Расчет висячих свай

Расчет висячих свай

Содержание

Определение забивных свай

=============================================================
СЛОЙ 1
Cлой 1 Насыпной, H=2.000 м
=============================================================
СЛОЙ 2
Cлой 2 Торф, H=0.500 м
=============================================================
СЛОЙ 3
Тип грунта: Супеси, качество (или показатель текучести ): JL= 0.4, H грунта=2.000м, H сваи=2.000 м
Грунт талый — таблицы 1,2 ( СНиП 2.02.03-85 )
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ:
Таблица 2 для талых грунтов ( СНиП 2.02.03-85 ) :
F_i = 0.180 кгс/см2 ( Супеси/JL= 0.4/средняя глубина=1.500) (12)
F_up = ( Y_c * Y_cf * F_i * C_t * H_i) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 0.180 * 133.83 * 200.000) * 0.001 / 1.4 = 3.441
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 3.441 т
=============================================================


=============================================================
СЛОЙ 4
Тип грунта: Суглинки, качество (или показатель текучести ): JL= 0.3, H грунта=2.500м, H сваи=2.500 м
Грунт талый — таблицы 1,2 ( СНиП 2.02.03-85 )
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ:
Мощность слоя больше 2.0 м — требуется расчленение на 2 однородн. пласт. мощностью 1.250 м
Таблица 2 для талых грунтов ( СНиП 2.02.03-85 ) :
F_i = 0.354 кгс/см2 ( Суглинки/JL= 0.3/средняя глубина=3.125) (12)
F_up = ( Y_c * Y_cf * F_i * C_t * H_i) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 0.354 * 133.83 * 125.000) * 0.001 / 1.4 = 4.228
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 4.228 т
Таблица 2 для талых грунтов ( СНиП 2.02.03-85 ) :
F_i = 0.388 кгс/см2 ( Суглинки/JL= 0.3/средняя глубина=4.375) (12)
F_up = ( Y_c * Y_cf * F_i * C_t * H_i) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 0.388 * 133.83 * 125.000) * 0.001 / 1.4 = 4.630
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 4.630 т
СУММАРНАЯ НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ В СЛОЕ 4 = 8.858 т
=============================================================
СЛОЙ 5
Тип грунта: Глины, качество (или показатель текучести ): JL= 0.2, H грунта=1.500м, H сваи=1.500 м
Грунт талый — таблицы 1,2 ( СНиП 2.02.03-85 )
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ:
Таблица 2 для талых грунтов ( СНиП 2.02.03-85 ) :
F_i = 0.575 кгс/см2 ( Глины/JL= 0.2/средняя глубина=5.750) (12)
F_up = ( Y_c * Y_cf * F_i * C_t * H_i) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 0.575 * 133.83 * 150.000) * 0.001 / 1.4 = 8.245
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 8.245 т
=============================================================
СЛОЙ 6
Тип грунта: Пески, качество (или показатель текучести ): средние, H грунта=1.500м, H сваи=1.500 м
Грунт талый — таблицы 1,2 ( СНиП 2.02.03-85 )
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ:
Таблица 2 для талых грунтов ( СНиП 2.02.03-85 ) :
F_i = 0.605 кгс/см2 ( Пески/средние/средняя глубина=7.250) (12)
F_up = ( Y_c * Y_cf * F_i * C_t * H_i) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 0.605 * 133.83 * 150.000) * 0.001 / 1.4 = 8.675
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 8.675 т
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОД ОСНОВАНИЕМ:
Таблица 1 для талых грунтов (СНиП 2.02.03-85) :
R = 38.000 кгс/см2 (Пески/средние/глуб.=8.000) (11)
F_up = (Y_c * Y_cr * R * A_t ) * 0.001 / 1.4
(1.00 * 1.00 * 38.000 * 1425.31) * 0.001 / 1.4 = 38.687
Несущая способность под основанием сваи = 38.687 т
——— Результат по всем слоям ——————
Несущая способность сваи на вертикальную нагрузку F_up = 67.91 т
Несущая способность по боковой поверхности сваи = 29.22 т
Несущая способность сваи на выдергивающую нагрузку = 23.38 т
Несущая способность по боковой поверхности по слоям грунта:
Слой_1 = 0.00 т
Слой_2 = 0.00 т
Слой_3 = 3.44 т
Слой_4 = 8.86 т
Слой_5 = 8.24 т
Слой_6 = 8.68 т
——— Расчетная сила морозного пучения ——————
Удельная сила морозного пучения T_fh =1.10
N = T_fh * H_sts * C_t * 0.7 * 100 * 0.001 = 1.10 * 2 * 133.83 * 0.7 * 100 * 0.001 = 20.61 т
Глубина СТС = 2 м Тип грунта:
Пылевато-глинистые при показателе текучести Il > 0.5,
пески мелкие и пылеватые при степени влажности Sr >0.95

