Определение несущей способности висячих свай расчетными методами. Учет отрицательного трения по боковой поверхности свай.

Несущую способность кН (тс), набивной сваи следует определять по формуле

где - коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на пылевато-глинистые грунты со степенью влажности и на лессовые грунты в остальных случаях

- коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями, для которых этот коэффициент следует принимать и свай с уширением, бетонируемым подводным способом, для которых а также опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимается по указаниям разд. 12;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/ ), принимаемое по указаниям п. 4.7, а для набивной, изготовляемой по технологии, указанной в п. 2.4, а, б, - по табл. 1;

A - площадь опирания сваи,

u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по табл. 5;

- расчетное сопротивление i-гo слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа (тс/ ), принимаемое по табл. 2;

- то же, что в формуле (8).

Примечание. Сопротивление песчаных грунтов на боковой поверхности сваи с уширением следует учитывать на участке от уровня планировки до уровня пересечения ствола сваи с поверхностью воображаемого конуса, имеющего в качестве образующей линию, касающуюся поверхности уширения под углом к оси сваи, где - осредненное (по слоям) расчетное значение угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса, определяемое в соответствии с требованиями п.3.5. Сопротивление пылевато-глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.

4.7. Расчетное сопротивление R, кПа (тс/ ), грунта под нижним концом сваи следует принимать:

а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песчаных грунтов в основании набивной и буровой свай с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, - по формуле (12), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м и более, - по формуле (13):

где - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 6 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания, определенного в соответствии с указаниями п. 3.5;

- расчетное значение удельного веса грунта, кН/ (тс/ ), в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, кН/ (тс/ ), расположенных выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

- диаметр, м, набивной и буровой свай, диаметр уширения (для сваи с уширением), сваи-оболочки или диаметр скважины для сваи-столба, омоноличенного в грунте цементно-песчаным раствором;

- глубина заложения, м, нижнего конца сваи или ее уширения, отсчитываемая от природного рельефа или уровня планировки (при планировке срезкой), для опор мостов - от дна водоема после его общего размыва при расчетном паводке;

Учет отрицательных сил трения на боковой поверхности сваи.

Если в силу тех или иных причин осадка окружающего сваю грунта будет превышать осадку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения, направленные на верх, как обычно, а вниз. Такое трение называют отрицательным трением.

Отрицательное трение может возникнуть при различных обстоятельствах. Вероятность возникновения отрицательного трения значительно возрастает, если в пределах глубины погружения сваи имеется слой слабых сильносжимаемых грунтов, например торфа.

Несущая способность сваи с учетом сил отрицательного трения определяется по формуле Fd но при этом расчетное сопротивление fi для грунта, расположенного выше слоя торфа, принимается равным значению, табл СНиП но со знаком «-», а для торфа -5 кПа.

14.Определение несущей способности висячих свай по результатам полевых исследований.

Для определения несущей способности свай по результатам полевых исследований для каждого здания или сооружения должно быть проведено:

#G11 статических испытаний свай и свай-штампов

2 динамических испытаний свай

3 испытаний грунтов эталонной сваей

4испытаний свай-зондов

5 испытаний статическим зондированием

Несущую способность кН (тc), свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками и по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле

где - коэффициент условий работы; в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок в случае выдергивающих нагрузок принимается по указаниям п. 4.5;

- нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН (тc), определяемое в соответствии с указаниями пп. 5.4 - 5.7;

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям п. 5.4.

В случае, если число свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи Fu следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т.е. а коэффициент надежности по грунту

В случае, если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, и следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиями ГОСТ 20522-75 применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями п. 5.5 при вдавливающих, п. 5.6 - при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и п. 5.7 - при динамических испытаниях.

15.Классификация свайных фундаментов по характеру расположения свай.
Особенности совместной работы свай в кусте. Типы и конструкции ростверков.

