Сваи винтовые несущая способность

Определение несущей способности свай по грунту

Допускаемая нагрузка на сваю определяется из условия ее несущей способности по грунту и материалу. При определении числа свай на фундамент используется меньшее значение допускаемой нагрузки на сваю.

Свайные фундаменты и отдельные сваи по несущей способности грунтов основания (несущая способность свай по грунту) рассчитываются по формуле:

,

где N — полная расчетная вертикальная нагрузка на сваю, которая складывается из расчетных нагрузок: N01 — приложенной в уровне обреза фундамента; NP1 — веса ростверка; NГР1 — веса грунта на консолях ростверка.

Рассчитаем несущую способность сваи для фундамента под колонну 5, к обрезу которого прикладывается наибольшая нагрузка.

В проекте N находится по формуле:

=1872 кН+50,625 кН=1922,625 кН

Рисунок 4.3. — Расчетная схема к оценке несущей способности висячей забивной сваи по грунту

Несущая способность висячих свай определяется как сумма сопротивлений грунтов оснований под нижними концами свай и по их боковой поверхности по формуле:

,

где , , — наружный периметр поперечного сечения сваи.

Таблица 4.1

Определение

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

R=

Определение несущей способности сваи по материалу

Несущая способность сваи по материалу на сжатие для железобетонных свай определяется по формуле:

где Fm — несущая способность сваи по материалу, кПа; — коэффициент условий работы сваи =1 (при размере поперечного сечения сваи более 200 мм); — коэффициент, учитывающий условия загружения, гибкость и другое (для свай, полностью находящихся в грунте, =1); Rb — расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии (призменная прочность), кПа; А — площадь поперечного сечения сваи, м2; Rst — расчетное сопротивление арматуры сжатию, кПа; AS — площадь всех продольных стержней арматуры.

Rb=14500 кПа

RАРМ=280000 кПа

SАРМ=

Sb=0,09м2

Для дальнейшего расчета принимаем несущую способность сваи по грунту Fd=383,1 кПа

Определение количества свай в ростверке

Требуемое количество свай определяется по формуле:

,

где N1 — полная расчетная нагрузка, передаваемая на сваи, приведенная к подошве плиты ростверка, кН; Fd — несущая способность сваи по грунту; — коэффициент надежности (=1,4); — коэффициент, учитывающий работу свай при наличии момента внешних сил в уровне подошвы ростверка и принимаемый равным 1,1 — 1,2.

Необходимо увеличить длину свай до 12 м для уменьшения их количества в ростверке.

Рисунок 4.4 — Расчетная схема к оценке несущей способности сваи по грунту для колонны 5

Таблица 4.2

Определение

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

R=

сваи длиной по 10 м

Рассчитаем несущую способность сваи для фундамента под колонну 2:

В проекте N находится по формуле:

=900 кН+50,625 кН=950,625 кН

Таблица 4.3.

Определение

Рисунок 4.5. — Расчетная схема к оценке несущей способности сваи по грунту под колонну 2

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

R=

сваи длиной по 10м

Рассчитаем несущую способность сваи для фундамента под колонну 1:

В проекте N находится по формуле:

=1308 кН+50,625 кН=1358,625 кН

Таблица 4.4.

Определение

Рисунок 4.6. — Расчетная схема к оценке несущей способности сваи по грунту под колонну 1

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R:

Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

  1. диаметр трубы и лопастей;
  2. прочность грунта основания;
  3. длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).

Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по следующей формуле: N = F/γk .

В этой формуле:

  • N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
  • F — значение несущей способности (неоптимизированное),
  • γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.

  • 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
  • При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .

Здесь:

  • S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

  1. условия работы;
  2. характеристики грунта;
  3. глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
  4. диаметр лопасти;
  5. характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Расчет свай на фундамент

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

  1. грунты на участке — глина;
  2. диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
  3. масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
  4. периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.

Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности).

Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.

Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом: 59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.

Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов: 24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов. Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 1213 штук, а это существенная экономия.

В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности. Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается.

Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:

  1. сечение;
  2. длина;
  3. шаг;
  4. распределение под несущими стенами.