Итак

По виду взаимодействия с грунтом

Сваи делятся на 2 основных вида: висячие сваи и сваи-стойки. Принципиальная разница между этими видами свай следует из определения и может быть проиллюстрирована следующей картинкой:

Рисунок 483.1. 1 — сваи-стойки, 2 — висячие сваи

Висячие сваи

Сюда относятся все виды свай, которые опираются на сжимаемые грунты и при этом передают нагрузку на грунты основания боковой поверхностью (за счет сил трения, на рисунке 483.1 обозначены как т — касательные напряжения, возникающие в грунтах) и нижним концом (сжатие по площади на нижнем конце сваи, на рисунке 483.1 обозначены как σ — нормальные напряжения, возникающие в грунтах).

К сжимаемым грунтам относятся глины от текучей до полутвердой консистенции, суглинки, супеси и пески.

Примечание: При расчете висячих свай следует учитывать влияние отрицательных сил трения (если таковые имеются), уменьшающих несущую способность свай. Отрицательными (негативными) силами трения называются силы, которые возникают на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта. Отрицательные силы трения направлены вертикально вниз.

В свою очередь в пучинистых грунтах в зимнее время в результате пучения из-за промерзания грунта на боковой поверхности висячих свай могут возникать положительные силы трения, т.е. направленные вверх. Эти силы как бы пытаются выдавить сваи на поверхность. С одной стороны это приводит к повышению несущей способности висячих свай в зимнее время. А с другой стороны в материале свай кроме сжимающих могут возникнуть и растягивающие нормальные напряжения. Соответственно материал таких свай следует проверять расчетом на действие подобных растягивающих напряжений. Для восприятия этих растягивающих напряжений в ж/б сваях используется соответствующая арматура.

Сваи-стойки

Сюда относятся все виды свай, которые опираются на скальные грунты, а кроме того забивные сваи, опирающиеся на малосжимаемые грунты.

К малосжимаемым грунтам относят крупнообломочные грунты с плотным или средней плотности песчаным заполнителем, а также твердые глины, имеющие модуль деформации Е > 50 МПа (500 кг·с/см2) в водонасыщенном состоянии.

Модуль деформации грунта Е отличается от модуля упругости Е, тем, что при определении его значения учитываются не только упругие, но и пластические (остаточные) деформации.

Примечание: При расчете несущей способности по грунту основания свай-стоек силы сопротивления грунтов (силы трения на боковой поверхности) не учитываются, так как опирание на скальные (практически несжимаемые) грунты минимизирует вероятность осадки свай-стоек, а значит и силам трения на боковой поверхности, появляющимся при проседании висячих свай, взяться неоткуда. Исключение составляют все те же отрицательные сил трения. Они, если есть, при расчетах учитываются, так как снижают несущую способность свай.

По форме

В зависимости от геометрии продольного, поперечного сечения и нижнего конца сваи принято различать

По форме поперечного сечения

Сплошные сваи прямоугольного (1), квадратного (2), круглого (3), таврового (4) и двутаврового (5) сечений, а также полые круглого (6) сечения (трубы, оболочки) и квадратные с круглой полостью (7).

