Основные размеры и масса свай-оболочек цельных и отдельных секций (ГОСТ 19804.6-83) с толщиной стен 120 мм

Таблица 4

 

 

Марка сваи	Размеры, мм	Масса 1 п.м. сваи, т
длина	наружный диаметр
СО6-100-СО12-100 СО6-120-СО12-120 СО6-160-СО12-160	600-12000	1000 1200 1600	0,83 1,00 1,40
СО6-200 - СО8-200 СО6-300 - СО8-300	6000-8000	2000 3000	1,90 3,00

4. Определение глубины заложения подошвы ростверка

Глубина заложения ростверка назначается исходя из конструктивных особенностей здания (наличия подвала, примыкания фундаментов соседних зданий и т.п.); расчетной глубины промерзания грунта (для пучинистых грун­тов); условий производства работ при возведении фундамента и др. факторов.

Глубина заложения ростверка связана с высотой ростверка, поэтому при выборе проектной отметки низа ростверка следует учитывать, что должна обес­печиваться прочность ростверка как железобетонной конструкции, т.е. должны обеспечиваться условия прочности на продавливание ростверка, обеспечиваться прочность по поперечной силе и другие условия.

В общем случае глубина заложения подошвы ростверка определяется так же, как и для фундаментов неглубокого заложения согласно указаниям СНиП 2.02.01-83*.

В районах глубокого сезонного промерзания грунтов часто ростверк за­кладывают в пределах глубины промерзания грунта с устройством под подош­вой ростверка воздушного зазора размером, несколько большим расчетной ве­личины морозного пучения грунта под ростверком. При этом следует учитывать воздействие касательных сил морозного пучения на боковую поверхность свай.

Для мостовых опор, расположенных в русле реки необходимо учиты­вать глубину размыва дна водотока, отметку меженных вод и отметку нижней кромки льда при низком ледоставе.

5. Определение несущей способности и допускаемой нагрузки на сваю

Допускаемая нагрузка на сваю определяется из условий работы сваи по грунту и материалу. В расчетах используется меньшее значение расчетной на­грузки (несущей способности), допускаемой на сваю, полученной по двум ука­занным условиям .

Несущая способность сваи-стойки "по грунту" определяется по форму­ле: _____/8/ :

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты, а также пылевато-глинистые грунты твердой консистенции с модулем деформации не менее 50 МПа при степени влажности грунта более 0,8 (R=20 МПа, если эта величина не задана в проекте);

А- площадь опирания на грунт сваи, м².

Несущая способность "висячей" сваи (сваи трения - рис.1) определяется
по формуле: _____/8/:

где у - коэффициент условия работы сваи в грунте, принимаемый равным 1 (для забивных свай);

А- площадь опирания на грунт сваи, м²;

u_i - наружный периметр поперечного сечения сваи (на i-том участке), м;

H_i- толщина i-го слоя грунта, м;

, - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погру­жения сваи на расчетные сопротивления грунта (по табл. П1 и П6);

Rи f_i; - см. Рис. 1 и табл. П2, ПЗ, П4.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по величине ее несущей спо­собности по грунту F_dопределяется по формуле:

Р=F_d/k_н

где k_н- коэффициент надежности, зависящий от способа определения несущей способности сваи, количества свай в кусте, и, как правило, принимаемый рав­ным 1,4.

Расчетная нагрузка Р_с, кН допускаемая на железобетонную, централь­но-сжатую сваю с симметричным армированием ствола сваи (по сопротивлению материала) определяется по формуле:

где у- коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,85 для свай сече­нием менее 30x30 см и 1 - для свай большего сечения;

R_b - расчетное сопротивление бетона сжатию, кПа (определяется с учетом коэффициента условий работы бетона.

A_b- площадь поперечного сваи, м² ;

R_s- расчетное сопротивление арматуры, кПа;

А_s - площадь сечения арматуры, м²;

- коэффициент продольного изгиба, для низкого ростверка принимается равным 1, для высокого ростверка находится с учетом длины сваи l_i, располо­женный вне грунта ( l_i расстояние от подошвы ростверка до сечения, в котором свая жестко заделана в грунте)

Рис. 1. Расчетная схема для определения несущей способности висячей сваи.

При определении расчетной нагрузки допускаемой на сваю на первом этапе (определяется число свай в ростверке) она рассчитывается как централь­но-сжатая. При действии на сваю продольной силы и момента свая должна быть проверена по сопротивлению материала на внецентренное сжатие.

6. Расчет требуемого числа свай и конструирование ростверка.

Исходя из величины допускаемой нагрузки на сваю (минимальное из величин несущей способности сваи по грунту и по материалу сваи) и условия размещения свай в ростверке находятся условное давление под подошвой рост­верка р_р, кПа, площадь ростверка F_p, м², приближенный вес ростверка G_p, кН по формулам:

р_р = Р/(3а)²,

F_p=N⁰₁/ р_p-n _mh_p ,

G_p= _fFpd _m ,

где N⁰₁- расчетная нагрузка по верхнему обрезу ростверка, кН;

а - размер поперечного сечения сваи (диаметр), м; _f= 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке;

у_т - средний удельный вес материала ростверка и грунта, кН/м³;

d- глубина заложения подошвы ростверка, м.

Количество свай в ростверке с учетом его веса определяется из выраже­ния

n_c= ( N⁰₁+G_p)/P,

где - коэффициент, учитывающий действие момента и принимаемый равным =1,1-1,6 (при М=0, =1).

Для ленточных свайных ростверков определяется шаг свай и их распо­ложение в ростверке (одно-, двухрядное, в шахматном порядке). Расположение свай в ростверке зависит, в первую очередь, от действующих нагрузок. При про­ектировании свайных фундаментов следует стремиться к однорядному распо­ложению свай, как более экономичному, принимая, при необходимости, боль­шие размеры поперечного сечения свай и длину свай для восприятия значитель­ных нагрузок. При этом нагрузка принимается на 1 погонный метр длины рост­верка. Требуемое число свай на 1 м длины ростверка определяется по формуле:

n_c= ( N⁰₁+G_p)/(P _т) ,

гдет - количество рядов свай в ростверке (при расположении свай в шахматном порядке тприближенно равно 1,5 - зависит от принятой ширины ростверка).

Шаг свай в ростверке не должен превышать величины, обратной вели­чине п_с :

S_max-1 /п_с.

При размещении свай в ростверке следует учитывать конструктивные требования, согласно которым сваи, в обязательном порядке, размещаются в местах пересечения продольных и поперечных стен здания. При этом возможно корректирование принимаемого шага размещения свай в ростверке и даже попе­речного сечения свай в целях более полного использования несущей способно­сти свай.