Расчёт осадки и несущей способности одиночной сваи в неоднородных грунтах
Рассчет несущей способности производится в соотв. с СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» (с изменениями №1, 2, 3).
1. Напластование грунтов
2. Характеристики грунта
Удельный вес ИГЭ1 во взвешенном состоянии:
Ysb=(Ys-10)/(1+e)=(2.714296-1)/(1+0.493)=1.148222371т/м3;
Ys=Y*(1+e)/(1+W)=1.978*(1+0.493)/(1+0.088)=2.714296т/м3;
Вес грунта в уровне острия сваи (основании сваи, ИГЭ №2) = Y’=2.15 т/м3, осреднённый вес грунта по длине сваи:
(1.19 м в ИГЭ 2) = Y=1.978 т/м3;
(1.5 м в ИГЭ 1) = Y=1.148 кН/м3;
(3.31 м в ИГЭ 2) = Y=1.978 кН/м3;
Y=(1.19*1.978+1.5*1.148+3.31*1.978)/6=1.771 т/м3.
3. Высотные отметки
Расположение сваи в грунте
Отметка рельефа по скважине 1 = 9.86 м, отметка головы сваи = 3.55 м в абсолютных координатах модели грунта.
Длину сваи принимаем = 6 м.
Свая целиком находится в ИГЭ №1 и ИГЭ №2.
На отметке 2.5-1 м свая насквозь проходит слой ИГЭ №1. Голова сваи находится в ИГЭ №2.
Скриншот окна Системы ГРУНТ с изображением инженерно-геологического разреза с посадкой сваи
4. Геометрические размеры
h (глубина заложения нижнего конца сваи от рельефа) = 6.31+6 = 12.31 м;
U (периметр) = 4*d = 4*0.35 = 1.4 м;
А (площадь) = d2 = 0.352 = 0.1225 м2.
5. Коэффициенты при расчётах
Скриншот окна Параметров определения теоретической несущей способности свайного основания СП 24.13330.2011
Yc = 1, для забивных свай, по п.7.2.2;
Ycr = 1 (погружение сплошных свай в предварительно пробуренные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя при её диаметре на 0.05 м менее стороны квадратной сваи), таблица 7.4, п.2 б;
Ycf = 0.6 (погружение сплошных свай в предварительно пробуренные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя при её диаметре на 0.05 м менее стороны квадратной сваи), таблица 7.4, п.2 б;
6. Определение осадки одиночной сваи
Определение осадки сваи от действия единичной силы 1 МН.
Расчёт характеристик G1, G2, v1, v2.
Модули сдвига грунтов послойно:
GI=E/(2*(1+n))=20000/(2*(1+0.3))=7692 кПа;
GII= E/(2*(1+n))=26478/(2*(1+0.35))=9807 кПа;
Вычисление осреднённых характеристик грунта вдоль ствола сваи:
G1=(1.19*9807+1.5*7692+3.31*9807)/6=9278 кПа;
n1 =(1.19*0.35+1.5*0.3+3.31*0.35)/6=0.3375~0.338;
Для расчёта осадки принимаем следующие характеристики:
G1=9278 кПа – грунт вдоль ствола сваи;
G2=9807 кПа – грунт под нижним концом сваи;
n1=0.338 – грунт вдоль ствола сваи;
n2=0.35 – грунт под нижним концом сваи;
Коэффициенты kv, kv1 по формуле (7.35):
v=(v1+v2)/2=(0.338+0.35)/2=0.344;
kv=2.82-3.78*v+2.18*v2=2.82-3.78*0.344+2.18*0.3442=1.778;
kv1=2.82-3.78*v1+2.18*v12=2.82-3.78*0.338+2.18*0.3382=1.791;
расчётный диаметр сваи по формуле (7.37):
Коэффициент Betta’=0.17*ln(kv*G1*l/G2*d)=0.17*ln(1.778*9278*6/(9807*0.395))=0.551;
Коэффициент Alpha’=0.17*ln(kv1*l/d)=0.17*ln(1.791*6/0.395)=0.562;
Материал сваи – бетон В25 Размеры сваи 0.35х0.35 м;
Относительная жёсткость сваи:
X=E*A/(G1*l^2)=30000000*0.1225/(9278*6^2)=11.003;
Параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле (7.34):
Коэффициент Betta, определяемый по формуле (7.33):
Осадка сваи, по формуле (7.32):
7. Определение несущей способности сваи при расчёте глубины погружения от рельефа местности
F_d=Y_с⋅(Y_cR⋅R⋅A+u∑〖Y_cf⋅f_i⋅h_i 〗)=
=1⋅(1⋅1569.3⋅0.123+1.4⋅0.6⋅(31.81⋅1+32.405⋅0.19+57.2⋅1+58.175⋅0.5+33.75⋅1+34.4⋅1+35.2∙1+35.724∙0.31))=393.514 кН = 40.12 т
где Y_c= 1;
Расчётное сопротивление под нижним концом сваи принимается по табл. 7.2 СП 24.13330.2011
R =1569.3 кПа;
Расчётные сопротивления на боковой поверхности сваи принимаются по табл. 7.3 СП 24.13330.2011
f1=31.81 кПа (глубина 6.81), f2=32.405 кПа (глубина 7.405), f3=44*1.3=57.2 кПа (глубина 8), п.3.табл 7.3 Значения расчётного сопротивления плотных песков на боковой поверхности сваи следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведёнными в таблице, f4=44.75*1.3=58.175 кПа (глубина 8.75); п.3.табл 7.3 Значения расчётного сопротивления плотных песков на боковой поверхности сваи следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведёнными в таблице, f5=33.75 кПа (глубина 9.5), f6=34.4 кПа (глубина 10.5), f7=35.2 кПа (глубина 11.5), f8=35.724 кПа (глубина 12.155);
