8.2 Определение фактического давления на каждую сваю.

После размещения свай и конструирования ростверка находим фактический вес ростверка и грунта на его уступах N_ф и определяем фактическое давление на каждую сваю P_ф.

Для центрально нагруженного свайного фундамента проверяют условие:

P_ф = (N_2Б + N_{ф 2Б}) / n_с.ф. ≤ F

Определяем N_{ф 2Б} для оси 2Б.

Исходя из размеров сконструированного ростверка и подколонника, определяем их вес и вес грунта.

V_общ = 2,4 * 1,5 * 1,15 = 4,14 м³

V_рост. = 2,4 * 1,5 * 0,3 = 1,08 м³

V_{подкол.} = 0,75 * 1 *1,1 = 0,825 м³

V_земли = 4,14 – 1,08 – 0,825 = 2,235 м³

N_{ф 2Б} = 1,08*25 + 0,825*25 + 2,235*17,2 = 27 + 20,625 + 38,442 = 86,067 кН

P_ф = (1300+86,067)/6 = 231,01 кН ≤ 265,4 кН.

Условие выполняется.

Для внецентренно нагруженного свайного фундамента:

Р_ф = (N_2А + N_{ф 2А}) / n_с.ф. ± (М * у)/∑у² ≤ F

Определяем N_{ф 2А} для оси 2А.

Исходя из размеров сконструированного ростверка и подколонника, определяем их вес и вес грунта.

V_общ = 1,5 * 1,5 * 1,15 = 2,5875 м³

V_рост. = 1,5 * 1,5 * 0,3 = 0,675 м³

V_{подкол.} = 0,75 * 1 *1,1 = 0,825 м³

V_земли = 2,5875 – 0,675 – 0,825 = 1,0875 м³

N_{ф 2А} = 0,675*25 + 0,825*25 + 1,0875*17,2 = 16,875 + 20,625 + 18,705 = 56,205 кН

P_ф = (850+56,205)/4 ± (70*0,45)/(4*0,45²) =906,205/4 ± 31,5/0,81 = 226,55 ± 38,19 кН.

P_max = 265,4 кН ≤ 265,4 кН

P_min = 187.66 кН ≤ 265,4 кН

Условие выполняется.

8.3 Проверка давления в основании свайного фундамента как условно-массивного (Расчёт свайного фундамента по II группе предельных состояний)

При расчете осадок свайный фундамент принимают условно как массивный с подошвой, расположенной на уровне конца свай. Перед определением осадки проверяют прочность основания фундамента в уровне острия сваи.

Положение граней условного массивного фундамента определяют используя средневзвешенное значение расчетного угла внутреннего трения φ_ср.

φ_ср=(φ₁h₁+φ₂h₂+φ₃h₃+φ₄h₄)/₍h₁+h₂+h₃+h₄)

φ_ср=(16,42*0,65+17,33*1,5+17,33*1,5+17,33*0,75)/(0,65+1,5+1,5+0,75) = 75,6605/4,4 = 17,20°

α = 17,20/4 = 4,3°

Определяем ширину b_y условно массивного фундамента по оси 2А и 2Б

Определяем длину и площадь подошвы условно массивного фундамента по оси 2А:

L_y2А = 1,9 м

А_2А = 3,61 м²

Отношение длины фундамента 2Б к длине фундамента 2А составляет 1,6 (2,4:1,5=1,6), соответственно длина и площадь подошвы условно массивного фундамента по оси 2Б:

L_y2Б = 1,9*1,6=3,04 = 3 м

А_2Б = 5,7 м²

Принимаем размеры условно массивного фундамента по оси 2А 1,9х1,9м, по оси 2Б 1,9х3,0 и находим объем условно свайного фундамента.

По оси 2А

V=1,9х1,9х5,55=20,04 (м³)

Находим объем ростверка и подколонника

V=1,5х1,5х0,3+0,75х1х1,1=0,675 + 0,825=1,5 (м³)

Находим объем свай

V=4х0.30²х4,4=1,584 (м³)

Находим объем грунта

V_гр= V- V_св- V_р=20,04 – 1,584 – 1,5 = 16,956 (м³)

Далее определяем средневзвешенное значение удельного веса грунта по оси 2А в свайном условно-массивном фундаменте по формуле

Определяем вес грунта в объеме условно-массивного фундамента

G_гр=V_гр γ_II=16,956х17,62=298,76 (кН)

Определяем вес ростверка и свай

G_р+св = V_р+св γ_IIж/б=(1,5+1,584)х25= 77,10 (кН)

Расчетом проверяют условие

где - сумма расчетных нагрузок (по деформациям) в плоскости подошвы свайного фундамента, определяются по формуле

A_y – площадь подошвы условного массивного фундамента, A_y=3,61 м²

R -прочность основания фундамента в уровне острия сваи при d₁=z₀, b=b_y

Определяем для фундамента по оси 2А

=850+298,76+77,10=1 225,86

Определяем расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне острия свай, основанием будут служить суглинки тугопластичные со следующими расчетными характеристиками

γ_II=18.03Н/м³

d₁=z₀=5,55 м

b=b_y=1,9 м

М_y=0.395, М_q=2.58, М_c=5.15.

γ^'_II=17,62 кН/м³

R_2А =((1,2*1)/1)*(0,395*1*1,9*18,03+2,58*5,55*17,62+5,15*18.25) = 1,2*(13,53+252,3+93.99)=1,2*359.82=431.78 кПа

Проверяем условие для фундамента по оси 2А

P_II=1225.86/3.61=339.57кПа

339,57 кПа≤431,78 кПа

Условие выполняется

По оси 2Б

V=1,9х3,0х5,55=31,635 (м³)

Находим объем ростверка и подколонника

V=2,4х1,5х0,3+0,75х1х1,1= 1,08+ 0,825= 1,905(м³)

Находим объем свай

V=6х0.30²х4,4=2,376 (м³)

Находим объем грунта

V_гр= V- V_св- V_р=31,635 – 1,905 – 2,376 = 27,354 (м³)

Далее определяем средневзвешенное значение удельного веса грунта по оси 2Б в свайном условно-массивном фундаменте по формуле

Определяем вес грунта в объеме условно-массивного фундамента

G_гр=V_гр γ_II=27,354х17,62=481,98 (кН)

Определяем вес ростверка и свай

G_р+св = V_р+св γ_IIж/б=(1,905+2,376)х25= 107,03 (кН)

Расчетом проверяют условие

где - сумма расчетных нагрузок (по деформациям) в плоскости подошвы свайного фундамента, определяются по формуле

A_y – площадь подошвы условного массивного фундамента, A_y=5,7 м²

R -прочность основания фундамента в уровне острия сваи при d₁=z₀, b=b_y

Определяем для фундамента по оси 2Б

=1300+481,98+107,03= 1 889,01

Определяем расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента в уровне острия свай, основанием будут служить суглинки тугопластичные со следующими расчетными характеристиками

γ_II=18.03Н/м³

d₁=z₀=5,55 м

b=b_y=1,9 м

М_y=0.395, М_q=2.58, М_c=5.15.

γ^'_II=17,62 кН/м³

R_2А =((1,2*1)/1)*(0,395*1*1,9*18,03+2,58*5,55*17,62+5,15*18.25) = 1,2*(13,53+252,3+93.99)=1,2*359.82=431.78 кПа

Проверяем условие для фундамента по оси 2Б

P_II=1889,01/5,7=331,41 кПа

331,41 кПа≤431,78 кПа

Условие выполняется