В рамках данной статьи разберём, как правильно назначать параметры свай в ЛИРА САПР для корректного определения несущей способности сваи по грунту с учётом того, что свая заделана в ростверк. Для примера рассмотрим столбчатый фундамент, состоящий из свай длиной 8 м, которые заделаны в ростверк на 0.5 м. Высота ростверка 70 см. Свая заделана в ростверк на 500 мм. Голову сваи, после погружения, следует срубить, а рабочую арматуру сваи заанкерить в тело ростверка.
Для данной конструкции следует определить несущую способность сваи. Расчёт несущей способности производится в соотв. с СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».
1. Результаты инженерно-геологических изысканий
Напластование грунтов в геологической выработке показано на иллюстрации:
Характеристики грунта показаны на иллюстрации.
2. Высотные отметки
Для определения несущей способности сваи по грунту выполним чертёж с простановкой размеров и отметок во всех характерных точках.
Отметка рельефа по скважине 1 = 0 м, отметка головы сваи = -2 м в абсолютных координатах модели грунта.
Важно! Верх сваи следует располагать на отметке низа подготовки под ростверк
Длину сваи принимаем = 7.5 м.
Свая целиком прорезает ИГЭ №2 и частично проходит ИГЭ №3 с заглублением в слой на 1.5 м, нижний конец сваи упирается в слой ИГЭ №3.
3. Геометрические размеры
h (глубина заложения нижнего конца сваи от рельефа) 9.5 м
U (периметр) = 4*d = 4*0.3 = 1.2 м
А (площадь) = d^2 = 0.3^2 = 0.09 м2
Геометрическая длина сваи принимается равной длине участка, который включается в работу 6 + 1.5 = 7.5 м. Длина участка отсчитывается от низа бетонной подготовки.
Число участков разбиения сваи принимается таким образом, чтобы длина участка между соседними конечными элементами КЭ57 составляла не более 0.25 м, в соответствии с требованиями п.В.6 СП 24.13330.2011.
4. Коэффициенты при расчётах
γc = 1, для забивных свай
γcr = 1 (погружение сплошных свай дизель-молотами)
γcf = 1 (погружение сплошных свай дизель-молотами)
5. Определение несущей способности сваи при расчёте глубины погружения от поверхности рельефа
Определение несущей способности сваи выполняется по формуле (7.8):
Fd=Yc*(YcR*R*A+u*Summ(Ycf*fi*hi))=1*(1*2366.67*0.09+1.2*(1*23*1+1*26*1+1*28*1+1*30*1+1*31.5*1+1*32.5*1+1*33.25*1+1*33.625*0.5)=1*(208.881645+265.275)=478.275 кН
где Yc = 1;
Расчётное сопротивление под нижним концом сваи принимается по табл. 7.2 СП 24.13330.2011, R=2366.67 кПа.
Расчётные сопротивления на боковой поверхности сваи принимаются по табл. 7.3 СП 24.13330.2011
f1=23 кПа, (ср.гл. слоя 2.5 м), Ycf1=1, h1=1 м;
f2=26 кПа, (ср.гл. слоя 3.5 м), Ycf2=1, h2=1 м;
f3=28 кПа, (ср.гл. слоя 4.5 м), Ycf3=1, h3=1 м;
f4=30 кПа, (ср.гл. слоя 5.5 м), Ycf4=1, h4=1 м;
f5=31.5 кПа, (ср.гл. слоя 6.5 м), Ycf5=1, h5=1 м;
f6=32.5 кПа, (ср.гл. слоя 7.5 м), Ycf6=1, h6=1 м;
f7=33.25 кПа, (ср.гл. слоя 8.5 м), Ycf7=1, h7=1 м;
f8=33.625 кПа, (ср.гл. слоя 9.25 м), Ycf8=1, h8=0.5 м;
Сравнение с результатами расчёта в LIRA SAPR
При расчёте жёсткости свай в ЛИРА САПР, получаем несущую способность сваи 478 кН, что совпадает с результатом, полученным вручную.
Вывод на основании результатов расчёта: при моделировании свай в ЛИРА САПР, в составе ростверка, в параметрах для вычисления жёсткостей свай нужно указывать длину сваи, которая будет включаться в работу при расчёте несущей способности. Участок сваи, заделанный в ростверк и подготовку под фундамент, а также участок сваи подлежащий срубке, учитывать в расчёте не следует. Низ сваи следует располагать на отметке, принятой в проекте.