Определение несущей способности сваи на грунт

Расчётная схема для определения несущей способности сваи дана на рис. 3.2.1 Слои грунта, прорезаемые сваей, делим на элементарные слои толщиной не более 2 м. Вычисляем средние глубины zi для каждого слоя грунта. Определяем несущую способность сваи по формуле:

Fd = gc (gcR * A *R + USgcf*fi*hi),

где g с – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; gсR, gcf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие способы погружения свай на расчётные сопротивления грунтов, определяемые по табл. VI.3[ 1]: при погружении свай забивкой молотами gсR= gcf = 1;

А – площадь опирания на грунт сваи, м2;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое по таблице 6.1[ 11];

fi – расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, кПа, определяемое по таблице 6.2 [11],

hi- толщина i-го слоя грунта, м.

Определяем fi в зависимости от величины zi и характеристик грунтов:

z1 =1.35 м f1 = 4,51 кПа h1 = 0.3 м f1*h1 = 1.35 кН/п.м.

z2 =2.5 м f2 =37,5 кПа h2 = 2.0 м f2*h2 =75,0 кН/п.м.

z3 =4.5 м f3 =45.5 кПа h3 = 2.0 м f3*h3 =91.0 кН/п.м.

z4 =6.0 м f4 =48.0 кПа h4 = 1.0 м f4*h4 =48.0 кН/п.м.

z5 =7.2 м f5 =49.2 кПа h5 = 1.4 м f5*h5 =68.88 кН/п.м.

S fi*hi =284.23 кН/п.м.

При z0 =7.9 м R =1545 кПа; А = 0.3*0.3=0.09 м2; U = 0.3*4 =1.2 м

Fd = 1*(1* 0.09* 1545+ 1.2*1*284.23) = 480.13 кН

Несущая способность сваи по материалу:

Nств =m j (Rв*Ав + Rs*As),

где m – коэффициент условий работы сечения, равный 1.0;

j - коэффициент продольного изгиба ствола, равный 1.0;

Rв – расчётное сопротивление бетона осевому сжатию, кПа;

Ав – площадь поперечного сечения бетона, м2(Rв = fcd =16/1.5 =10.67 МПа);

Rs – расчётное сопротивление сжатой арматуры, кПа (класс S400 Rs =365000 кПа);

Аs –площадь сечения продольной арматуры, м2 (по сортаменту Аs =0.000452 м2 для арматуры 4Ш12)

Nств = 1*1 (10670* 0.09 + 365000 * 0.000452) =1125.28 кН.

В дальнейших расчётах принимаем меньшее значение несущей способности.

Расчётная допустимая нагрузка на сваю

P = Fd /gк,

где gк =1.4 – для промышленных и гражданских зданий.

Р = 480.13/ 1.4 =342.95 кН

Определяем количество свай: n

=

N

/

P

,

n = (1115*1.2)/ 342.95=3.9 сваи

В плане сваи размещаем с шагом 3d =900 мм. Расстояние от края ростверка до ближайшей грани сваи не менее 50 мм.

Определяем давление на голову сваи:

Nmaxmin =(N +Gp) / n ± åM*y /S yi2

где y – расстояние от центра тяжести свайного поля до ряда свай, в котором определяется давление на сваю, м;

уi – момент инерции отдельного ряда свай относительно центра свайного поля, м.

Gp = bp*lp*d*gср*gс =1.3*1.3*1.3*20*1.1 =48.33 кН

где gср – усреднённое значение удельного веса грунта и фундамента, кН/м3;

gс – коэффициент условий работы.

Nmax =+ =403.8 кН < 1.2*342.95 = 411.5 кН (2%)

Nmax = - =308.4 кН > 0

Условие выполняется.

Окончательно принимаем сваю С70.30-6 - рис. 3.2.2.