Условие выполняется.

Окончательно принимаем сваю С70.30-6 - рис. 3.2.2.

3.2.3 Расчёт осадки свайного фундамента

Расчёт осадок свайного фундамента выполним методом эквивалентного слоя. Свайный фундамент рассматривается как условный массив. Построение условного массивного фундамента показано на рис. 3.2.3.

Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения:

jййmt = (28,8*5.0+28,4*1.4)/6.4 = 28,7°

a = jййmt / 4 = 28,7/ 4 =7,18°

Определяем ширину условного фундамента:

b1 = 6.4* tg 7.18° =0.8 м

bусл = 2b1 + d = 2*0.8 + 1.2= 2.8 м

lусл = 2*0.8 + 1,2 = 2.8 м

Определяем вес условного фундамента

Gусл = G1 + G2 + G3,

где G1, G2, G3 – вес отдельного слоя грунта в массивном фундаменте, кН

Gусл =2.8*2.8* (1.5*18.2 + 0.4*19.4+4.6*9.88 + 1.4*9.76) =277.24 кН

Среднее давление по подошве условного массивного фундамента

Р = (Nйй + Gусл) / Аусл= (1115 + 277.24) / (2.8*2.8)=176.1 кПа

Определяем расчётное сопротивление

gc1 =1.1 - для песка; gc2 =1.152 при L/H=30/14,45=2.1;

j|| = 28,4° по табл. 16[3]:Mg= 1.012, Mq=5.058, Mc=7.508

g|| =9,76кН/м3, c|| = 3,2 кПа;

g||‘ =(1.5*18.2+ 0.4*19.4+4.6*9.88 + 1.4*9.76)/7.9= 11.92 кН/м3

R= (1.1*1.152/1.1)*(1.012*1*2.8*9.76+ 5.058*8.0*11.92 + 7.508 *3.2) =542.7 кПа

Р =176.1 кПа < R =542.7 кПа, т.е. условие выполняется.

Определяем дополнительное вертикальное напряжение на уровне подошвы условного фундамента szp0 = P - gйй’*h

szp0 = 176.1– 7.9* 11.92 = 99.8 кПа

Мощность эквивалентного слоя hэкв = Аw * bусл

Коэффициент Аw принимаем по таблице IV.3 [1] для песка при n =0.3 Аw =0.99

hэкв = 0.99*2.8 =2.8 м

Осадку свайного фундамента определяем по формуле:

S = hэкв * mn *szp0,

mn i = b / Ei, (3.44) где b = 0.74 по табл. 1.15 [ 5 ] - для супеси и песка

mn 2 = 0.74 / 15.2= 0.049 МПа-1

S = 2.8* 0.049 * 0.0998 = 0.014 м =1.4 см < Su = 8 см.

3.2.4 Расчёт фундаментов по несущей способности

Расчёт фундаментов по прочности производится на расчётные усилия N=1115*1.35=1505.25 кН, M = 64.0*1.35=86.4 кНм, Q = 23.0*1.35 = 31.05 кН.

При расчёте тела фундамента по несущей способности вводим коэффициент условий работы gс = 1.5.

Принимаем бетон класса С 20/25: fcd = 20/1.5 =13.3 МПа; fck = 20 МПа; fcfd = 0.21*fck2/3 / gc= =0.21*202/3 / 1.5 =1.2 МПа.

Расчёт прочности по наклонным сечениям производим по формуле:

Q £ m b d fcfd,

где Q = SNi – сумма реакций всех свай, находящихся за пределами наклонного сечения

Q = 403.8 кН; b – ширина ростверка, м;

Определяем значение m =2.45 по табл. 5.1 [3]

с – расстояние от плоскости внутренних граней свай до ближайшей грани подколонника, м;

d – рабочая высота, м. d= 0.3 - 0.08=0.22 м

Q= 403.8 кН £ 2.45*1.3 * 0.22* 1030 =721.7 кН

т.е. условие выполняется, толщина дна стакана достаточна.

