Дом имеет подвал, глубиной 1,9 м., площадка предполагаемого строительства сложена хорошими по прочности грунтами (в основании преобладают суглинки). Поэтому фундамент не глубокого заложения будет иметь явное преимущество перед свайным, т.к. объем земляных работ для обоих вариантов фундаментов будет практически одинаков, а трудоемкость забивки свай будет значительно выше, чем укладка песчаной подушки. Поэтому свайный фундамент проектируем как учебный вариант.

Глубина заложения ростверка:

Принимаем железобетонную забивную сваю сечением , стандартной длинны L = 4,5 м., С-4,5-30 (ГОСТ 19804.1-79), длина острия 0.25м.; свая работает на центральное сжатие, поэтому заделку сваи в ростверк принимаем 0,3 м. Нижний конец сваи забивается в песок мелкий на глубину 1,91 м.

Под подошвой ростверка залегает суглинок текучепластичный мощностью 1,69 м. Сопротивление на боковой поверхности сваи в суглинке ( IL=0,74):

на глубине z1 = 4,04м

f1 = 7,64кПа

Ниже залегает песок мелкий мощностью 2,51м. Делим его на два слоя 1,26м и 1,06м. Сопротивление на боковой поверхности сваи в песке (e=0,55):

на глубине z2 = 5,52м

f2 = 53,98 кПа,

на глубине z3 = 6,77м

f3 = 55,6 кПа.

Определяем несущую способность сваи:

Тогда расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, составит:

где - коэффициент безопасности по грунту.

Определяем количество свай на 1 пог. м. фундамента:

где - расчетная нагрузка на фундамент по 1 предельному состоянию.

- коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента; для отдельно стоящего фундамента под колонну

d = 0,3 м - сторона сваи.

dр =2,5 м - высота ростверка и фундамента, не вошедшая в расчет при определении NI.

- удельный вес бетона

При проектировании отдельностоящего свайного фундамента количество свай округляется до целого числа в большую сторону, таким образом принимаем свайный фундамент из 4 свай.

Высота ростверка назначается ориентировачно из условия прочности ростверка на продавливание и изгиб:

Принимаем высоту ростверка из конструктивных соображений hр=0,5м.

Чтобы получить минимальные плановые размеры ростверка и тем уменьшить его материалоемкость, назначаем минимально допустимое расстояние между осями свай, равное трем их диаметрам: , а расстояние от края ростверка до боковой грани сваи – по 0,05 (свесы). Принимаем размеры ростверка в плане 1,3*1,3м.

Расчетную нагрузку на сваю во внецентренно нагруженном фундаменте находят по формуле:

Определяем дополнительную вертикальную нагрузку, действующую по подошве ростверка, за счет собственного веса ростверка Gр и грунта засыпки Gгр на обрезе ростверка:

кН

где: Vр – обьем занимаемый ростверком, подколонником и полом подвала

м3

γδ=22кН/м3 – удельный вес монолитного железобетонного ростверка, подколонника БК-2 и пола.

Определяем вес грунта засыпки:

кН

где: м3

γгр=18кН/м3 – удельный вес грунтовой засыпки

кН

кН<354,22кН=Pсв

Далее необходимо провести расчет основания по II предельному состоянию (по деформациям определить осадку). Если условия расчета по II предельному состоянию будут обеспечены, то полученную конструкцию фундамента можно считать окончательно запроектированной.

Средневзвешанное значение угла внутреннего трнения грунтов, прорезаемых сваей, определяют по формуле:

.

Определяем размеры грунто-свайного массива у подошвы ростверка:

м.

Размеры площади подошвы условного фундамента:

м.

Площадь подошвы:

м2.

Объем на боковых гранях условного фундамента вместе с пригрузкой грунто-свайного массива и на обрезах ростверка:

м3.

Объем ростверка, подколонника БК-2 и подземной части колонны:

м3.

Объем свай:

м3.

Объем грунта:

м3.

Средневзвешенное значение удельного веса слоев грунта, залегающих выше подошвы условного фундамента, с учетом взвешивающего действия воды ниже уровня подземных вод:

Вес грунта в объеме условного фундамента:

кН.

Вес свай, ростверка и подземной части колонны

кН.

Суммарная вертикальная нагрузка от всех частей условного фундамента:

кН.

Давление на грунт по подошве условного фундамента:

кН/м3.

Расчетное давление на грунт основания условного фундамента в уровне его подошвы:

.

Для φII=300 (слой IV, песок мелкий, плотный, насыщенный водой) находим:

так, как L/H=8,8

м.

Где: hs=5,3м – толщина слоя грунта выше подшвы условного фундамента со стороны подвала.

hcf=0,2м – толщина конструкции пола подвала.

γcf=22кН/м3 – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.