Свайные фундаменты в зависимости от размещения свай в плане следует проектировать в виде:
а) одиночных свай - под отдельно стоящие опоры, когда несущей способности одной сваи достаточно для восприятия передаваемой на основание нагрузки;
б) свайных кустов – принято называть фундамент, состоящий из группы свай. Число свай в кусте может быть различным, обычно не менее 3х, хотя в отдельных случаях допускается устройство кустов и из 2х свай;
в) сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

г) свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более

Особенности совместной работы свай в кусте.

Сваи в кусте внецентренно нагруженного фундамента следует размещать таким образом, чтобы равнодействующая постоянных нагрузок, действующих на фундамент, проходила возможно ближе к центру тяжести плана свай

При загрузке свайного куста эпюры норм-ых вертик-ых напряжений в основании свай накладываются друг на друга и суммарная эпюра напряжений в осно­вании свайного куста существенно превышает эпю­ру напряжений одиночной сваи как по интенсивности, так и по размерам площади.

Типы и конструкции ростверков.

Типы свайных ростверков класс-руют в завис-ти отих распол-ия относит-но поверх-ти грунта,к-е влияет на хар-р работы сваи. Различают низкий, повышенный и высокий ростверки.

Низкий ростверкрасп-ют ниже поверх-и грунта. Такой ростверк может передавать часть вертик-ойнагрузки от сооруж-я своей подошвой и воспринимать боковойповерх-ю горизон-ые нагрузки. При этом сваи полностью находятся в грунте и продольный изгиб свай от вертик-ых нагрузок обычно учитывают только в очень слабых грунтах (торф, ил)

Повышенный ростверкраспол-ют на поверх-и грунта. Для одиночных свай с повышен­ным ростверком при проверке ее на продольный изгиб следует учитывать глубину заделки сваи в грунте. Повышенные роствер­ки допустимы в непучинистых грунтах.

Высокий ростверкраспол-ют выше поверх-и грунта. Проверку прочности вертик-ых свай вып-ют с учетом продольного изгиба. Т.к. верхняя часть вертик-ых свай при действии гориз-ых нагрузок может испытывать изгиб-ие моменты, то для снижения момента ставят наклонные сваи. Высокие свайные ростверки при­м-ют при строит-ве крановых эстакад, надземных пешеходных переходов, мостов.

16.Расчет свайных фундаментов с низким ростверком при действии
центральных и внецентренных нагрузок по предельным состояниям.

Низкий свайный ростверк располагают ниже поверх-ти грунта. Такой ростверк может передавать часть вертик-ого давле­ния на грунт осн-ния по своей подошве и при практически плотной об­ратной засыпке может воспринимать давление от горизонтальных сил. Если ростверк нах-ся в зоне сезонного промерзания, на него при промерзании грунта могут воздействовать силы пучения, развивающиеся как под ним, так и с боков от него. В последнем случае развиваются ка­сательные силы пучения.

Расчетсвайных фундаментов и их оснований производят по 2м группа предельных состояний:

I – по несущей способности грунта основания свай, по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом, по прочности материала свай и ростверков

II - по осадкам свайных фундаментов от вертикальных нагрузок, по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов

Расчет по несущей способности грунтов основания заключается в выполнение условия

N- расчетная нагрузка передаваемая на сваю, Fd – несущая способность сваи, определяемая любым из методов, гамма- коэффициент надежности принимаемы равным: 1,2 ; 1,25; 1,4

Центрально нагруженный свайный фундамент:

Зная несущую способность сваи Fd и принимая, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на все сваи фундамента, необходимое число свай n в кусте или на 1 м длины ленточного фундамента определяют по формуле.

N01 – расчетная нагрузка на куст млм на 1м длины ленточного фундамента.

Расстояние между осями свай принимают 3d, а расстояние от крайнего ряда свай до ростверка d. После размещения свай в кусте и уточнения габаритных размеров ростверка определяют нагрузку N, приходящуюся на каждую сваю, и проверяют условие

Gf и Gg – расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на обрезах ростверка

Внецентренно нагруженный:

Предварительное число свай при внецентренном нагружении свайного фундамента определяют так же как и при центральной нагрузке, а затем увеличивают приблизительно на 20%.

Расчетную нагрузку, приходящуюся на отдельную сваю, определяют по формуле внецентренного сжатия