Расчет несущей способности буронабивной сваи

Буронабивные сваи широко применяются в строительстве фундаментов для передачи нагрузок от сооружений на прочные грунтовые слои. Их несущая способность зависит от характеристик грунтов, диаметра и длины сваи, а также технологии ее изготовления.

Методы расчета несущей способности

Несущая способность буронабивной сваи определяется как сумма сопротивления основания сваи и сопротивления боковой поверхности. Общая несущая способность рассчитывается по формуле:

N = R_b × A_b + Σ (f_i × A_si)

где:

• N — несущая способность сваи, кН;

• R_b — расчетное сопротивление грунта в основании сваи, кПа;

• A_b — площадь подошвы сваи, м²;

• f_i — удельное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи на i-ом слое, кПа;

• A_si — боковая поверхность сваи в i-ом слое грунта, м².

Расчет сопротивления в основании сваи

Расчетное сопротивление грунта в основании сваи определяется по формуле:

R_b = γ_c × R_0

где:

• γ_c — коэффициент условий работы сваи;

• R_0 — расчетное сопротивление грунта в основании сваи, кПа.

Площадь подошвы сваи:

A_b = (π × d²) / 4

где d — диаметр сваи, м.

Расчет бокового сопротивления сваи

Сопротивление грунта на боковой поверхности сваи вычисляется как сумма сопротивлений по каждому слою:

Σ (f_i × A_si) = Σ (f_i × π × d × h_i)

где:

• h_i — толщина i-го слоя грунта, м.

Пример расчета

Допустим, буронабивная свая имеет диаметр d = 0.6 м и длину L = 10 м. Рассматриваем два слоя грунта:

• Первый слой (5 м) с удельным сопротивлением f_1 = 25 кПа.

• Второй слой (5 м) с f_2 = 40 кПа.

• Расчетное сопротивление грунта в основании сваи R_b = 250 кПа.

Рассчитаем площадь подошвы сваи:

A_b = (π × 0.6²) / 4 = 0.2827 м²

Несущая способность основания:

N_b = 250 × 0.2827 = 70.7 кН

Сопротивление боковой поверхности:

Σ (f_i × A_si) = (25 × π × 0.6 × 5) + (40 × π × 0.6 × 5) = 94.25 + 150.8 = 245.05 кН

Общая несущая способность сваи:

N = 70.7 + 245.05 = 315.75 кН

Расчет несущей способности буронабивной сваи учитывает сопротивление основания и боковых поверхностей. Правильный учет характеристик грунта и параметров сваи позволяет достичь надежности конструкции.