Расчет и конструирование свайных фундаментов

Основные положения по расчету и проектированию свайных фундаментов

Фундаменты из забивных свай рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 по двум предельным состояниям:

- по предельному состоянию первой группы ( по несущей способности): по прочности – сваи и ростверки, по устойчивости – основания свайных фундаментов.

Глубина заложения подошвы свайного ростверка назначается в зависимости от:

- наличия подвалов и подземных коммуникаций;

- геологических и гидрогеологических условий площадки строительства ( виды грунтов, их состояние, положение подземных вод и т. д. );

- глубины заложения фундаментов прилегающих зданий и сооружений;

- возможности пучения грунтов при промерзании.

Инженерно-геологические изыскания.

По данным статического зондирования удельное сопротивление песков конусу зонда изменяется от 0,7-7,5 МПа увеличиваясь в местах скопления гальки и гравия до 11,7-14,6 МПа.

Для супеси удельное сопротивление изменяется от1,0-6,9 МПа до 9,0-10,3МПа.

В гравийных грунтах удельное сопротивление грунта изменяется от 7,7-10,3МПа до 12,0-19,4МПа, в местах снижения количества заполнителя увеличиваясь до 28,4МПа.

Аргиллиты – рухляки с прослоями неравномерновыветреллых песчаников имеют удельное сопротивление от 2,0-7,4МПа до 10,0-20,6МПа увеличиваясь в линзах песчаников наиболее крепких 21,8-30,1МПа.

Подземные воды встречены на глубине 3,3 м и приурочены к супеси.

Согласно данным химического анализа подземные воды обладают слабой и слабой и средней углекислой агрессивностью к бетону и при периодическом смачивании неагрессивны по отношению к арматуре железобетонных конструкций.

Расчет и конструирование свайных фундаментов

Прежде всего необходимо выбрать тип сваи, назначить ее длину и размеры поперечного сечения. Длину сваи определяют как сумму L=L₁+L₂+L₃.

L₁ – глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальными нагрузками не менее 5 см. 

L₂ – расстояние от подошвы плиты до кровли несущего слоя.

L₃ – заглубление в несущий слой.

 Принимаем железобетонные сваи, квадратного сечения размером 300х300 мм.

L=0.050+5.950=6м.

Несущая способность F_d ( в кН ) висячей сваи по грунту определяется как сумма сопротивления грунтов основания под нижним концом сваи и по боковой поверхности ее:

F_d=g_c×( g_cr×R×A+U×åg_cf×f_i×l_i ),

Где g_c –коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый g_c=1.0.

g_cr и  g_cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи ( табл. 3 СНиП 2.02.03-86 ); для свай, погруженных забивкой молотами, g_cr =1.0 и g_cf =1.0;

А – площадь опирания на грунт сваи, в м², принимаемый по площади поперечного сечения сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;

U – периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа;

l_i – толщина i-го слоя грунта, м.

При определении fi пласты грунтов расчленяются на слои толщиной не более 2м.

A=0.3*0.3=0.09 м.

g_с=1; g_CR=1;    g_сf=1;

R=4050 кПа   U=0.3*4=1.2 м.

F_d=1×( 1×4050×0,09+1,2×(20,7*2,05+24,65*2,05+60,3*0,7))=660,76 кН

Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю, определяются из зависимости:

  кН;

где g_к – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4.

Определим кол-во свай по формуле:

,

где