Рисунок 484.2. Геометрия поперечных сечений свай.

Сваи-оболочки от свай-труб отличаются относительно большим наружным диаметром и относительно малой толщиной стенок сваи по сравнению с наружным диаметром. Соответственно устраиваются сваи-оболочки в грунтах с очень низкой несущей способностью, а такая форма свай позволяет экономить значительное количество материала.

По форме продольного сечения

Сваи постоянного по длине сечения: цилиндрические (1), призматические (2) и сваи с наклонными боковыми гранями: ромбовидные (3), пирамидальные (4), трапецеидальные (5).

Рисунок 484.3. Геометрия продольных сечений свай

По конструкции нижнего конца

Сваи с плоским нижним концом (рис. 483.1.1), с заостренным нижним концом (рис.483.3.2), полые с открытым (1) или закрытым (2) нижним концом, булавовидные с плоским или объемным уширением (3), с камуфлетной пятой (4), винтовые (5).

Рисунок 484.4. Конструкции нижнего конца свай.

Примечание: в нормативных документах классификация по форме дается только для забивных свай (само собой винтовые сваи к ним не относятся). Однако такой подход мне кажется не совсем верным, поэтому я выделил геометрию свай в отдельную категорию.

>По методу заглубления в грунт

Принято различать

Погружаемые в грунт без выемки грунта

Сюда относятся:

Забивные

Сваи всех видов для заглубления в грунт которых используются молоты, вибропогружатели, вибровдавливающие или вдавливающие устройства.

Другими словами забивные сваи погружаются в грунт под воздействием ударной, вибрационной или динамической нагрузки, соответственно материал забивных свай должен рассчитываться на воздействие таких нагрузок.

Кроме того забивные железобетонные сваи диаметром ≤ 80 см и сваи-оболочки диаметром ≥ 100 см дополнительно подразделяются

По способу армирования

На сваи с ненапрягаемой и предварительно напряженной продольной арматурой вне зависимости от наличия поперечного армирования.

По конструктивным особенностям

На сваи цельные и составные (из нескольких секций).

Примечание: К забивным сваям также относят железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью.

Классификация забивных свай по геометрическим признакам приводилась выше в отдельной категории.

Набивные

Сюда относят бетонные и железобетонные сваи, устраиваемые путем укладки в скважины бетонной смеси. Для образования скважин грунт принудительно отжимают (вытесняют).

В свою очередь набивные сваи

по способу устройства

подразделяют на

Набивные, устраиваемые с использованием инвентарных труб

Нижний конец труб у таких свай при погружении в грунт закрыт бетонной пробкой или оставляемым в грунте башмаком. По мере заполнения скважин бетонной смесью трубы извлекаются.

Набивные, виброштампованные

Такие сваи делаются путем заполнения жесткой бетонной смесью пробитых скважин. Бетонную смесь уплотняют виброштампом в виде трубы с нижним заостренным концом. Ну трубу крепится вибропогружатель.

Набивные в выштампованном ложе

В грунте производится выштамповка скважин конусной или пирамидальной формы, после чего скважины заполняются бетонной смесью.

Винтовые

Сваи со стальным или железобетонным корпусом (стволом) с лопастью (или лопастями) на конце (рис. 484.4.5), погружаемые в грунт завинчиванием, иногда в сочетании с вдавливанием.

Винтовые сваи относятся к висячим. Одно из главных достоинств винтовых свай — это значительное уширение площади сечения на конце свай, образуемое лопастью или лопастями, которое не только увеличивает несущую способность свай при относительно малом диаметре, но также препятствует выдергиванию свай. Потому винтовые сваи раньше использовались в основном для устройства фундаментов, которым передаются значительные выдергивающие силы.

В настоящее время винтовые стальные сваи очень часто используются при возведении небольших частных домов.

При расчете винтовых свай следует учитывать крутящий момент, возникающий при завинчивании.

