hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м

h1 = 3,9 м, h2 = 5,2 м, h3 = 6,3 м, h4 = 7,1 м, h5 = 8,1 м, h6 = 10,35 м

Подставляем полученные значения в формулу и определяем несущую способность сваи С10-30 по грунту.

Fd = 1·(1·1590·0,09+1,2·(27·3,9+29,4·5,2+31,3·6,3+32,1·7,1+33,05·8,1+34,28·10,35))

Fd = 1710,0396 кПа

2.4.5Определение количества свай в свайном фундаменте

Расчетную глубину промерзания грунта определяется по формуле:

df = Kn · dfn и зависит от теплового режима здания, от наличия подвала, конструкции пола .

dfn - нормативная глубина промерзания грунта, dfn = 2,2 м,

Kn - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый равным 0,6.

тогда df = 2,2 · 0,6 = 1,32 м

Количество свай С10-30 под стену здания можно определить по формуле:

Fi · gK 1,4 · 1672,6

n = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,4 св., принимаем 2 сваи.

Fd 1710,0396

Расстояние между сваями (шаг свай) вычисляется по формуле:

mp · Fd 2 · 1710,039

a = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1,34 м

Fd 1,4 · 1672,6

mp - число рядов свай

Расстояние между рядами свай равно 1,1 м.

Ширина ростверка в этом случае будет равна 1,5 м.

Собственный вес одного погонного метра ростверка определяется по формуле: GIP = b · hp · gb · gf, где

b, hp - соответственно ширина и толщина ростверка, м

gb - удельный вес железобетона, принимаемый gb = 24 кН/м3

gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый gf = 1,1

Подставим в формулу соответствующие значения и величины:

GIP = 1,5 · 0,6 · 1,1 · 24 = 23,76 кН/м

Собственный вес группы на уступах ростверка может быть определена по формуле: GIГР = (b - bc) · h · gI‘ · gf, где:

bc - ширина цокольной части

h - средняя высота грунта на уступах ростверка, h = 1,25 м

gI‘ - удельный вес грунта обратной засыпки, принимаемый равным gI‘= 17 кН/м3

gf - коэффициент надежности по нагрузке для насыпных грунтов gf = 1,15

GIГР = (1,5 - 0,73) · 1,25 · 17 · 1,15 = 18,81 кН/м

Расчетная нагрузка в плоскости подошвы ростверка:

å FI = FI’ + GIР +GIГР = 1672,6 + 23,76 + 18,81 = 1715,17 кН/м

Фактическую нагрузку, передаваемую на каждую сваю ленточного фундамента, определяем по формуле:

a · å FI 1,4 · 1715,17

N = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 1200,619 кН

mP 2

Проверим выполнение условия несущей способности грунта в основании сваи:

Fd 1710,0396

N £ ¾ 1200,69 £ ¾¾¾¾¾ = 1221,46

gK 1,4

2.4.6Расчет осадки свайного фундамента

Осадка ленточных фундаментов с двухрядным расположением свай и расстоянием между сваями (3 - 4 d) определяется по формуле:

n · (1- n2)

S = ¾¾¾¾¾ · d0, где:

p · E

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент (кН/м) с учетом веса условного фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху- поверхностью планировки, с боков - вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай, снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай.

E, n - модуль деформации (кПа) и коэффициент Пуассона грунта в пределах снимаемой толщи.

d0 - коэффициент, определяемый по номограмме СНиП 2.02.03 - 85.

Полная нагрузка n складывается из расчетной нагрузки, действующей в уровне планировочной отметки, и собственного веса условного ленточного фундамента.

FII’ = 535,23 - 0,73 · 1,1 · 2,4 = 533,3 кН/м, тогда полная нагрузка n равна:

n = FII’ + b · d · g, где:

b - ширина фундамента, равна 1,4 м

d - глубина заложения фундамента от уровня планировочной отметки, равна 13м

g - среднее значение удельного веса свайного массива, g = 20кН/м3

n = 533,3 + 1,4 · 13 · 20 = 897,3 кН/м

Для определения коэффициента d0 необходимо знать глубину снимаемой толщи HC, которая в свою очередь, зависит от значения дополнительных напряжений, развивающихся в массиве грунта под фундаментом.

Дополнительные напряжения определяются по формуле:

n

sZР = ¾¾¾ · an, где:

p · h

n - полная нагрузка на ленточный свайный фундамент, кН/м

h - глубина погружения свай, м

an - безразмерный коэффициент, зависит от приведенной ширины b = b/h и приведенной глубины рассматриваемой точки z/h, где z - фактическая глубина рассматриваемого слоя грунта от уровня планировки

b = 1,4/10 = 0,14

Вычисленные значения дополнительных напряжений сведем в табл. № 1

Природные напряжения от действия собственного веса грунта определяются по формуле:

n

szg = å giII · hi, где:

i=1

giII - удельный вес i - го слоя,

hi - толщина i - го слоя.

Природные напряжения в уровне подошвы условного фундамента будут равны:

szdyg = 10,03 · 1,7 + 10,74 · 0,8 + 10,24 · 3,4 + 10,66 · 0,8 + 9,95 · 6,3 = 131,672

Для дальнейшего расчета осадки необходимо знать удельный вес грунта твердых частиц

gS = grS, где

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2

rS - плотность грунта твердых частиц.

gS1 = 26,36 gS2 = 26,55 gS3 = 26,068 gS4 = 26,85 gS5 = 26,26

gS · gw

gSB = ¾¾¾¾ , где

1+e

gS - удельный вес твердых частиц

gw - удельный вес воды

e - коэффициент пористости

gSb1 = 10,03 gSb2 = 10,74 gSb3 = 10,26 gSb4 = 10,66 gSb5 = 9,95

n

szg = å giII · hi sgz1

i=1

sgz1 = szdyg + g1 · h1 = 131,672 + 10 · 0,31 = 134,1245 кПа

szg2 = szg1 + g2 · h2 = 134,1245 + 10 · 0,38 = 137,9055 кПа

szg3 = szg1 + g3 · h3 = 137,9055 + 10 · 0,766= 145,567 кПа и так далее .

Аналогично рассчитываются другие значения и сводятся в табл. 1. Ориентировочно, глубину снимаемой толщи HC можно определить из условия:

szp £ 0,2 · szg.

Анализ табл. 1 показывает, что это условие выполняется примерно на относительной глубине z/h = 1,9. Тогда HC= 1,9 · 9,7 = 18,43 м

Z- глубина от подошвы фундамента, м

Коэффициент Пуассона для песка, n = 0,3. Пользуясь номограммой при HC/h = 1,9 м и b = 0,14 находим d0 = 2,15. Осадка фундамента будет равна:

n · (1- n2) 897,3 · (1 - 0,32)

S = ¾¾¾¾¾ · d0 = ¾¾¾¾¾¾¾ · 2,15 = 0,025 м = 2,5 см.

p · E 3,14 · 21700

Средняя осадка для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими кирпичными стенами не должна превышать 10 см. Следовательно, условия

S £ SU выполняется S = 2,5 см £ SU = 10 см.

Таблица 1