.

   Расчетное сопротивление сваи по грунту:

   Р_г = F_d  / ,

   где – коэффициент надежности, равный 1,4 (если несущая способность сваи определена расчетом);

   Р_г = 948,54/ 1,4 = 677,53 кН.

         Расчетное сопротивление  сваи, уменьшенное на значение ее собственного веса (полезная несущая способность сваи):

    ,

   где g_с – собственный вес сваи, кН:

   g_с = A·l_св·γ_b ,

   где = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

        А = 0,09 м² – площадь поперечного сечения сваи, м²;

         l_св = 5–0,05 = 4,95 м – длина сваи без учета величины заделки сваи в ростверк;

         γ_b = 25 кН/м³ –  удельный вес железобетона;

   g_с = 0,09·4,95·25 = 11,14 кН;

    .

Определение количества свай

Предварительное определение количества свай в фундаменте и их размещение при  центральной нагрузке

 

      В первом приближении число свай определяется как для центрально нагруженного фундамента без учета действующего момента. При центральной нагрузке усилия между сваями фундамента распределяются равномерно.

      Количество  свай п с последующим округлением до целого числа в большую сторону:

,

   где N_max – максимальное расчетное усилие;

       N_max = 2473,33 кН;

        t_min – минимальное расстояние между осями свай,

        t_min = 3d_c = 3*0,3 = 0,9 м;

        d_c = 0,3 м – сторона сечения сваи;

        H_p = 1,5 м – глубина заложения ростверка;

       = 20 кН/м³ – осредненный удельный вес бетона ростверка со стаканом и грунта на уступах ростверка;

         = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

    ;

   принято n = 5. 

   Размещение  свай показано на рис. 7.

                      

Рис.7. Схема к определению  количества свай для  фундамента

Проверка  усилий в сваях

После определения  числа свай и размещения их в плане  вычисляем  усилия в сваях:

где N - вертикальная нагрузка,

   G_p – вес ростверка:

   G_p = a_p·b_p·H_p· · ;

   G_p= 2,16·1,5·1,5·20·1,1 = 106,92 кН;

     

   Усилия  в сваях должны отвечать следующим  условиям:

   N_ic £ P^'_г, где N_ic – усилие в свае, кН.

   516,05 кН < 665,28 кН – условие выполняется.

       

Определение степени использования  несущей способности  сваи

 

   Степень использования несущей способности  сваи определяется по формуле:

    .

   При этом степень перегрузки свай (при  δ < 0) не должна превышать 5 %, степень недогрузки (при δ > 0) допускается принимать не более 15 %.

    .

Расчет  конечной осадки свайного фундамента

Определение размеров подошвы  условного фундамента

 

         Расчет свайного фундамента и его основания по деформациям проводится как для условного фундамента на естественном основании [4, п.6.].

         Границы условного фундамента определяются:

• снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай;
• с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстояние ∆;
• сверху – поверхностью планировки грунта.

                   

          Рис. 9. Схема к определению размеров условного фундамента

 
 
 
 
 
 
 

Размеры подошвы условного  фундамента:

   а_у  = а + d_c + 2∆,

   b_у  = b + d_c + 2∆,

    ,

   где – осредненное расчетное значение угла внутреннего трения в пределах высоты условного фундамента (рис. 9):

    ,

   где – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i;

         – глубина погружения свай в грунт;

    .

    ;

   а_у=1,56+0,30+2·0,396=2,652 м,

   b_у=0,90+0,30+2·0,396=1,992 м.

Проверка  напряжений на уровне нижних концов свай

 

   Давление  в грунте от нормативных нагрузок р на уровне нижних концов свай не должно превышать расчетного сопротивления грунта R:

   р ≤ R.

         Давление под подошвой условного фундамента:

    ,                                                    

   где – осредненное значение коэффициента надежности по нагрузке;

        G^н_yф – нормативный вес условного фундамента (рис. 9): С^н_уф = а_ув_уН ,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

   где = 20 кН/м³ – осредненный объемный вес бетона и грунта;

   С^н_уф = 2,652·1,992·6,45·20 = 681,48 кН;

    .

         Определяем расчетное  сопротивление грунта на уровне нижних концов свай:

    ,

   где коэффициенты те же, что в п. 1.3. слой № 2;

   d₁ = Н = 6,45 м;

   b = b_у = 1,992 м;

    ;

   519,16 кПа < 577,9 кПа – условие выполняется. 

   Размещение  свай показано на рис. 7.

Определение нижней границы сжимаемой  толщи основания

                                  

   Рис. 10. Схема к определению ВС 

      Вертикальные  напряжения от собственного веса грунта (рис. 10):

    .

     

   Дополнительное  вертикальное давление на основание:

   p_o= p- _o ,

   где – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

   p_o=519,155–122,9=396,254 кН/м²; 

         Дополнительное давление:

    , где a – коэффициент зависит от  соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины [1, прил. 2, табл.1]; значения  z отсчитываются от подошвы условного фундамента до подошвы каждого слоя мощностью h_i = 0,2b_y;

;

    ;   h_i=0,2b_y=0,2·1,992=0,398 м. 

   Эпюры вертикальных напряжений от веса грунта и дополнительных давлений см. рис. 11. Граница сжимаемой толщи основания находится на глубине z = H_c, где выполняется условие: . 
 
 
 
 
 
 
 

   Таблица 3

   Определение давления под подошвой условного фундамента