Определим осадку кустового свайного фундамента, состоящего из пяти забивных свай С6-30 из бетона класса В30, законструированного в п. 5.4. Расстояние между осями соседних свай a = 0,9 м. Грунтовые условия представлены на рис.5.6.1
Расчет осадки одиночных висячих свай в линейно-деформируемом полупространстве при выполнении условия l/d > G1l/G2d > 1 производят по формуле:
где N - вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН;
β - коэффициент, определяемый по формуле:
здесь β' = 0,17 ln (kvG1l / G2d) - коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (ЕА = ∞);
α' = 0,17 ln (kv 1 l / d) - тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G 1 и v 1;
χ = EA/G 1 l2 - относительная жесткость сваи;
ЕА - жесткость ствола сваи на сжатие, МН;
λ 1 - параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле
kv, kv 1 - коэффициенты, определяемые по формуле
kv = 2,82 - 3,78 v + 2,18 v 2
соответственно при v = (v 1 + v 2)/2 и при v = v 1.
При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии а (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна
где
Расчет осадки i -й сваи в группе из п свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле
где s (N) - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле;
dij - коэффициенты, рассчитываемые по формуле в зависимости от расстояния между i -й и j -й сваями;
Nj - нагрузка на j -ю сваю.
Характеристики деформативности грунтов, прорезаемых сваей:
ИГЭ-1 – заторфованный грунт с модулем деформации E' =5,3МПа и коэффициентом Пуассона ν ' = 0,40;
ИГЭ-2 – суглинок мягкопластичный с модулем деформации E'' =8,2МПа и коэффициентом Пуассона ν '' = 0,38;
ИГЭ-3 – глина тугопластичная с модулем деформации E''' =9,3МПа и коэффициентом Пуассона ν ''' = 0,42;
Рис.5.4. Свая и деформативные параметры основания
Определим деформационные характеристики приведенного трехслойного основания:
- для ИГЭ-1 
- для ИГЭ-2 
- для ИГЭ-3 
Осредненное значение модуля сдвига и коэффициента Пуассона грунтов, прорезаемых сваей:
Модуль сдвига и коэффициент Пуассона грунта под нижним концом сваи:
Подсчитаем все необходимые для расчета коэффициенты и параметры:
Модуль упругости материала ствола сваи Е = 32,5×МПа (бетон класса В30), поэтому жесткость ствола на сжатие:
Относительная жесткость сваи:
Определяем осадку одиночных свай 1 и 2:
где N1, N2 – вертикальная нагрузка, передаваемая на сваи 1 и 2 (п. 5.5)
Определяем осадку одиночных свай 3 и 4:
Определяем осадку одиночной сваи 5:
Определяем дополнительные осадки сваи от взаимного влияния соседних свай, находящихся на расстоянии а (см.рис.5.5).
Рис.5.5. Схема расположения свай
Вычисляем коэффициенты δij для соседних свай:
Т.к. 
Вычисляем коэффициенты δij для свай, расположенных по диагонали:
Т.к. 
Осадки каждой сваи куста, состоящего из 5 свай, при известном распределении нагрузок между ними производим по формулам:
Общую осадку отдельностоящего свайного фундамента определяем, как среднюю осадку для всех свай:
Проверяем условие:
Условие выполняется, осадки фундамента не превышают предельно допустимые значения.
Таблица 5.9
Габаритные размеры фундаментов
| Габаритные размеры фундаментов, м | ||||||||
| a | b | a1 | b1 | a2 | b2 | h | h1 | h2 |
| Колонна сечением 0,4х0,4; подколонник (ak, bk) сечение 0,9х0,9; глубина стакана 0,8 | ||||||||
| 1,5 | 1,5 | 0,3 | ||||||
| 1,8 | 1,5 | 0,3 | ||||||
| 1,8 | 1,5 | 0,45 | ||||||
| 2,1 | 1,5 | 0,45 | ||||||
| 2,4 | 1,5 | 1,8 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |||
| 2,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,0 | 2,1 | 2,1 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,3 | 2,4 | 2,1 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,6 | 2,7 | 2,7 | 2,1 | 1,8 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |
| 4,2 | 3,0 | 3,0 | 2,1 | 2,1 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |
| 4,8 | 3,0 | 3,6 | 2,1 | 2,4 | 1,5 | 0,3 | 0,45 |
Таблица 5.9 (продолжение)