Определяем изгибающий момент

М1-1 =N *x,

где x = а/2 – hк/2 = 0.9 / 2 – 0.3 / 2 =0.3 м, где а – расстояние между осями свай, м

М1-1 =403.8 * 0.3=121 кНм

Определяем площадь сечения арматуры

Asf = M / a*fyd*J,

J = 0.5 + Ö (0.25 - am/c0),

am= M / a*fcd*b*d2,

am= 121 / 0.85*13.3*103*1.3*0.222 = 0.031

J = 0.5 + Ö (0.25 – 0.031 / 1.947) =0.984

Asf = 121 / 0.85*365*103*0.984= 3.3 см2

fyd - расчётное сопротивление сжатой арматуры, кПа(класс S400 fyd=365000 кПа)

По сортаменту арматуры принимаем Ш 12 шаг 200 мм.

Расчёт на местное сжатие производим по формуле

N £ 1.5 fcd *Aв,

где N – расчётная нормальная сила в сечении колонны у обреза ростверка, кН(N =1906,2 кН)

Ав – площадь сечения колонны, м2

1505.25 кН £ 1.5* 13300* 0.4*0.6=4788 кН

Условие выполняется.

Расчёт ростверка на продавливание колонной производим по формуле

N£[a1*(b+с2) +a2*(h+с1)]*d* fcfd,

где N - расчетная продавливающая сила, кН

b – сечение колонны, м; с- расстояние от плоскости грани колонны до ближайшей грани сваи, м

a - безразмерный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения с/d

Угловая свая заходит в плане за грани подколонника на 50 мм, т.е. проверку на продавливание производить не требуется.

Прочность плиты ростверка на продавливание обеспечена.

Расчёт ростверка на продавливание угловой сваей производим по формуле

Nф£[b1*(b02+с02 /2)+ b2*(b01+с01/2) ]*d* fcfd,

Nф =361.4 кН –расчетная нагрузка на угловую сваю

b0 – расстояние внутренних граней до ближайшей грани угловой сваи, м;

с0 – расстояние от плоскости внутренних граней до ближайших граней подколонника, м

b - безразмерный коэффициент, принимаемый по табл. 5. 3[3] в зависимости от отношения

Угловая свая заходит в плане за грани подколонника на 50 мм, т.е. проверку на продавливание производить не требуется.

Прочность плиты ростверка на продавливание обеспечена.

3.2.5 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи

Определяем минимальную энергию удара Э =1.75*a*Р

где a - эмпирический коэффициент (a = 0.025 кДж / кН); Р – расчётная допустимая нагрузка на сваю, кН

Э = 1.75* 0.025 *342.95 = 15.0 кДж

По табл. 26 [ 3] принимаем трубчатый дизель- молот С-995 с водяным охлаждением и характеристиками:

-масса ударной части 1250 кг

- высота подскока 2800 мм

- энергия удара 19.0 кДж

- число ударов в 1 мин -44

- масса молота с кошкой 2600 кг

- габариты 720*520*3955 мм

Производим проверку пригодности принятого молота по условию

(Gh + GB) / Эр £ km

где Эр – расчётная энергия удара, Дж; Gh – полный вес молота, Н; GB – вес сваи, наголовника и подбабка, Н

GB = 0.30*0.30*7*25 + 2 + 1 =18.75 кН

Эр = 0.9* Gh’ * hm

где Gh’ – вес ударной части молота, кН; hm – фактическая высота падения ударной части молота, м

Эр = 0.9* 12.5 * 2.8 =31.5 кДж

(26+ 18.75) / 31.5 =1.42 £ 6, т.е. условие выполняется.

Для контроля несущей способности свайных фундаментов и окончательной оценки применимости выбранного молота, определяем отказ сваи.

Sa =h* A *Ed *(m1 + e2*(m2+ m3)) / [ Fd /M *(Fd /M + h * A)* (m1 + m2 + m3)]

где h - коэффициент для свай из железобетона (h = 1500 кН/м2 по табл. 10[8]); А – площадь поперечного сечения сваи, м2; Еd – расчётная энергия удара молота, кДж; Fd – несущая способность сваи, кН; М – коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным 1; m1, m2, m3 – вес соответственно молота, сваи с наголовником и подбабка, кН; e2 – коэффициент восстановления удара (e2 = 0.2).

Sa = 1500 * 0.09* 31.5*(26+0.2* 18.75) =0.01 м > Sапр = 0.002 м

(403.82* (403.82 + 1500* 0.09)*(26+18.75))

Условие выполняется.

4. Технико-экономическое сравнение вариантов

Укрупнённые единичные расценки на земляные работы, устройство фундаментов принимаем по табл. 27 [3].