Определение несущей способности сваи по грунту. Определение осадки свайного фундамента

Определение несущей способности сваи по грунту

Расчет выполнен для сваи диаметром 0.95 м; грузовая площадь – 18.9 м².

Рисунок 1 – Фрагмент здания

Таблица 1 – Нормативная и расчетная нагрузки на сваю

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка		Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м2
	на единицу площади кН/м2	от грузовой площди, кН
1	2	3	4	5
Постоянная нагрузка
Профилированный лист	0.0098	0.19	1.3	0.24
Деревянная обрешетка	0.25	4.73	1.1	5.20
Стропильная ферма	1.2	6.88	1.3	8.95
Плиты теплоизоляционные	0.75	14.18	1.2	17.02
Пароизоляция	0.0003	0.01	1.1	0.0062
Стойка мансарды	0.5	1.35	1.3	1.75
Перекрытие	2.4	45.38	1.1	49.92
Продолжение таблицы 1.1
Металлическая колонна	1.84	6.99	1.3	9.09
Стеновая панель из керамзитобетона	3.3	12.54	1.3	16.30
Пол первого этажа	3.15	59.57	1.1	65.52
Железобетонный ростверк	6.75	22.95	1.1	25.25
Итого постоянная		174.76		199.25
Временная нагрузка
Вес снегового покрова	2.4	45.38	1.4	63.54
Его составляющая длительного действия	1.2	22.69	1.4	31.77
Временная на междуэтажное перекрытие *	3	56.73	1.2	68.08
В том числе кратковременная	1.5	28.37	1.2	34.04
Длительная	1.5	28.37	1.2	34.04
Итого временная		102.114		131.614
В том числе кратковременная		28.365		34.04
Длительная		51.057		65.81
Полная нагрузка		276.88		330.86
В том числе постоянная и длительная		225.820		265.05

* нагрузка принята исходя из функционального назначения помещения (офис на два рабочих места).

Нагрузка на сваю:

N_I = 330.86 кН,

N_II = 276.88 кН.

Несущую способность F_d висячей, погружаемой без выемки грунта и  работающей на сжимающую нагрузку, определяем по формуле

, где γ_с = 1 — коэффициент условий работы сваи в грунте; γ_CR, γ_Сf —  коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетной сопротивление грунта; R- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; А - площадь опирания на грунт сваи, м; и - наружный периметр поперечного сечения сваи, м; f_i   —  расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа; h_i   —  толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

Для определения значений расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи все слои грунта, которые прорезает свая, начиная от подошвы ростверка, расчленяем на элементарные слои h_i толщиной не более 2 м (h_i< 2 м); определяем расстояние Z_i, до середины каждого элементарного слоя h_i; для каждого значения Z_iнаходим значения расчетных сопротивлений f_i.

Допускаемая расчетная нагрузка на сваю F  определяем по формуле

, где F_d - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;    y_k - коэффициент надежности, принимаемый равным 1.4, т.к. несущая способность сваи определена расчетом.

γ_с = 1                             

h₁ = 0.67 м

h₂ = 0.83 м   

h₂ = 1 м   

γ_CR1 = 0.9

γ_CR2 = 0.9

γ_CR3 = 1

γ_Сf1 = 1.9                     

γ_Сf2 = 0,8                     

γ_Сf3 = 1                     

А = π·r² = 3.14·0.475² = 0.71 м

и = 2·π·r = 2·3.14·0.475 = 2.983 м

f₁= 8.04 кПа

f₁= 6.64 кПа           

f₂= 35 кПа

R = 7100 кПа

 кН

 кН.

Вычисляем расчетную нагрузку, приходящуюся на каждую сваю

, где N_I - расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента; G_роствI - вес ростверка, кН; п - число свай в фундаменте на 1м; F - допускаемая расчетная нагрузка на сваю.

Вес ростверка определяем  по формуле

, где γ_р = 25 вес ростверка, кН/м³; А - площадь подошвы ростверка, м²; h_p – глубина заложения ростверка от уровня планировки.

Расчетная нагрузка на сваю равна 

Условие выполняется, несущая способность без дефектной сваи обеспечена.

Определение осадки свайного фундамента

Расчет осадки фундамента на естественном основании произведен методом послойного суммирования.

Фактическое давление определяется по формуле

.

Вес фундамента определяется по формуле

, где   - условный объем.

Границы фундамента определяются следующим образом: снизу — плоскостью, проходящей через нижние концы свай; с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии

.

Размеры фундамента определяем по формулам:

;

.

Площадь фундамента определяем по формуле

.

Угол внутреннего трения грунта принят по результатам испытания грунта

.

Расстояние от наружных граней крайних рядов вертикальных свай

м.

Размеры фундамента

 м,

Принимаем L_усл = 1.15 м.

Тогда площадь фундамента равна

 м².

Расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного фундамента

                                      

           

                                         

Вес фундамента

Нагрузка по второй группе предельных состояний равна

кН.

Вес фундамента

 кН.

Фактическое давление, действующее по подошве условного фундамента

 кПа.

Максимальная толщина элементарного слоя грунта определяется