Стоимость железобетонной сваи до 12 м длиной с забивкой за 1 м³ равна 88,4 руб

С_св.=88,4·1,38·12=1463,9 руб

Общая стоимость устройства свайного фундамента из забивных свай:

С_общ.=С_котл.+С_рост.+С_св.=470,868+898,38+1463,9=2833,152 руб

Вариант фундамента на буронабивных сваях

6.1 Технология изготовления буронабивных свай с креплением

стенок скважин от обрушения обсадными трубами

Применение специальных станков японской фирмы "Като" обеспечивает наибольшую механизацию работ по изготовлению свай в грунте с извлекаемой оболочкой. Эта установка позволяет изготавливать сваи диаметром от 0,6 до 2 м длиной до 60 м.

Обсадные трубы, соединяемые болтовыми соединениями, вдавливаются в грунт с помощью домкратов. Для уменьшения трения труб о грунт им все время сообщаются вращательно - колебательные движения. Грунт разрабатывает двухчелюстной грейфер с челюстями с режущими кромками. Глубина забоя контролируется щупом. Для предупреждения наплыва грунта в скважину следует поддерживать уровень воды в ней на 1 м выше УПВ, периодически добавляя воду из временного водопровода. Для того чтобы бетонная смесь при большой высоте водяного столба в скважинах не размывалась, применяются контейнеры, имеющие форму усеченного конуса с расширенным основанием, из стальных листов. Контейнер при подъеме полностью опорожняется, при этом вверху его открываются две заслонки, позволяющие воде поступать на поверхность бетона. При сомкнутых стенках контейнер заполняется бетоном, закрываются верхние заслонки, и он погружается в скважину. Когда створки оказываются на дне скважины или на поверхности уложенного бетона, ослабляют затвор и створки приоткрываются. При поднятии контейнера бетон высыпается, а освободившееся вверху контейнера место заполняется водой. По достижении проектной отметки забой зачищается грейфером, а движение обсадной трубы вниз прекращается. Грунт, доставаемый грейфером из скважины, грузится в самосвалы и отвозится. Для формирования уширенной пяты сваи используют специальную разбуривающую фрезу. Перед бетонированием дно скважины осторожно зачищается. Между окончанием бурения и началом бетонирования не должно быть большого перерыва. В скважину подается бетонная смесь и извлекается труба. Бетонирование производится на 50 см выше проектной отметки, затем верхняя часть срезается. При армировании головы сваи арматурные стержни погружают в свежий бетон после распалубки.

6.2 Расчетная схема

Рисунок 15 – Расчетная схема фундамента на буронабивных сваях по оси А.

Выбираем буронабивную висячую сваю длиной 7,0 м, заглубленную в супесь желто-бурую на 1,63 м, диаметром по длине сваи 2 м (по конструктивным соображениям диаметр сваи должен быть не менее большего размера колонны) и конструктивным уширением на нижнем конце сваи диаметром 3,5 м. Сваи изготавливаются из бетона марки В20.

6.3 Определение несущей способности сваи

Для сваи трения несущую способность по грунту определяем по формуле 11 [5]:

F_d=g_c·(g_cr·R·A+u·åg_cf·f_i·h_i),

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (табл.7 [5]);

А - площадь поперечного сечения сваи в уширенной части;

u - периметр сечения столба сваи;

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи (табл. 2[5]);

h_i- толщина i-го слоя грунта;

Коэффициент условий работы сваи в грунте g_с равен 0,8, коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи g_cr равен 1, коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности g_cf равен 0,8 для буронабивных свай.

R=66 тс/м²

Площадь поперечного сечения сваи в уширенной части А=3,14·3,5²/4=9,621 м²

Периметр сечения столба сваи u=3,14·2=6,283 м.

Смотри рисунок 16.

h1=1,15 м z1=1,925 м f1=1,638 тс/м²

h2=1,2 м z2=3,10 м f2=2,01 тс/м²

h3=1,5 м z3=4,45 м f3=2,28 тс/м²

h4=1,57 м z4=5,985 м f4=2,49 тс/м²

h5=1,58 м z5=7,56 м f5=3,05 тс/м²

F_d=0,8·(1·66·9,621+6,283·0,8·(1,638·1,15+2,01·1,2+2,28·1,5+2,49·1,57+ +3,05·1,58))=574,112 тс.

С учетом коэффициента запаса несущая способность сваи составит

Р=574,112/1,4=410,08 тс ≥ 291 тс.

6.4 Определение количества свай в кусте

Предварительно количество свай в кусте центрально нагруженного фундамента определяется по формуле:

n=N_I·1,2/P

n=291·1,2/410,08=0,852

Принимаем количество свай n=1.

6.5 Конструирование сваи.

Смотри рисунок 17.

Объем подколонника: V_п=1,2²·1,2=1,728 м³

N_п=V_п·g_бет=1,728·2,5=4,32 тс

Объем сваи: V_св=p·S²/(4·H)=3,14·16,104²/(4·7)=29,09 м³

N_св=V_св·g_бет=29,09·2,5=72,725 тс

Объем грунта: V_гр=V-V_п-V_св =7·3,14·3,5²/4-1,728-29,09=36,53 м³

N_гр=V_гр·g_гр=2,513·((1,75·1,25+2,01·0,1)/(1,25+0,1))=64,628 тс

6.6 Осадка свайного фундамента

Расчет производим по приложению 4[5].

Для одиночной сваи с уширением осадка равна:

,

где N — вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН (тс);

EA ‑ жесткость ствола сваи на сжатие, МН (тс);

G₂ - модуль сдвига, МПа (тс/м²);

d_b— диаметр уширения сваи.

N=N_I+N_П+N_гр=291+4,32+64,628=359,948 кН;

Е=275000 кгс/см²=275 тс/см² – для бетона класса В20;

А=31415,93 см²

ЕА=275·31415,93=8639380,75 тс

G₂=Е^'/(2·(1+v₂)),

где Е^' – модуль деформации, осредненный для слоев в пределах 10 диаметров уширения (35 м).

v₂ - коэффициент Пуассона (0,25 по п.п. 4.2[2])

G₂=1563/(2·(1+0,25))=625,2 тс/м²

d_b=3,5 м

< S_пр=8 см.

6.7 Проверка на действие сил морозного пучения

Воздействие сил морозного пучения на сваю с уширенной пятой не значительно, следовательно расчет можно не проводить.

6.8 ТЭП фундамента на буронабивных сваях

Общая стоимость устройства свайного фундамента из буронабивных свай:

С_общ=185·29,09=5381,65 руб.

На данном этапе становится ясно, что использование варианта фундамента мелкого заложения значительно выгодней.