты. При очень мощной толще слабых грунтов нижние концы свай оставляют в них. Обычно заглубление сваи в крупнообломочные гравелистые, крупные и средней крупности песчаные грунты, а также глинистые грунты с показателем консистенции I_L ≤ 0,1 должно быть не менее 0,5 м, а прочие нескальные грунты - не менее 1 м.

Выбираю висячую забивную сваю с заглублением в суглинок на 1 м. Требуемая длина сваи:l_{св, тр} > 0,4+0,75+3+1=5,15м. Принимаем l_{св, тр}=5,5 м.