6.10. Расчет ростверка на продавливание колонной.

Класс бетона ростверка принимаем В15, тогда R_bt = 0,75 МПа (табл.13 СНиП 2.03.01-84). Рабочую высоту сечения принимаем h₀ = 50 см

Расчетное условие имеет следующий вид: ;

Размеры b_col = 500 мм, h_col = 1400 мм, c₁ = 400 мм и c₂ = 250 мм, коэффициент надежности по назначению _n = 0,95.

Определяем коэффициент , учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны А_f (по наружному обводу обоих ветвей).

A_f = 2  (b_col + h_col)  h_g = 2 (0,5 + 1,4)1,25 = 4,75 м²;

.

Принимаем  = 0,85.

Значения реакций по верхней горизонтальной грани:

а) в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части:

б) во втором ряду от края ростверка:

Величина продавливающей силы определяется по формуле:

Предельная величина продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с принятой толщиной дна стакана:

,

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

6.11. Расчет свайного фундамента по деформациям.

Выполним расчет свайного фундамента по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок и момента по формуле 14 прил.1 к СНиП 2.02.03-85:

проверяем выполнение условия:

Горизонтальная нагрузка на голову сваи равна:

Коэффициент деформации _ = 0,887 м^-1 (п. 6.9. настоящего расчета). Условная ширина сечения сваи b_p = 0,95 м. Прочностной коэффициент пропорциональности, для супеси пластичной (J_L = 0,6), по табл.1 прил.1 СНиП 2.02.03-85 равен: a = 47,2 кН/м³.

Приведенное значение продольной силы для приведенной глубины погружения сваи в грунт = l  _ = 5,950,887 = 5,28 > 4 определяем по табл.2 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 (шарнирное сопряжение сваи с ростверком) при l = 4 и z_i = 0. Получаем = 0,409, тогда:

Так как сила H_el = 23,31 кН > _nH_I = 8,11 кН, то расчет ведем по первой (упругой) стадии работы системы свая-грунт.

При шарнирном опирании низкого ростверка на сваи М₀ = 0 и = 0, следовательно, формулы (30) и (31) по п.12 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 примут вид:

.

Определяем перемещение в уровне подошвы ростверка от единичной горизонтальной силы Н_II =1:

1/кН,

где безразмерные коэффициенты А₀ и В₀ приняты по табл.5 прил.1 к СНиП 2.02.03-85 для приведенной глубины погружения сваи = 4 м.

м;

рад.

Так как u_p = 0,187 см < u_u = 1см, условие ограничения горизонтального перемещения головы сваи выполнено.

6.12. Расчет устойчивости основания.

Выполним расчет устойчивости основания, окружающего сваю по условию (25) прил.1 к СНиП 2.02.03-85, ограничивающему расчетное давление σ_z, передаваемое на грунт боковыми поверхностями сваи:

.

Здесь расчетный удельный вес грунта с учетом взвешивания в воде (для слоя 2) _I = _sb = 8,9 кН/м³; φ_I = 17⁰; c_I = 4 кПа; коэффициент  = 0,6 (для забивных свай); коэффициент η₁ = 0,7. При установлении значения. коэффициента η₂ по формуле (26) прил.1 к СНиП 2.02.03-85, используем данные табл.5, из которой следует, что момент от внешних постоянных нагрузок в сечении на уровне нижних концов свай составит для оси Л:

М_с = 142,1 + 11,5  6,75 = 219,725 кНм.

Момент от временных нагрузок в том же сечении составит:

М_t = 74,8 + 291 + 18 + (1,6 + 47,6 + 1,3)  6,75 = 812,29 кНм;

.

Расчетное давление на грунт σ_z, кПа, определяем по формуле (36) и указаниям п.13 прил.1 к СНиП 2.02.03-85:

,

для глубины , так как > 2,5; откуда , а = 0,85.

Для этой приведенной глубины по табл. 4 прил. 1 СНиП 2.02.03-85 имеем:

А₁ = 0,996; В₁ = 0,849; С₁ = 0,363; D₁ = 0,103.

= 7666,29  (0,00179 - 0,00101 + 0,00008) = 6,593 кПа.

Как видно, 11,11 кПа,

т. е. устойчивость грунта, окружающего сваю, обеспечена.