Определение несущей способности сваи

Сваю рассматриваем как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l.

Принимаем сваи С110.30-8.

Определяем несущую способность сваи по грунту:

Несущую способность F_d, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт, следует определять по формуле

где g_c – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый g_c = 1;

R=2697 кПа- расчетное сопротивления грунта под нижним концом сваи;

А=0, 09 м²- площадь поперечного сечения призматической сваи;

u=1, 2 м - наружный периметр поперечного сечения сваи;

f _i- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности;

h_i- толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

g_cR иg_сf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые по [3] табл.8:

g_cR=1, 0g_сf=1, 0.

Рисунок 9 – Расчетная схема к определению несущей способности сваи

F_d=1*(1*2697*0, 09+1, 2*(1*14, 01*0, 45+1*6, 76*0, 5+1*8, 01*1, 5+1*8, 9*2+1*42, 5*1+

+1*43, 51*1, 05+1*45, 05*2+47, 05*2))=614, 1 кН

Определяем несущую способность сваи по материалу:

Условная ширина сваи b_р=1, 5d+0, 5=1, 5*0, 3+0, 5=0, 95м, где d – сторона квадратного сечения сваи.

Момент инерции поперечного сечения сваи

Определяем величину l_к = 3, 5d+1, 5=3, 5*0, 3+1, 5=2, 55 м.

От планировочной отметки на глубину 2, 55м свая прорезает три слоя грунта.

Для суглинков с е=0, 853 и I=0, 539 интерполяцией находим КI=2890. Для супесипластичной с е=0, 767 и I=0, 351интерполяцией находим КII=3377, 5. Для супеси с е=0, 558 и I=0, 825 интерполяцией находим КIII=4562, 5.

Коэффициент пропорциональности К находим по формуле:

Свая С110.30-8изготавливается из бетона класса В20 и армируется 4 стержнями d=12мм из стали класса А240.

- коэффициент деформации.

Находим l ₁

,

где l ₀ = 0 – расстояние от планировочной отметки до подошвы ростверка (так как ростверк низкий).

Т.к. свайный фундамент состоит из одних только вертикальных свай жестко сопряженных с ростверками и при расположении их в расчетном направлении в два и более ряда, расчетная длина сваи l_ef = μ l ₁ =1* l ₁=2, 79 м.

Площадь поперечного сечения сваи A = 0, 3·0, 3 = 0, 09 м².

Гибкость сваи .

Вычисляем несущую способность сваи по материалу:

= 0, 9035· (11500·0, 09+215000·0, 000452) = 1022, 92 кН,

где для длительного действия нагрузки j = 0, 9035 ([3], табл.4), R_b = 11500 кПа (для бетона класса В20), R_sc = 215000 кПа (для рабочей арматуры класса А240).

.

Учет отрицательных сил трения грунта на боковой поверхности сваи.

Для выяснения вопроса о необходимости учета отрицательных сил трения вычисляем осадки слоев грунта снизу вверх от дополнительного давления 30 кН/м² по формуле осадки слоя грунта от сплошной равномерно распределенной нагрузки:

,

где h – толщина слоя грунта;

- коэффициент относительной сжимаемости грунта; ;

- для песков и супесей 0, 623-0, 743; принимаем

- для суглинков 0, 565-0, 623; принимаем

- давление на кровле слоя грунта.

Осадка по слоям равна:

песок мелкий -

супесь -

суглинки - .

Таким образом установлено, что в пределах трех слоев максимальная осадка . Следовательно, отрицательные силы трения при вычислении несущей способности сваи по грунту учитывать не нужно.

Расчет условного среднего давления по подошве ростверка

Среднее давление по подошве ростверка определяется по формуле:

- коэффициент надежности, равный 1, 4;

d- размер поперечного сечения сваи;

=3- для висячих свай.