Устраиваемые с выемкой грунта

Сюда относятся

Буровые

Железобетонные сваи, устраиваемые в грунте путем установки готовых железобетонных элементов в пробуренные скважины или заполнением скважин бетонной смесью. В малоэтажном частном строительстве — это самый распространенный вид свай.

В свою очередь буровые сваи

подразделяют на

Буронабивные сплошного сечения

Для устройства таких свай бурятся скважины. Стенки скважин не крепятся, если скважины пробурены в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод. При бурении скважин ниже уровня грунтовых вод в любых грунтах стенки скважин закрепляются глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами, извлекаемыми после устройства скважин. Затем скважины заполняются бетонной смесью. На конце свай может быть уширение.

Буронабивные полые

Сваи круглого сечения, устраиваемые с использованием многосекционного вибросердечника.

Буронабивные с уплотненным забоем

Перед заливкой бетонной смеси в забой скважины втрамбовывается щебень для повышения несущей способности грунта.

Буронабивные с камуфлетной пятой

После бурения на дне скважины производится взрыв, приводящий к образованию камуфлетной пяты. В результате увеличивается площадь основания будущей сваи, а также уплотняется грунт в области взрыва. Все это приводит к значительному повышению несущей способности грунта. Затем скважины заполняются бетонной смесью.

Буроопускные с камуфлетной пятой

Отличие буроопускных свай с камуфлетной пятой от буронабивных в том, что после взрыва в скважину опускаются готовые железобетонные сваи, а не бетонная смесь.

Буроинъекционные

Сваи малого диаметра (15-25 см) устаиваются нагнетанием (инъекцией) в пробуренные скважины мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора.

В последнее время буроинъекционные сваи получили большое распространение в малоэтажном частном строительстве. Их еще называют микросваями.

Буроопускные сваи-столбы диаметром или со сторонами ≥ 80 см

После бурения в скважины укладывается омоноличивающий цементно-песчаный раствор. Затем в скважину опускаются призматические или цилиндрические элементы сплошного сечения

Вибропогружные

Железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт с выемкой грунта и полностью или частично заполняемые бетонной смесью.

При устройстве свай без выемки грунта или с частичной выемкой физические свойства основания в результате уплотнения могут значительно изменяться. При устройстве свай с выемкой грунта физические свойства основания как правило изменяются не значительно и это тоже необходимо учитывать при расчете свай и оснований под сваями.

Несущая способность сваи

В этом режиме определяется несущая способность свай-стоек и висячих свай, работающих на вертикальную сжимающую нагрузку Fd и вертикальную выдергивающую нагрузку Fdu. Рассматриваются забивные, набивные, буровые сваи, а также сваи-оболочки в соответствии с требованиями раздела 4 СНиП 2.02.03–85 (раздел 7.2 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011, раздел 8.1 «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве»), а также с требованиями раздела 5 «Руководства по проектированию свайных фундаментов». При определении несущей способности свай учтены особенности их проектирования в сейсмических районах (раздел 11 СНиП 2.02.03–85, раздел 12 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011 и раздел 12 «Руководства по проектированию свайных фундаментов»). Если в качестве норм проектирования выбран ДБН В.2.1-10-2009, то учтены требования п. Н.7 приложения Н этого ДБН.

В расчете учитывается возможное наличие (устройство) на конце свай уширения, а также сохранение или удаление грунтового ядра в сваях-оболочках при заполнении их внутренней полости бетоном. Учитывается также возможность планировки прилегающей территории (срезкой, подсыпкой или намывом), а также наличие котлована в месте устройства сваи. Коэффициенты условий работы сваи в грунте — γc, под нижним концом сваи — γcr, а также по боковой поверхности сваи — γcf задаются пользователем самостоятельно (при этом есть возможность выбора этих коэффициентов из представленного набора).

Подготовка данных

На странице Общие данные в группе Сваи-стойки или Висячие сваи указывается вид сваи. В зависимости от вида сваи из выпадающих списков выбираются значения коэффициента надежности грунта γg, коэффициентов условий работы сваи в грунте γc и грунта под нижним концом сваи γcR.

Если площадка строительства находится в сейсмическом районе и указана висячая свая, то следует активизировать соответствующий маркер и выбрать в появившихся списках класс бетона, расчетную сейсмичность площадки и повторяемость сейсмического воздействия, а также задать в таблице значения расчетных нагрузок (M и Q), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмического воздействия. Для сваи-стойки дополнительные данные не требуются и для учета сейсмического района достаточно активизировать маркер.

Следует обратить внимание, что в существующей редакции СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» отсутствуют информация о повторяемости землетрясений, хотя в таблице 12.1 Свода правил есть ссылка на эти данные. Вероятно, эти данные следует брать из старой редакции СниП II-7-81*.

На странице Конструкция в зависимости от выбранного типа сваи назначается сечение сваи и его размеры, а также вводятся дополнительные данные.

Для различных видов сваи-стойки это может быть глубина заделки сваи в скальный грунт и, если свая полая, высота заполнения полости бетоном.

Для висячих свай к дополнительным данным относятся также глубина погружения нижнего конца сваи, глубина котлована, параметры планировки территории, а для сваи с уширением — диаметр уширения и характер сопряжения сваи с ростверком (шарнирное или жесткое).

При задании размеров сечения сваи предусмотрена возможность сохранить их под уникальным именем в базе данных (кнопка — ), а также загрузить из базы (кнопка — ). Контроль сечения выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Характеристики грунтов задаются в таблице на одноименной странице. Перед вводом характеристик очередного слоя грунта (включая первый) следует нажать кнопку Добавить, после чего в таблице будет добавлена новая строка. Тип грунта выбирается из списка. Если выбран песчаный грунт, то в списке столбца Разновидность песка устанавливается его вид. Для пылевато-глинистых грунтов необходимо задать показатель текучести. Для удаления строки или нескольких подряд идущих строк необходимо отметить эти строки (установить курсор на номер слоя и нажать левую кнопку мыши; не отпуская кнопку, провести курсором по номерам других удаляемых слоев) и нажать кнопку Удалить.

Поскольку при расчете несущей способности сваи СНиП требует информацию о том, является ли тот или иной слой песчаного грунта плотным, — в таблице грунтов для песков запрашивается информация о коэффициенте пористости. Вывод о плотности делается на основании рекомендаций таблицы 10 Пособия к СНиП.

Если висячая свая расположена в сейсмическом районе, то для песчаных грунтов следует дополнительно задать информацию о водонасыщенности того или иного слоя (маркер Водонасыщенность в соответствующих строках таблицы грунтов).

Контроль заданного пакета грунтов выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — .

Несущая способность сваи по сопротивлению материала ствола

Проверка несущей способности сваи по сопротивлению материала ствола выполняется с учетом требований пунктов 3.7 и 3.8 СНиП 2.02.03-85 (пп. 7.1.8, 7.1.9 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011). При этом по п. 3.7 учитывается только первый абзац и длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта принята равной нулю (l0=0).

Проверка прочности материала сваи выполняется в режиме Сопротивление ж/б сечений программы АРБАТ. Из программы ЗАПРОС в АРБАТ передаются тип сечения и размеры сваи, а также расчетная длина и характеристики тяжелого бетона с учетом коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства свайных работ.

В этом режиме рекомендуется следующий порядок выполнения операций:

  • инициализировать в программе ЗАПРОС режим Несущая способность сваи;
  • задать исходные данные и выполнить расчет
  • на странице Результаты нажать кнопку — Сохранить данные для анализа несущей способности по материалу в программе АРБАТ;
  • в появившемся диалоговом окне Дополнительные данные указать способ производства свайных работ и нажать кнопку ОК;
  • в диалоговом окне указать директорию и имя файла (с расширением .sav), в котором сохраняются данные, необходимые для проверки несущей способности;
  • загрузить программу АРБАТ и инициализировать режим Сопротивление ж/б сечений;
  • в разделе меню Файл выбрать операцию Открыть и загрузить ранее указанный файл, сформированный программой ЗАПРОС;
  • дополнить недостающие данные, необходимые для проверки сечения сваи (класс продольной и поперечной арматуры, величину защитного слоя, положение, диаметр и количество стержней продольной арматуры, диаметр, шаг, и количество стержней поперечной арматуры);
  • выполнить анализ кривых взаимодействия.

