Расчет несущей способности висячей забивной сваи

Расчет несущей способности висячей забивной сваи

Основание сложено однородным грунтом. Определить максимально возможную расчетную нагрузку N, кН, передаваемую на одиночную висячую забивную сваю. Свая имеет форму усеченной правильной пирамиды высотой h=7 м, с бомльшим основанием площадью S_Осн=0,20 м², в форме правильного 9-угольника. Угол наклона апофемы к оси сваи равен б=0,7є. Грунт основание-песок средней крупности, с модулем общей деформации Е₀=30 МПа.

Расчет

1. Из табл. 1.9 (Приложение 1) выберем расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R. Для этого примем глубину погружения нижнего конца сваи равной длине сваи-h=7 м. Для заданной глубины погружения нижнего конца сваи и песка средней крупности, расчетное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи будет равно:

R=3700 кПа.

2. Вычислим радиус вписанной окружности r_б бомльшего основания по формуле:

3. Радиус вписанной окружности r_м меньшего основания усечённого пирамиды S_м вычислим через радиус вписанной окружности r_б бомльшего основания по формуле:

r_м = r_б — h • tg б =0,247 — 7 • tg 0,7є = 0,161 м.

Рис. 1. Расчётная схема висячей забивной пирамидальной сваи (размеры приведены в мм)

4. Рассчитаем площадь опирания А на грунт сваи, которая равна площади меньшего основания усеченной пирамиды S_м через радиус вписанной окружности r_м: свая фундамент надежность нагрузка.

5. Поскольку основание сложено однородным грунтом, для удобства расчета разобьём его на слои толщиной по 2 м, считая от дневной поверхности. Таким образом, толщина слоёв грунта h_??, соприкасающихся с боковой поверхностью сваи, будут равны:

h₁=h₂=h₃=2 м; h₄=1 м.

6. Глубины залегания средней части каждого из слоёв l? будут равны:

l₁=1 м; l₂=3 м; l₃=5 м; l₄=6,5 м.

7. Рассчитаем радиусы вписанных окружностей r? средней части каждого из слоёв грунта по формулам:

r₁ = r_б — l₁ • tg б = 0,247 — 1 • tg 0,7є = 0,235 м;

r₂ = r_б — l₂ • tg б = 0,247 — 3 • tg 0,7є = 0,210 м;

r₃ = r_б — l₃ • tg б = 0,247 — 5 • tg 0,7є = 0,186 м;

r₄ = r_б — l₄ • tg б = 0,247 — 6,5 • tg 0,7є = 0,168 м.

8. Рассчитаем длину а? стороны наружного периметраго сечения средней части каждого из слоёв грунта по формулам:

u₁ = n • a₁ = 9 • 0,171 = 1,537 м;

u₂ = n • a₂ = 9 • 0,153 = 1,377 м;

u₃ = n • a₃ = 9 • 0,135 = 1,217 м;

u₄ = n • a₄ = 9 • 0,122 = 1,097 м.

10. Из табл. 1.10 (Приложение 1) выберем расчетное сопротивление грунта f? на боковой поверхностиго слоя забивной сваи. Для средней глубины l? расположенияго слоя грунта и грунта основания-песка средней крупности расчетное сопротивление грунта f? на боковой поверхности ??-го слоя забивной сваи будет равно:

l₁ = 1 м > f₁ = 35 кПа.

l₂ = 3 м > f₂ = 48 кПа.

l₃ = 5 м > f₃ = 56 кПа.

l₄ = 6,5 м > f₄ = 59 кПа.

11. Сумма размеров сторонго поперечного сечения средней части каждого из слоёв грунта и0,?? равна соответствующему периметру и? ??-го сечения средней части каждого из слоёв грунта:

и_0,1 = и₁ = 1,537 м;

и_0,2 = и₂ = 1,377 м;

и_0,3 = и₃ = 1,217 м;

и_0,4 = и₄ = 1,097 м.

• 12. Рассчитаем наклон боковых граней сваи в долях единицы?? р:
  • ??_p = tg б = tg 0,7є = 0,1 222.
• 13. Из табл. 1.11 (Приложение 1) для грунта основания-песок средней крупности выберем коэффициент k? дляго слоя грунта:

k₁=k₂=k₃=k₄=0,5.

14. Расчетную несущую способность грунта основания одиночной забивной висячей сваи F_d рассчитываем по формуле:

15. Результаты расчетов заносим в таблицу.

Результаты вычислений

• 16. Определяем коэффициент надежности г_k. Поскольку несущая способность сваи определена расчетом, то г_k = 1,4.
• 17. Определяем максимально возможную расчетную нагрузку N, передаваемую на одиночную висячую забивную сваю: