Рассмотрим пример расчёта свайного фундамента (в рамках строительных правил [1]) под сборную железобетонную
колонну (более подробно данный пример представлен в учебном пособии Далматова Б.И., Морарескул Н.Н., Науменко
В.Г.[4]). Здание каркасное. Сечение колонны 0,4 х 0,6 м. Действующая нагрузка по обрезу N01=2300 кН.
Расчётная глубина промерзания dп=1,5 м. Принятая глубина заложения ростверка 1,6 м.
Напластование грунтов изображено на рис. 1, их свойства (характеристики) по данным испытаний приведены в табл. 1.
Рис. 1. Схема напластований грунтов к определению расчётной нагрузки на сваю (размеры в м)
Таблица 1. Расчётные характеристики грунтовых условий по данным испытаний
| Суглинок |
19,2 |
27,2 |
0,26 |
0,30 |
0,20 |
0,6 |
12 |
20 |
0,8 |
9500 |
| Глина |
19,4 |
27,2 |
0,30 |
0,48 |
0,18 |
0,4 |
8 |
10 |
0,81 |
8000 |
| Песок |
19,5 |
26,5 |
0,21 |
- |
- |
- |
26 |
1 |
0,61 |
27000 |
По геологическим условиям тип сваи – висячая, с заглублением в прочный грунт – песок не менее 2…3 м. С учётом
глубины заложения ростверка принимаем сваю 10 м в виде железобетонных элементов марки С10-30. Длина сваи 10 м,
сечение 30 х 30 см, вес 22,9 кН, бетон М300, арматура 4Ø12 А-II. На основе рассмотренных условий
определим необходимое число свай.
Для этого найдём расчётную (допускаемую) нагрузку на забивную сваю (рис. 1). Расчётное сопротивление сваи по
грунту определим по [3, формула (9.5)], используя табличные данные [1, таблицы (7.2 и 7.3)]. Для этого найдём
γс=γсf=γсR=1; γq=1,4; Ас=
0,3х0,3=0,09 м2; u=0,3х4=1,2 м.
На глубине dу=11,6 м от поверхности для мелкого песка средней плотности получаем R=2700 кПа.
Расчётное сопротивление по боковой поверхности сваи: для суглинка при z1=2,5м f1=13кПа; для
глины при z2=4,4м f2=27кПа; при z3=2,5м f3=13кПа; при
z4=8,2м f4=33кПа; для песка мелкого при z5=10,0м f5=46кПа; при
z6=11,3м f6=47кПа.
Тогда расчётное сопротивление сваи составит:
Несущая способность сваи по материалу определим по [3, формула (9.3)]; при Rпр=8000 кПа Ас=
0,3х0,3=0,09 м2; при Ra=270000 кПа; Аа=4,52 см2, получим:
Приближённо определим вес ростверка и грунта на ступенях по [3, формулы (9.20…9,22)]. Среднее фиктивное давление
под ростверком при расстоянии между сваями 3d, составит:
Ориентировочная площадь подошвы ростверка
Вес ростверка и грунта на ступенях при γm=1,1
Определим количество свай с увеличением на 20% за счёт действия момента:
Принимаем nc=6.
Таким образом, поставленная задача на основе правил СП [1], фактически решена.