Отдел продаж:

Запись на геологию:

Руководитель отдела НИОКР Глазачев Антон Олегович +7 967 742-44-44

— Опыт, создающий результат.

Рассчитать стоимость испытаний

Свидетельство о допуске к работам в области инженерных изысканий, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства

Статические испытания свай выполняются в соответствии с требованиями:

  • ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями»;

Перед началом работ специалистами компании «ГлавФундамент» разрабатывается и согласовывается «Программа проведения испытаний свай» в соответствии с обязательным приложением «А» ГОСТа 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями». Статические испытания свай можно проводить на разных этапах строительства и проектирования: на стадии изысканий, до начала рабочего проектирования и при приемке погруженных свай (контрольные испытания).

В зависимости от этапа будут различаться и цели статических испытаний свай.

  • На стадии изысканий статические испытания свай проводят для того, чтобы определиться с длиной свай и оценить их несущую способность.
  • На стадии завершения работ по устройству фундаментов проводятся контрольные испытания свай, целью которых является проверка соответствия фактической и расчетной несущей способности свай, принятой в проекте. Статические испытания являются самым точным методом определения несущей способности свай по грунту, так как коэффициент надежности при определении расчетной допускаемой нагрузки на сваю при данном подходе наименьший (γ=1.2).

Рассмотрим технологию проведения статических испытаний свай на вдавливающие нагрузки.

Работы начинаются с определения проектирующей организацией количества испытуемых свай. Испытания производятся на сваях, расположенных в местах с наихудшими грунтовыми условиями, либо в наиболее нагруженных участках. Существует несколько методик, регламентированных ГОСТ 5686-2012, выбор которых зависит от цели испытаний:

  • метод релаксации напряжений;
  • ускоренное контрольное испытание сваи статической вдавливающей нагрузкой;
  • метод по определению несущей способности талых грунтов вдавливающей нагрузкой.

Преимущественное распространение получил способ статического испытания свай с использованием гидравлических домкратов. Этот метод является наименее трудоемким и недорогим. Именно этот вариант чаще всего используются специалистами ООО «ГлавФундамент» для нагружения свай, что позволяет нашим клиентам экономить до 30% средств на испытаниях. Ниже приводятся схемы установок для испытаний с использованием гидравлического оборудования. В соответствии с ГОСТ 5686-2012 упорные элементы, воспринимающие реактивные давления, должны иметь запас прочности, превышающий 20% от максимальной нагрузки, прикладываемой к свае. Самая распространенная схема – это испытание на вдавливание, так как сжимающая нагрузка N является определяющей в свайном фундаменте для гражданских зданий. Испытания на выдергивания производят в случае внецентренно нагруженного фундамента, когда на крайние сваи передаются знакопеременные нагрузки (вдавливание и выдергивание), или при условии чистого выдергивания, например, если речь идет об анкерных сваях, использующихся для крепления стен котлованов, оттяжек башен сотовой связи, фундаментов под опоры линий электропередач.

Схема установки для испытания грунтов статической выдергивающей нагрузкой

Схема установки для испытания грунтов статической вдавливающей нагрузкой

На стадии изысканий проведение статических испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной нагрузками позволяет с высокой точностью определить необходимые характеристики конфигурации свай (длину, диаметр лопастей, размеры поперечного сечения), что уменьшает стоимость строительных работ по устройству фундаментов. Приведем пример из практики. В проекте фундаментов под колонны торгового комплекса в г. Новосибирске было заложено по 6 винтовых свай длиной 4 м и с диаметром лопасти 350 мм на каждый свайный куст. По результатам проведенных испытаний проект фундаментов был изменен, и свай в кусте стало меньше — 4. Общая экономия составила 430 240 рублей.

Процесс установки прогибомера Общий вид установки для испытания винтовых свай Испытание винтовых свай с предварительным замачиванием Дублирование показаний прогибомеров с помощью нивелира Фиксация полученных данных Фиксация вертикальных перемещений анкерной системы Фиксация отчетов в процессе нагружения Монтаж системы упорных балок Проведение статических испытаний винтовых свай в подвале реконструируемого здания Снятие показаний прогибомеров в процессе проведения испытаний
Полезна ли Вам информация на данной странице? Да 46 Нет 21 Частично 8 Отправить

где с – коэффициент условия работы сваи = 1;  — коэффициент продольного изгиба = 1;  < 1 для свайных фундаментов с высоким ростверком.

Аa(Raс)

Прочность ствола сваи должна быть обеспечена на всех этапах выполнения работ:

— складирования;

на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай

— транспортировки;

— забивки.

Прочность при забивке свай, прежде всего, обеспечивается правильным выбором сваебойного оборудования:

Несущая способность сваи по грунту основания

Где Q– вес ударной части молота;q– вес сваи; Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Грунт, окружающий ствол сваи может воспринимать, как правило, значительно меньшую нагрузку. Необходима проверка несущей способности.

Для свай – стоек и висячих свай несущая способность по грунту определяется по разному.

1). Несущая способность свай – стоек.

Где R– расчетное сопротивление грунта под острием сваи;

А – площадь поперечного сечения сваи; с –коэффициент условия работы сваи;q – коэффициент надежности.

2). Несущая способность висячих свай (свай трения).

А) По таблицам норм

Расчет по I предельному состоянию

N0,Nб – сопротивление сваи, соответственно под острием и по боковой поверхности.

Р – расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.

где R – расчетное сопротивление грунта сваи под острием; u – периметр сваи; fi – расчетное удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи; i — мощность i слоя грунта, где действует fi

Для однородного грунта вся толща также разбивается по глубине на отдельные слои i  2 м, т.к. fi – меняется с глубиной.

Несущая способность сваи, полученная расчетом, часто оказывается ниже фактической, найденной по испытаниям. Данное обстоятельство объясняется тем, что в расчетах используются осредненные табличные значения величин fi , что является приближенным.

Для определения истинной (фактической) несущей способности сваи рекомендуется проводить испытания свай непосредственно на площадке строительства. Обычно под пятном застройки здания (сооружения) перед производством работ проводятся испытания 1 или 2 свай.

Б) Испытания свай динамическим методом

1. Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.

Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.

Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.

При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.

Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.

При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.

При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.

После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».

Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».

Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».

Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности. Исследования в этом направлении были проведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;

Рmax – максимальная несущая способность сваи;

Т – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;

t1, t2 – время испытания сваи;

Р1, Р2 – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t1 и t2.

m – коэффициент, учитывающий скорость засасывания сваи.

Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?

В супесях – в 1,1…1,2 раза

Почти максимальная несущая способность при забивке

В суглинках – в 1,3…1,5 раз

Необходимо учитывать повышение несущей способности

В глинах – в 1,7…6 раз

Т = (3…6) недель

В 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил формулу для определения несущей способности свай динамическим способом:

QH = A+B+C

QH – работа свайного молота;

A= Pe – работа, затраченная на погружение сваи;

В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

С= QH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.).

QH = Pe + Qh +QH

Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);

 — коэффициент, учитывающий потерю работы.

В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

А – площадь поперечного сечения сваи;

е – действительный отказ сваи;

Q – вес ударной части молота;

q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи).

Практически, при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчетом величину (Р).

Достоинства

Недостатки

1. Простота

1. Не точные результаты для глинистых грунтов

2. Малая стоимость

В). Определение несущей способности свай статической нагрузкой

Принципиальная схема испытаний

Испытуемая свая

Анкерные сваи

домкрат

Балка

Нагрузка прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой прогибомерами с точностью до 0,1 мм.

По данным испытаниям строятся 2 графика.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по результатам статических испытаний

г). Определение несущей способности свай методом зондирования

Зонд может погружаться:

— вдавливанием (статическое зондирование);

— забивкой (динамическое зондирование).

Робщ = Рост + Рбок

Робщ =120 кг/см2 Робщ — Рост = Рбок =120-40=80 кг/см2

Рост= 40 кг/см2

По данным зондирования можно судить о несущей способности сваи, а также с использованием эмпирических формул определять модуль общей деформации грунта Е0.

Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний.

Пример представления результатов зондирования.

д). Явление отрицательного трения

Данное явление возникает при слоистом напластовании грунтов с наличием слабых прослоев.

При наличии распределенной нагрузки будут деформироваться все слои грунта. Перемещение грунта вниз относительно ствола сваи вызовет дополнительное загружение её трением — отрицательное трение. Сваи начинают держать окружающий грунт, а не наоборот.

Значительные исследования в этом направлении выполнены Ю.В. Россихиным.

16. Определение несущей способности одиночной сваи по прочности грунта основания (по таблицам СНиП 2.02.03-85) и прочности материала сваи.

По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально нагруженный сжатый стержень, без учета поперечного изгиба.

Для железобетонных свай формула расчета несущей способности по материалу выглядит следующим образом:

,

где φ – коэффициент продольного изгиба, обычно φ=1;

γс – коэффициент условий работы,

для свай сечением менее 0,3×0,3м γс=0,85;

для свай большего сечения γс=1;

γm – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зависимости от вида

свай);

Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона (кПа);

A – площадь поперечного сечения сваи, м2;

γa – коэффициент условий работы арматуры, γa =1;

Rs – расчетное сопротивление сжатию арматуры (кПа);

As – площадь поперечного сечения арматуры, м2.

Несущая способность сваи-стойки по грунту определяется по формуле:

,

где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, γс=1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа

А – площадь опирания сваи на грунт, м2.

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании), определяемая в соответствии с указаниями п.3.11;

Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с указаниями

17. Особенности работы кустов свай, объединённых ростверком. Распо­ложение свай в кусте.

Сваи и свайные фундаменты в современном строительстве получили широкое распространение, так как их применение позволяем значительно сократить объем земляных работ и расход бетона.

Группу свай (куст свай), образующих свайный фундамент! поверху связывают жесткой конструкцией — ростверком в вида балки или плиты, обеспечивающей равномерную передачу нагрузи от сооружения на все сваи куста и препятствующей горизонтально; смещению верхней части свай. Ростверки в большинстве случаев выполняют из железобетона. Куст свай, объединенных едины ростверком, называется свайным фундаментом, группы свай (свайный куст), устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки

18. Расчёт куста висячих свай по II группе предельных состояний. Условный фундамент.

Расчет осадки свайного фундамента (расчет по деформациям). Расчет по деформациям производится методом послойного элементарного суммирования для условного фундамента.. Сделать фундамент условным можно, если нижнюю границу (подошву) его определить по нижним концам свай, верхнюю – по планировке поверхности. Боковые поверхности определить по крайним рядам свай, отступив от их центра на величину, равную половине шага между ними. По этим размерам определяют поперечное сечение. Погонную нагрузку на основание определяют, как сумму веса свай и грунта, находящегося в объеме, определяемом указанным поперечным сечением на длине фундамента, равной 1 м.

— средневзвешенный угол внутреннего трения

  • угол рассеивания напряжений

по длине ствола сваи.

Давление по подошве условного фундамента:

Необходимое соблюдение условия:

S  Su

(Расчет по II предельному состоянию)

АБВГ – условный

фундамент

19. Особые случаи работы свай в условиях возникновения отрицатель­ного трения. Сваи, работающие на выдёргивание.

Если по тем или иным причинам осадка окружающего сваю грунта будет превышать нагрузку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения , направленные не вверх, как обычно, а вниз – отрицательное трение.

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие. Для свай, работающих на выдергивание (изгиб), глубина их заделки в ростверк принимается из условия обеспечения прочности заделки

Перемещению сваи вверх препятствует трение по ее бо­ковой поверхности и вес сваи.

Несущую способность сваи, работающей на выдергивание, определяют по формуле

Fdu= cu ∑ сffi hi+ tGp,

где t –коэффициент надежности по нагрузке, обычно принимаемый равным 0.9; Gp-вес сваи, кН; где ус — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; γcf — коэффициенты условия работы грунта соответственно по боковой поверхности сваи, зависящий от способа ее погру­жения

Коэффициент условий работы свай в грунте с при их длине h<4 м принимают равным 0,6, а при h4 м — равным 0,8. При проектировании линий электропередачи в случае кратковременных нагрузок значениес берут несколько большим, согласно СНиП 2.02.03-85.

