Проверка свайного фундамента по фактической нагрузке.

После определения размеров ростверка уточняют фактическую нагрузку на сваю и при необходимости корректируют параметры свайного фундамента. При проектировании ростверков необходимо стремиться к тому, чтобы нагрузка F, допускаемая на сваю, была равна расчетной нагрузке на сваю или недогрузка не превышала на 5–10%. При внецентренном загружении допускается, чтобы расчетная нагрузка на сваю, превышала нагрузку, допускаемую на сваю F, на 20%.

При этом должны соблюдаться условия:

N_d =

Проверка свайных кустов на внецентренное загружение ведется по формуле:

, где

Nd – суммарная расчетная нагрузка на уровне низа фундамента, кН,

Nd = Np + Gp + Gг;

Np – нагрузка на уровне обреза фундамента, кН;

Gp – вес ростверка, 4,18 · 23 = 96,2кН;

Gг – вес грунта на уступах ростверка, 3,1 · 18 = 55,8 кН;

N_d = 1380 + 96,2 + 55,8 = 1532,0 кН, где

N_ф N_d

N_ф = Np + Gp + Gг /n = 1380 + 96,5 + 55,8 / 5 = 306,4 кН

306,4 1532,0 кН

n – количество свай;

F_d – несущая способность сваи, кН;

γk – коэффициент надежности по грунту 1,4

M_x,M_y – моменты относительно осей X и плана свай в плоскости подошвы свайного ростверка;

x_i,y_i – расстояние от осей ростверка до оси каждой сваи, м;

x,y – расстояние от осей ростверка до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

М=М_0I+F_0I*d_p = 370+17·2,6=414,2

Расчетная фактическая нагрузка на сваю определяется по формуле

 

N_ф = = 444,5 кН £ 1.2 · = 1,2 ∙ 393,6= 472,3 кН.

 

Недогрузка крайних свай 5,9 % в допустимых пределах, т. е. меньше 10%.

Условие выполнено, можно проводить расчет осадок.

 

Расчет осадки одиночной сваи.

Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига G₁, МПа, коэффициентом Пуассона ₁ и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига G₂ и коэффициентом Пуассона ₂, и при условии /d G_l /G₂d 1 (где 𝑙 — длина сваи, м, d — наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м) по формулам:

Осадка одиночной сваи без уширения пяты определяется по формуле:

S=

где N — вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, 0,444МН;

— коэффициент, определяемый по формуле

 

=

= 0,17 ln(k_νG ₁ l/G ₂ d) -коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае;
α = 0,17 ln (k_{ν 1} l/d) -тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G ₁ и ν₁;
χ =EA/G ₁ l ² –относительная жесткость сваи;
EA -жесткость ствола сваи на сжатие, МН;
λ₁-параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле:

λ₁=2,12· χ³^/4/1+2,12· χ³^/4

где k_ν, k_{ν 1} - коэффициенты, определяемые по формуле:

k_ν = 2,82 – 3,78 ν + 2,18 ν ²

соответственно при ν= (ν ₁ + ν ₂)/2 и при ν = ν ₁.

Характеристики G ₁ и ν ₁ принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, a G ₂ и ν ₂ -в пределах 0,5 l, т.е. на глубинах от l до 1,5 l от верха свай.

 

Насыпной

грунт

 

 

2,3

2,6

Песок

мелкий Е=24МПа

 

 

сугл. мягк.Е=8,5МПа

 

пес. мелк.Е=24МПа

 

 

 

сугл. мягк.Е=8,5МПа

 

 

пес. мелк.Е=24МПа

 

 

 

Осадка одиночной сваи:

Е₀=(1,5*24+1,1*8,5+1,1*24+0,8*8,5+2,25*24)/1,5+1,1+1,1+0,8+2,25=19,6МПа

G₁=0,4*19,6=7,84МПа

G₂=0.4*24=9,6МПа

v ₁=(1,5*0.3+1,1*0.35+1,1*0.30+0,8*0,35+2,25*0,3)/1,5+1,1+1,1+0,8+2,25=0,31

k_v1=2,82-3,78*0,31+2,18*(0,31²)=1,86

β=0,17 ln (1,86*4,64*7/9,6*0.34)=0,496

α=0,17 ln (1,86*7/0.34)=0,62

Принимаем бетон класса В15 с начальным модулем упругости при растяжении Еb=24*10³МПа

ЕА=24*10³*0,09=2160

χ=2160/7.84*7²=5,62

λ₁=(2.12*(5,62)^3/4)/1+2.12*(5,62)^3/4=1,28

β=0.496/1,28+((1-0.496/0.62)/5,62)=0.42

𝑙/d G_l /G₂d 1

16.8 1

Вычисляем осадку одиночной сваи:

S=(0.496*0,444)/7,84*7=0,004м