| a | b | a1 | b1 | a2 | b2 | h | h1 | h2 |
| Колонна сечением 0,6х0,4; подколонник (ak, bk) сечение 1,2х1,2; глубина стакана 0,8 и 0,9 | ||||||||
| 2,1 | 1,5 | 0,45 | ||||||
| 2,4 | 1,8 | 0,45 | ||||||
| 2,7 | 1,8 | 2,1 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,0 | 2,1 | 2,4 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,3 | 2,4 | 2,4 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,6 | 2,4 | 2,7 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,6 | 2,7 | 2,7 | 2,1 | 1,8 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 4,2 | 3,0 | 3,3 | 2,4 | 2,4 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 4,8 | 3,3 | 3,6 | 2,4 | 2,7 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 5,4 | 3,6 | 3,6 | 2,4 | 2,7 | 1,8 | 0,45 | 0,3 | 0,3 |
| Колонна сечением 0,8х0,4 и 0,5; подколонник (ak, bk) сечение 1,5х1,2; глубина стакана 0,8 | ||||||||
| 3,0 | 2,1 | 2,4 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,0 | 2,4 | 2,4 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,3 | 2,4 | 2,7 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,6 | 2,7 | 2,7 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 4,2 | 2,7 | 3,3 | 2,1 | 2,4 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 4,8 | 3,0 | 3,6 | 2,4 | 2,7 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 5,4 | 3,6 | 3,6 | 2,4 | 2,4 | 1,8 | 0,45 | 0,3 | 0,3 |
| 6,0 | 4,8 | 4,2 | 3,0 | 2,7 | 1,8 | 0,45 | 0,45 | 0,3 |
| Колонна сечением 1,0х0,4 и 0,5; подколонник (ak, bk) сечение 1,8х1,2; глубина стакана 0,95 и 1,25 | ||||||||
| 3,0 | 2,1 | 0,3 | ||||||
| 3,3 | 2,4 | 2,7 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,6 | 2,7 | 3,0 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 4,2 | 3,0 | 3,3 | 2,4 | 0,3 | 0,3 | |||
| 4,8 | 3,0 | 3,9 | 2,4 | 3,0 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 5,4 | 4,2 | 4,2 | 3,0 | 3,0 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Колонна сечением 1,3х0,5 и 1,4х0,6; подколонник (ak, bk) сечение 2,1х1,2; глубина стакана 0,95 и 1,25 | ||||||||
| 3,6 | 2,4 | 0,45 | ||||||
| 4,2 | 2,7 | 3,6 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 4,8 | 3,3 | 3,6 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | |||
| 5,4 | 3,6 | 4,5 | 3,0 | 3,6 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 6,0 | 4,8 | 4,8 | 3,6 | 3,6 | 2,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Таблица 5.9 (продолжение)
| a | b | a1 | b1 | a2 | b2 | h | h1 | h2 |
| Колонна сечением 0,4х0,4; подколонник (ak, bk) сечение 0,9х0,9; глубина стакана 1,05 | ||||||||
| 3,3 | 2,4 | 2,4 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | |||
| 3,0 | 1,8 | 2,4 | 1,8 | 1,5 | 0,9 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 3,0 | 2,4 | 2,4 | 1,8 | 1,5 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 4,2 | 3,0 | 3,3 | 2,1 | 2,4 | 1,5 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| 5,4 | 3,6 | 3,6 | 2,1 | 2,1 | 1,5 | 0,45 | 0,45 | 0,3 |
| Колонна сечением 0,6х0,4; подколонник (ak, bk) сечение 1,2х1,2; глубина стакана 1,05 и 0,85 | ||||||||
| 5,4 | 4,2 | 4,2 | 3,0 | 3,0 | 1,8 | 0,3 | 0,3 | 0,45 |
| 5,4 | 4,8 | 4,2 | 3,6 | 3,0 | 2,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Рис. 5.6. Габаритные размеры фундаментов
Таблица 5.10
Унифицированные размеры подколонников
| Сечение колонны, м | Буквенный индекс подколонника и размеры сечения, м | Размеры стакана | |
| Глубина, м | В плане (поверху), м | ||
| Колонна прямоугольного сечения | |||
| 0,4х0,4 | А – 0,9х0,9 | 0,8 | 0,55х0,55 |
| 0,5х0,5 | Б – 1,2х1,2 | 0,8 | 0,65х0,65 |
| 0,4х0,6 | 0,9 | 0,55х0,75 | |
| 0,5х0,6 | 0,8 | 0,65х0,75 | |
| 0,4х0,8 | В – 1,2х1,5 | 0,9 | 0,55х0,95 |
| 0,5х0,8 | 0,9 | 0,65х0,95 | |
| Двухветвенные колонны | |||
| 0,4х1,0 | Г - 1,2х1,8 | 0,95 | 0,55х1,15 |
| 0,5х1,0 | 1,25 | 0,65х1,15 | |
| 0,5х1,3 | Д - 1,2х2,1 | 0,95;1,25 | 0,65х1,45 |
| 0,5х1,4 | 0,95;1,25 | 0,65х1,55 | |
| 0,6х1,4 | 1,25 | 0,75х1,55 |