Проектирование свайного фундамента

 

Расчет и проектирование свайных фундаментов рекомендуется проводить в следующем порядке.

 

1. Ориентировочно устанавливается высота ростверка. Высоту ростверка в первом приближении можно принимать .

2. Расчетную длину сваи (от подошвы ростверка до нижнего конца) назначают из геологических условий так, чтобы остриё сваи заходило в несущий слой грунта.

Заглубление острия сваи в несущий слой грунта должно быть не менее:

− в крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные грунты, а также глинистые грунта с консистенцией − 0,5 м;

− в прочие виды нескальных грунтов − 1,0 м.

3. В соответствии с назначенной длиной сваи принимают размер сечения сваи (Таблица 9).

Заготовительная длина сваи считается от головы сваи до нижнего конца без учета острия.

 

Таблица 9

Параметры забивных железобетонных сплошных свай

Поперечное сечение, см	Длина свай, м
	3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7
	3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7
	3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12
	8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16
	13; 14; 15; 16

 

4. Несущая способность F_d висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, определяется как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

 

(4.16)

 

где g_c − коэффициент условий работы, принимаемый g_c = 1;

g_cR, g_cf −коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи; т.к. используемые сваи являются сплошными, а их погружение производится дизельными молотами, и ;

R − расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (Таблица 10);

 

 

Таблица 10

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай

Глубина погружения нижнего конца сваи, м	Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай, погружаемых без выемки грунта, R (т/м2)
песчаных грунтов средней плотности
гравелистых	крупных	−	средней крупности	мелких	пылеватых	−
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
		660		310 200)	200
		680		320	210
		700		340	220
		730		370	240
		770		400	260
		820		440
				480
Примечания. 1. Над чертой даны значения R для песчаных грунтов, под чертой - для пылевато-глинистых. 2. В Таблице 10 и Таблице 11 глубину погружения нижнего конца сваи следует принимать от уровня природного рельефа. 3. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL пылевато-глинистых грунтов значения R и fi в Таблице 10 и Таблице 11 определяются интерполяцией. 4. Для супесей при числе пластичности Ip £ 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

 

 

A − площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи;

u − наружный периметр поперечного сечения сваи;

f_i − расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи (Таблица 11);

 

Таблица 11

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай

Средняя глубина расположения слоя грунта, м	Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай fi, т/м2
песчаных грунтов средней плотности
крупных и средней крупности	мелких	пылеватых	-	-	-	-	-	-
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL равном
0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	3,5	2,3	1,5	1,2	0,8	0,4	0,4	0,3	0,2
	4,2	3,0	2,1	1,7	1,2	0,7	0,5	0,4	0,4
	4,8	3,5	2,5	2,0	1,4	0,8	0,7	0,6	0,5
	5,3	3,8	2,7	2,2	1,6	0,9	0,8	0,7	0,5
	5,6	4,0	2,9	2,4	1,7	1,0	0,8	0,7	0,6
	5,8	4,2	3,1	2,5	1,8	1,0	0,8	0,7	0,6
	6,2	4,4	3,3	2,6	1,9	1,0	0,8	0,7	0,6
	6,5	4,6	3,4	2,7	1,9	1,0	0,8	0,7	0,6
	7,2	5,1	3,8	2,8	2,0	1,1	0,8	0,7	0,6
	7,9	5,6	4,1	3,0	2,0	1,2	0,8	0,7	0,6
	8,6	6,1	4,4	3,2	2,0	1,2	0,8	0,7	0,6
	9,3	6,6	4,7	3,4	2,1	1,2	0,9	0,8	0,7
	10,	7,0	5,0	3,6	2,2	1,3	0,9	0,8	0,7
Примечания. 1. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай fi следует увеличивать на 30 % по сравнению со значениями, приведенными в Таблице 11. 2. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15 % по сравнению со значениями, приведенными в Таблице 11, при любых значениях показателя текучести.

 

l_i − толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;

n − число слоев грунта пересекаемых сваей.

5. Определяется ориентировочное число свай в ростверке по формуле:

, (4.17)

где γ_k − коэффициент перегрузки, принимаемый около 1,4;

N_f − вес фундамента;

N_g − вес грунта обратной засыпки на обрезах фундамента.

Сумму N_f и N_g обычно принимают 20% от N₀.

При восприятии фундаментом кроме поперечных сил изгибающих моментов, число свай в ростверке увеличивается на %: , окончательное количество сваи принимается равным ближайшему целому числу.

6. Размещают сваи в плане. В фундаментах из висячих свай расстояния между осями свай принимаются в плоскости нижних концов свай - не меньше 3d, где d − диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, а для свай-стоек − не менее 1,5d.

После того, как количество и расположение свай намечены, определяются размеры подошвы свайного ростверка, которые должны быть такими, чтобы расстояние от оси любого из крайних рядов свай до края подошвы было равно 0,7d.

7. Высчитывают расчетную нагрузку N на каждую сваю, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку определяют по формуле

, (4.18)

где N_f − вес фундамента, определяемый по формуле:

, (4.19)

A_р − площадь ростверка;

γ_бет − удельный вес бетона;

l_с − длина сваи;

N_g − вес грунта обратной засыпки на обрезах фундамента, определяемый по формуле:

, (4.20)

γ_гр − средний удельный вес грунта;

M_x, M_y − расчетные изгибающие моменты, относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка; определяются по соответствующим формулам:

, (4.21)

; (4.22)

x_i, y_i − расстояния от главных осей до оси каждой сваи.

8. Из вычисленных расчетных нагрузок выбирается максимальная, и проверяется выполнение следующего неравенства:

. (4.23)

5. Расчет железобетонных фундаментов на продавливание