Значение Fdu можно определять также испытанием свай на выдергивание.

Ввинчиваемые (лопастные) сваи целесообразно применять, когда с поверхности залегают слабые грунты, подстилаемые малосжимаемыми, и для устройства фундаментов, работающих на выдергивание. Давление на грунт основания такими сваями передается через винтовые лопасти диаметром до 2 м. Для завинчивания легких металлических анкерных свай применяют агрегаты, аналогичные буровым установкам. Железобетонные сваи ввинчивают с помощью кабестана, закрепляемого анкерами.

На дно буровой скважины опускается заряд взрывчатых веществ и скважина заполняется бетонной смесью. При взрыве в низу скважины в результате уплотнения грунта образуется полость, в которую проваливается бетон из скважины. Затем бетонируется оставшаяся свободной часть скважины.

Требуется определить допустимую нагрузку, которую может воспринять забивная висячая железобетонная свая. Глубина погружения сваи L = 7 м. Се­чение сваи квадратное с размером стороны b = 0,3 м. Свая забита при помощи дизель — молота.

Грунт № 1: супесь с показателем текучести IL = 0,3 Мощность слоя: H1 = 3,5 м.

Грунт № 2: супесь с показателем текучести IL = 0,4. Мощность слоя: H2= 1,5 м.

Грунт № 3: глина с показателем текучести IL =0,5.

Решение

Площадь поперечного сечения сваи A = b2 = 0,32 = 0,09 м2

Периметр сечения сваи: и = 4b = 4*0,3 = 1,2 м.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи R = 1,4 МПа = 1400 кПа.

При определении сопротивления грунта по боковой по­верхности сваи при толщине прорезаемого слоя более 2 м этот слой следует разбивать на несколько слоем с толщиной каждого не более 2 м.

Слой №1 мощностью 3,5 м, поэтому разбиваем его на два толщиной 2 и 1,5 м.

Средняя глубина расположения слоев (см. рис. 1):

h1 = 1,0 м;

h2 = 2,75 м;

h3 = 4,25 м;

h4 = 5,75 м.

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в первом слое грунта (IL = 0.3) при его средней глубине заложения h1 = 1,0 м, f1 = 23 кПа

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в первом слое грунта (IL = 0.3) при его средней глубине заложения h2 = 2,75 м, f2 = 33,8 кПа.

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи во втором слое грунта (IL = 0,4) при его средней глубине заложения h3= 4,25 м, f3 = 27,5 кПа.

Расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи в третьем слое грунта (IL = 0,5) при его средней глубине заложения h4 = 5,75 м, f4 = 24.7 кПа.

Коэффициент условий работы сваи в грунте: γс = 1.0.

Коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи γсR = 1,0.

Коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи γсf = 1,0.

Несущая способность одиночной висячей сваи :

Fd=γс (γсR RA + uγсf ∑fi hi ) =

= 1,0(1,0 * 1400 * 0,09 + 1,2 * 1,0 (23*2 + 33,8*1.5 + 27.5*1,5 + 24.7*1.5)) = 336 кН.

Коэф. надежности по грунту γk = 1,4.

Допустимая расчетная нагрузка на сваю по грунту:

F = Fd/γk = 336/1,4 = 240 кН.

Примеры:

  • Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания
  • Пример 1.2 Сбор нагрузок на плиту покрытия
  • Пример 1.3 Сбор нагрузок на балку перекрытия
  • Пример 1.4. Сбор нагрузок на колонну
  • Пример 2.1 Определение несущей способности буронабивной сваи длиной 2,2 м
  • Пример 2.3. Определение несущей способности сваи по материалу
  • Пример 2.4. Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте
  • Пример 3.1. Расчет стыка балки с накладками
  • Пример 3.2. Расчет соединения столика с колонной
  • Пример 3.3. Расчет балки настила
  • Пример 3.4. Расчет заделки в кладку консольной балки и проверка кладки на местное смятие
  • Пример 3.5. Проверка сечения колонны из двутавра на сжатие
  • Пример 4.1. Проверка сечения центрально-сжатого элемента

Оставьте комментарий