Проверка сваи по материалу ствола выполняется как для железобетонного элемента, согласно требований СНиП или СП, регламентирующих расчет железобетонных конструкций (см. п.3.6 СНиП 2.02.03-85, п. 7.1.7 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011).

При устройстве фундаментов на слабых грунтах используются сваи разных видов. Они различаются по материалу изготовления, методу погружения, размерам и форме поперечного сечения. По способу взаимодействия с грунтовыми слоями такие конструкции относятся к одной из двух групп – висячие сваи или стойки.

В первом случае столбы опираются не на твердое основание, а на сжимаемые грунты, передавая нагрузки боковыми поверхностями и наконечником. Вторая группа свай удерживается мало- или несжимаемыми грунтами, которые принимают на себя усилия от острия или расширенной пяты фундаментных стволов. При таком взаимодействии, силы сопротивления грунтов на боковых стенках фундаментных опор в расчете их несущей способности не учитываются.

Виды и особенности свай

По способу установки в проектное положение как висячие, так и сваи стойки подразделяются на:

  • забивные;
  • вдавливаемые;
  • набивные;
  • буровые;
  • винтовые.

Они бывают бетонными и железобетонными, металлическими и деревянными, пустотелыми и сплошными.

Висячая свая не опирается на несущий грунтовый слой, как фундаментные столбы-стойки, и в этом заключается ее основной недостаток. В целях повышения надежности «безопорного» фундамента используется несколько способов:

  • увеличение площади сечения или длины свайного столба;
  • добавление количества свай на единицу площади;
  • устройство камуфлетного уширения пяты.

Но данные методики далеко не всегда оправдывают себя. К примеру, увеличение размеров всегда приводит к дополнительным материальным вложениям, повышению трудоемкости работ, а также к необходимости заказа более мощной и дорогостоящей техники. Использование дополнительных свай в кустах может привести к обратному эффекту, так как утяжеление конструкции потянет за собой бóльшую осадку строения. Кстати, уменьшение шага между точечными опорами приводит к тому же результату. Но в некоторых ситуациях вариант увеличения кустистости спасает ситуацию и оказывается более подходящим, нежели установка сваи стойки.

Уширенная пята выгодна тем, что появляется возможность дополнительной опоры висячего ствола на грунт. Однако для забивной сваи, в этом случае, появляются свои неудобства. Технология не позволяет выполнить ее погружение.

Неравномерные осадки фундамента влекут за собой появление трещин на стенах здания и возможное его разрушение.

Длина висячих свай определяется в зависимости от расчетной нагрузки строения и «слабости» залегающих на участке грунтов. Чем больше первая составляющая и меньше вторая, тем глубже устанавливаются свайные опоры. В некоторых случаях их делают составными.

Сваи стойки опираются на прочный слой грунта, передавая ему нагрузки от наземной части сооружения. Нередко они утапливаются на некоторое расстояние вглубь, что увеличивает надежность фундамента и предотвращает какие-либо осадки. Длина стволов может составлять 20м и более.

Расчет висячей забивной сваи

Несущая способность (Fd, кН) висячих, а также свай оболочек, определяется по формуле, указанной в соответствующем разделе СНиП 2.02.03-85. Расчет основывается на нескольких реальных показателях. В их число входят:

  • u -периметр сечения забивной опоры в метрах;
  • A -площадь свайного столба, оболочки или наибольшего сечения камуфлетного уширения в кв.метрах;
  • Hi-толщина каждого из грунтовых слоев, расположенных в непосредственной близости от боковых поверхностей забивной свайной опоры, в метрах.

