4 Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием буронабивных свай

4.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Глубина заложения подошвы ростверка d_р = 1,5 м.

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Глубина заложения подошвы ростверка d_р = 1,5 м.

4.2 Определение требуемой длины сваи

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Требуемая длина сваи

Принимаем длину сваи L_тр = 3 м.

Рисунок 4.1 – Фундамент на буронабивных сваях в сечении 2 – 2.

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Требуемая длина сваи

Принимаем длину сваи L_тр = 3 м.

Рисунок 4.2 – Фундамент на буронабивных сваях в сечении 3 – 3

4.3 Определение несущей способности сваи

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Несущая способность сваи

γ_c = 1

γ_cr = 1

γ_cf = 0,6

R = 8550 кПа

A = π · r² = 3,14 · 0,04 = 0,126 м²

U = π · d = 3,14 · 0,4 = 1,256 м

z₁ = 2,5 м h₁ = 2,0 м

z₂ = 4,0 м h₂ = 1,0 м

f₁ = 45

f₂ = 53

Ʃ f_i · h_i = 143,0

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Несущая способность сваи

γ_c = 1

γ_cr = 1

γ_cf = 0,6

R = 8550 кПа

A = π · r² = 3,14 · 0,04 = 0,126 м²

U = π · d = 3,14 · 0,4 = 1,256 м

z₁ = 2,5 м h₁ = 2,0 м

z₂ = 4,0 м h₂ = 1,0 м

f₁ = 45

f₂ = 53

Ʃ f_i · h_i = 143,0

4.4 Определение требуемого количества свай в ростверке

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Несущая способность сваи по грунту

Среднее давление под острием сваи

Требуемый размер ростверка

Суммарная нагрузка

Требуемое количество свай в ростверке

Принимаем 1 сваю в ростверке.

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Несущая способность сваи по грунту

Среднее давление под острием сваи

Требуемый размер ростверка

Суммарная нагрузка

Требуемое количество свай в ростверке

Принимаем 1 сваю в ростверке.

4.5 Конструирование ростверка

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Рисунок 4.3 – Количество свай в ростверке в сечении 2 – 2

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Рисунок 4.4 – Количество свай в ростверке в сечении 4 – 4

4.6 Проверка усилий, действующих на сваю

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Усилия, действующие на сваю в центрально нагруженном фундаменте

Проверка условий:

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Усилия, действующие на сваю в центрально нагруженном фундаменте

Проверка условий:

4.7 Расчёт свайных фундаментов по деформациям

Сечение 2 – 2 (с подвалом)

Расчёт осадки фундамента производим методом послойного суммирования и результаты заносим в таблицу 4.1.

Среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

γ_c1 = 1,4;

γ_c2 = 1,2;

k = 1,1 ;

M_y = 1,8

M_q = 8,19

M_c = 9,91

k_z = 1

γ_II = 20,9 кН/м³

d_b = 1 м

c_II = 68 кПа

γ_cf = 22 кН/м³

Размеры условного фундамента

Расчетное сопротивление грунта основания

Площадь условного фундамента

Вес грунта

Вес ростверка

Вес свай

Проверка условий:

Р_ср = 691,28 кПа < R = 1268,0 кПа

Дополнительное давление на грунт по подошве условного фундамента

Для расчета осадки методом послойного суммирования грунт ниже уровня подошвы фундамента делится на элементарные слои толщиной

Природное напряжение на уровне подошвы фундамента

Размер условного фундамента

Напряжение в грунте от внешней нагрузки

Дополнительное напряжение на уровне подошвы фундамента

Таблица 4.1 – Расчет методом послойного суммирования.

Грунт	№ слоев	i, м	σzgi, кПа	z, м	ζ = 2z/b	α	σzpi, кПа	σzpm,, кПа	Ʃ σzp,m
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Глина γ = 20,6 кН/м3	0	0	94,05	0	0	1	432,25	-	1426,43
	1	0,392	102,13	0,392	0,8	0,8	345,8	778,05
	2	0,108	104,35	0,5	1,0	0,7	302,58	648,38
Песок γ = 20,9 кН/м3	3	0,392	112,54	0,892	1,8	0,393	169,87	472,45	1138,97
	4	0,392	120,73	1,284	2,6	0,229	98,99	268,86
	5	0,392	128,92	1,676	3,4	0,146	63,1	162,09
	6	0,392	137,11	2,068	4,2	0,100	43,23	106,33
	7	0,392	145,3	2,46	5,0	0,072	31,12	74,35
	8	0,392	153,5	2,852	5,8	0,055	23,77	54,89
Песок γ = 20,9 кН/м3	9	0,392	161,7	3,244	6,6	0,043	18,59	42,36	102,45
	10	0,392	169,9	3,636	7,4	0,034	14,70	33,29
	11	0,392	178,1	4,028	8,2	0,028	12,10	26,8

Продолжение таблицы 4.1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	12	0,392	186,3	4,42	9,0	0,023	9,94	22,04
	13	0,392	194,5	4,812	9,8	0,0195	8,43	18,37
	14	0,188	198,4	5,0	10,2	0,018	7,78	16,21
Песок γ = 18,3 кН/м3	15	0,392	205,57	5,392	11,0	0,0155	6,7	14,48	83,44
	16	0,392	212,74	5,784	11,8	0,0135	5,84	12,54
	17	0,392	219,91	6,176	12,6	0,013	5,62	11,46
	18	0,392	227,1	6,568	13,4	0,013	5,62	11,24
	19	0,392	234,27	6,96	14,2	0,013	5,62	11,24
	20	0,392	241,44	7,352	15,0	0,013	5,62	11,24
	21	0,148	244,15	7,5	15,3	0,013	5,62	11,24

Осадка основания фундамента:

Осадка сравнивается с предельной осадкой

S = 0,35 < S_u = 10 см

Вывод: осадка фундамента в пределах допустимого значения.

Рисунок 4.5 – Схема осадки фундамента на забивных сваях в сечении 2 – 2

Сечение 4 – 4 (с подвалом)

Расчёт осадки фундамента производим методом послойного суммирования и результаты заносим в таблицу 4.1.

Среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента

γ_c1 = 1,4;

γ_c2 = 1,2;

k = 1,1 ;

M_y = 1,8

M_q = 8,19

M_c = 9,91

k_z = 1

γ_II = 20,9 кН/м³

d_b = 1 м

c_II = 68 кПа

γ_cf = 22 кН/м³

Размеры условного фундамента

Расчетное сопротивление грунта основания

Площадь условного фундамента

Вес грунта

Вес ростверка

Вес свай

Проверка условий:

Р_ср = 708,83 кПа < R = 1268,0 кПа

Дополнительное давление на грунт по подошве условного фундамента

Для расчета осадки методом послойного суммирования грунт ниже уровня подошвы фундамента делится на элементарные слои толщиной

Природное напряжение на уровне подошвы фундамента

Размер условного фундамента

Напряжение в грунте от внешней нагрузки

Дополнительное напряжение на уровне подошвы фундамента

Таблица 4.1 – Расчет методом послойного суммирования.

Грунт	№ слоев		i, м		σzgi, кПа		z, м		ζ = 2z/b		α		σzpi, кПа		σzpm,, кПа		Ʃ σzp,m
1	2		3		4		5		6		7		8		9		10
Глина γ = 20,6 кН/м3	0		0		94,05		0		0		1		470,25		-		1551,83
	1		0,392		102,13		0,392		0,8		0,8		376,2		846,45
	2		0,108		104,35		0,5		1,0		0,7		329,18		705,38
	3		0,392		112,54		0,892		1,8		0,393		184,8		513,98		1412,12
	4		0,392		120,73		1,284		2,6		0,229		107,69		292,49
	5		0,392		128,92		1,676		3,4		0,146		68,66		176,35
	6		0,392		137,11		2,068		4,2		0,100		47,0		115,66
Песок γ = 20,9 кН/м3		7		0,392		145,3		2,46		5,0		0,072		33,86		80,86
		8		0,392		153,5		2,852		5,8		0,055		25,86		59,72
		9		0,392		161,7		3,244		6,6		0,043		20,22		46,08		173,06
		10		0,392		169,9		3,636		7,4		0,034		15,99		36,21
		11		0,392		178,1		4,028		8,2		0,028		13,17		29,16

Продолжение таблицы 4.1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	12	0,392	186,3	4,42	9,0	0,023	10,82	23,99
	13	0,392	194,5	4,812	9,8	0,0195	9,17	19,99
	14	0,188	198,4	5,0	10,2	0,018	8,46	17,63
Песок γ = 18,3 кН/м3	15	0,392	205,57	5,392	11,0	0,0155	7,29	15,75	90,73
	16	0,392	212,74	5,784	11,8	0,0135	6,35	13,64
	17	0,392	219,91	6,176	12,6	0,013	6,11	12,46
	18	0,392	227,1	6,568	13,4	0,013	6,11	12,22
	19	0,392	234,27	6,96	14,2	0,013	6,11	12,22
	20	0,392	241,44	7,352	15,0	0,013	6,11	12,22
	21	0,148	244,15	7,5	15,3	0,013	6,11	12,22

Осадка основания фундамента:

Осадка сравнивается с предельной осадкой

S = 0,40 < S_u = 10 см

Вывод: осадка фундамента в пределах допустимого значения.

Рисунок 4.5 – Схема осадки фундамента на забивных сваях в сечении 4 – 4