2.3 Предварительное определение размеров свай
Для фундаментов промышленных и гражданских зданий минимальная длина сваи принимается 3 м. В общем случае длина сваи назначается таким образом, чтобы были прорезаны слабые слои грунта.
Нижние концы свай следует заглублять в малосжимаемые крупнообломочные, гравелистые, крупные, средней крупности песчаные грунты, а также в глинистые грунты с показателем текучести JL ≤ 0,1 не менее чем на 0,5 м, в прочие виды нескальных грунтов – на 1,0 м.
При определении заглубления нижнего конца сваи важно, чтобы под ним оставался достаточно мощный слой прочного грунта. Ориентировочно можно считать, что под подошвой сваи должен быть слой прочного грунта толщиной не менее 3…5 d (d – сторона квадратной или диаметр круглой сваи).
Полная длина сваи определяется как сумма:
ℓсв. = ℓo + ℓгр + ℓн.с., (2.2)
где ℓo – глубина заделки сваи в ростверк;
ℓгр – мощность прорезаемых слабых грунтов, расположенных выше несущего слоя, м;
ℓн.с. – заглубление в несущий слой, м.
Окончательные размеры свай и по сечению и по длине назначают согласно ГОСТам и из приложения, таблица А.1.
Пример 2.1. Выбрать тип, конструкцию и размеры сваи для свайного фундамента под наружную колонну сечением 40х40 см, здание многоэтажное, с гибкой конструктивной схемой, при напластовании грунтов (сверху вниз):
– первый слой мощностью 5,6 м – насыпной грунт не может служить естественным основанием: = 15,7 кН/м3;
– второй слой мощностью 4,4 м – суглинок твердый, просадочный и не может служить естественным основанием без ликвидации просадочных свойств, с показателями физико-механических характеристик:
= 20 кН/м3; s = 26,6 кН/м3; d = 15,9 кН/м3; e =0,82; w = 6,9 %
– третий слой мощностью 5,2 м – суглинок тугопластичный с коэффициентом пористости е = 0,9 имеет удовлетворительные деформационно-прочностные показатели, может служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай:
= 17,1 кН/м3; s = 26,6 кН /м3; d = 1,40 кН/м3; e = 0,9; w = 22 %;
Jp = 11 %; JL = 0,36; E = 9500 кПа; Cn = 16,5 кПа; n = 18, Rο = 184,3 кПа.
– четвертый слой мощностью 2,9 м – глина полутвердая, является водоупором. Имеет хорошие деформативно–прочностные характеристики, может служить естественным основанием, а также опорным пластом для острия свай:
= 18,9 кН/м3; s = 27,3 кН /м3; d = 14,1кН/м3; e = 0,94; w = 34 %;
Jp =22,9 %; JL = 0,17<0,25 – водоупор; E = 15300 кПа; Cn = 41,6 кПа; n = 16,2.
Высота ростверка должна быть не менее h0 + 0,25 = 0,3 + 0,25 = 0,55 м,
где h0 – рабочая толщина ростверка, не менее 0,3 м.
Примем h0 = 0,5 м, и hсm = 0,9 м, тогда высота ростверка составит:
hр = 0,5 + 0,9 = 1,4м > 0,55м
Глубина заложения ростверка от отметки чистого пола (рисунок 2.3) составит:
1,4 + 0,15 = 1,55 м.
Глубина заложения ростверка от планировочной отметки составит:
1,55 – 0,45 = 1,1 м.
Предварительная длина сваи:
ℓсв= ℓ0 + ℓгр+ ℓн.с.
Заглубим сваю в третий слой – суглинок тугопластичный:
ℓсв = 0,1 + (4,5 + 4,4) + 1,0 = 10 м.
Принимаем сваю марки С 10 – 30.
Рисунок 2.3 – К определению предварительной длины сваи
Так как под нижними концами у свай нет грунта с модулем деформации Е 50 МПа, то свайный фундамент считаем как висячий.