Расчет включает в себя и табличные значения:

  • R- расчетное значение сопротивления грунтового слоя, расположенного под нижней частью сваи, в кПа (табл.1);
  • Fi – расчетные значения сопротивления каждого из слоев грунта, соприкасающихся с боковой поверхностью фундаментной опоры, в кПа (табл.2);
  • Yc = 1 – коэффициент, определяющий условия работы конструкции;
  • Ycr – то же, под наконечником сваи (табл.3);
  • Ycf – то же, на боковой поверхности, с учетом способа заглубления опоры (табл.3).

Сам расчет на сжимающую нагрузку ведется по формуле:

Fd= Yс * (Ycr * R * A + u * Σ Ycf * Fi * Hi).

Висячие сваи, имеющие наклонные боковые грани, просчитываются по несколько иной формуле, в которой учитывается величина наклона и разные значения площадей сечения фундаментного столба.

Еще один расчет несущей способности забивной сваи и оболочки, не предусматривающей выемки грунта, выполняется на выдергивающую нагрузку. Обозначения здесь те же, что и в предыдущей формуле, однако коэффициент условий работы (Yc) имеет другие показатели. При заглублении опоры до 4 метров он равняется 0,6, а более 4 метров – 0,8. Следует отметить, что эти значения не касаются фундамента под опоры ЛЭП. Формула для расчета выглядит следующим образом:

Fdu = Yс * u * Σ Ycf * Fi * Hi

Набивные и буровые виды висячих свай рассчитываются по тем же формулам, но с учетом условий устройства скважины и бетонирования ствола, которые влияют на коэффициент γcf. Он определяется по табл.5 того же СНиП. В нормативе описываются и некоторые другие особенности расчета.

>Сваи стойки

Их несущая способность определяется по упрощенной формуле:

Расчет длины и числа железобетонных свай

Для того, чтобы определить длину забивной сваи, необходимо найти несущий слой грунта. Под несущим слоем грунта обычно понимается тот слой, который обладает высокой прочностью, являющейся достаточной для принятия на себя нагрузок от веса целого здания. Как правило, таки слои залегают в глубине толщи грунтового массива, а выше них расположены более слабые, влагонасыщенные, рыхлые и текучие слои грунтов.

Чтобы здание стояло крепко, сваи железобетонные рассчитываются по длине, исходя из грунтовых условий строительной площадки, таким образом, чтобы каждая свая в фундаменте могла прорезать заостренным нижним концом слабые слои грунтов (насыпных грунтов, песков, илов, глин и т.п.) и смогла заглубить свое острие минимум на метр-полтора в прочный грунт (скала, каменный грунт).

Поскольку, в зависимости от типа грунтов, залегающих под нижними частями свай, все железобетонные сваи подразделяются на висячие сваи, погруженные острым концом в рыхлые, сжимаемые грунты и передающие нагрузку на весь грунт как нижней, так и своей боковой поверхностью и на сваи-стойки, которые опираются на несжимаемые грунты, длина также рассчитывается по-разному. Сваи-стойки короче висячих свай до 20% длины. Разница обусловлена углом наклона к вертикальной оси висячих железобетонных свай.

Также в длину сваи необходимо заложить углубление сваи в ростверк.

Ростверк чаще всего располагается ниже уровня пола подвала. В пучинистых грунтах или в условиях промерзания земли ростверк закладывается чуть ниже глубины промерзания. Оптимальные значения длины сваи должны быть учтены при выборе ее сечения и определяются экономико-техническим сопоставлением.
Число свай в фундаменте определяется путем неложных расчетов: нужно поделить величину нагрузки на свайный куст на несущую способность отдельно взятой сваи, которая выявляется как расчетная несущая способность сваи, и делиться, в свою очередь, на коэффициент свайной надежности по нагрузке, то есть уменьшается в 1,4 раза.

Смотрите и читайте так же:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *