РАСЧЕТ СВАЙ, СВАЙ-ОБОЛОЧЕК И СВАЙ-СТОЛБОВ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

5.1. Несущую способность свай всех видов, свай-оболочек и свай-столбов следует определять как наименьшее из значений несущей способности, полученных по следующим двум условиям:

а) из условия сопротивления грунта основания свай, свай-оболочек и свай-столбов в соответствии с требованиями, приведенными в пп. 5.4 — 5.12;

б) из условия сопротивления материала свай, свай-оболочек и свай-столбов в соответствии с требованиями пп. 5.2 — 5.3 и глав СНиП по проектированию бетонных и железобетонных или деревянных конструкций, а в необходимых случаях — главы СНиП по проектированию мостов и труб.

К п. 5.1. Расчет несущей способности свай всех видов по предельным состояниям первой группы производится как из условия сопротивления грунта основания сваи, так и из условия сопротивления материала сваи при воздействии расчетных вертикальных и горизонтальных нагрузок. Это означает, что должны выполняться оба указанных условия и определяющим при установлении критерия несушей способности сваи является меньшее из двух значений.

Расчет сопротивления материала ствола сваи должен производиться на усилия от всех действующих эксплуатационных нагрузок (вертикальных и горизонтальных).

При расчете деревянных свай следует иметь в виду, что в процессе эксплуатации древесина свай будет иметь 100 %-ную влажность.

При расчете несущей способности по материалу свай, работающих в фундаментах специальных сооружений, следует пользоваться дополнительными указаниями на проектирование этих сооружений.

5.2. При расчете сваи, свай-оболочек и свай-столбов по прочности материала сваю (сваю-оболочку и сваю-столб) следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁, определяемом по формуле

[3(3)]

где l_о — длина участка сваи, сваи-оболочки и сваи-столба от подошвы ростверка до уровня поверхности грунта, м;

a_д — коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле (6) приложения к настоящей главе.

Если для набивных свай, свай-оболочек и свай-столбов, заделанных в скальный грунт, величина , (где l — глубина погружения набивной сваи, сваи-оболочки или сваи-столба), то следует принимать l₁ = l_o + l.

К п. 5.2. Учет продольного изгиба производится по методу, принятому для расчета центрально- и внецентренно-сжатых элементов. Условия защемления верхнего конца сваи принимаются в соответствии с конструктивным решением узла сопряжения головы сваи с ростверком, насадкой и другими элементами. Нижнюю часть свай при расчете на продольный изгиб условно считают жестко защемленной в грунте.

Принятая в пункте расчетная схема предназначена для учета продольного изгиба свай, свай-оболочек и свай-столбов (определения гибкости) к не должна использоваться для определения расчетных значений изгибающих моментов и поперечных сил в их сечениях, которые следует определять согласно приложению к главе СНиП II-17-77.

5.3. При расчете несущей способности набивных свай по материалу расчетное сопротивление бетона следует определять с учетом понижающего коэффициента условий работы m_б = 0, 85, предусмотренного главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций для элементов, бетонируемых в вертикальном положении, а также дополнительного понижающего коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, консистенция которых позволяет бурить скважины и бетонировать их без крепления стенок, при положении горизонта грунтовых вод в период строительства ниже пяты свай m_б = 1;

б) в грунтах, крепление скважин и бетонирование в которых осуществляется с применением извлекаемых обсадных труб при отсутствии воды в скважинах (т.е. при бетонировании сухим способом), m_б = 0, 9;

в) в грунтах, бурение скважин в которых производится с применением извлекаемых обсадных труб и бетонирование под водой, m_б = 0, 8;

г) в грунтах, бурение скважин в которых производится под глинистым раствором (без обсадных труб) и бетонирование под этим же раствором, m_б = 0, 7.

Примечание. Бетонирование под водой или под глинистым раствором должно вестись только методом ВПТ (вертикально перемещающейся трубы).

К п. 5.3. Понижающие коэффициенты условий работы m_б = 0, 85, предусматриваемые из условия осложнения бетонирования элементов в вертикальном положении, и коэффициенты условий работы, предусмотренные подпунктами «а» — «г», должны учитываться независимо друг от друга путем взаимного их перемножения.

СВАИ-СТОЙКИ

5.4. Несущую способность Ф, тс, сваи-стойки забивной квадратной, прямоугольной или полой круглой диаметром до 0, 8 м и сваи-оболочки, набивной сваи и сваи-столба, опирающихся на практически несжимаемый грунт (примечание к п. 2.2 настоящей главы), следует определять по формуле

Ф = mRF, [4(4)]

где т — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый т = 1;

F — площадь опирания на грунт сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, м², принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для полых круглых и свай-оболочек — равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, тс/м², принимаемое:

а) для всех видов забивных свай, опирающихся нижними концами на скальные и крупнообломочные (валунные, галечниковые, щебенистые, гравийные и дресвяные) грунты с песчаным заполнителем, и в случае опирания на глинистые грунты твердой консистенции (кроме покровных со степенью влажности G < 0, 85, a также лессов, лессовидных и набухающих) R = 2000 тс/м²;

б) для набивных свай, свай-оболочек, заполняемых бетоном, и свай-столбов, заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0, 5 м, по формуле

[5(5)]

где R^н_сж — нормативное (среднее арифметическое значение) временное сопротивление скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии, тс/м²;

k_Г — коэффициент безопасности по грунту, принимаемый k_Г = 1, 4;

h_з — расчетная глубина заделки набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба в скальный грунт, м;

dз — наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, м;

в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, по формуле

[6(6)]

где R и k_Г — обозначения те же, что в формуле [5(5)].

Примечание. При наличии в основании забивных и набивных свай, свай-оболочек и свай-столбов сильновыветрелых и выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов вопрос о назначении величины нормативного сопротивления грунта R^н_сж должен решаться после выполнения статических испытаний грунтов штампами по результатам испытания свай, свай-оболочек и свай-столбов статической нагрузкой.

К п. 5.4. Для свай-стоек, работающих на вертикальную нагрузку и опирающихся на скальный или практически несжимаемый грунт, учитывается только сопротивление грунта основания под нижним концом (подошвой) свай всех типов и свай-оболочек, так как сопротивление грунта на боковой (наружной) поверхности может проявиться только в процессе перемещения (осадки) сваи. Таким образом, в этом пункте даются рекомендации по расчету свай-стоек, под которыми понимаются не просто сваи, передающие большую часть нагрузки на грунт своим нижним концом, а сваи, которые практически не могут передать нагрузку через свою боковую поверхность из-за незначительных осадок грунта, залегающего под нижним концом этих свай.

Приводимые в данном пункте расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов указаны для случая, когда забивная свая заглубляется в несущий слой крупно-обломочных грунтов не менее чем на 0, 5 м (см. п. 8.13). Если для забивки свай-стоек применяются молоты более легкие, чем это предусмотрено правилами производства работ, при которых не обеспечивается указанное заглубление свай в слой крупнообломочного грунта, то несущая способность таких свай должна быть проверена динамическими или статическими испытаниями. Несущая способность свай, опирающихся на крупно-обломочные грунты с глинистым заполнением, в значительной степени зависят от консистенции глинистого заполнения, поэтому несущая способность таких свай должна определяться по данным статического испытания.

Для фундаментов опор мостов при наличии в основании фундамента слабовыветрелых, выветрелых или сильновыветрелых, а также размягчаемых пород вопрос определения их расчетного сопротивления осевому сжатию должен решаться на основе испытаний пород штампом. Если данные таких испытаний отсутствуют, допускается для неразмягчаемых слабовыветрелых и выветрелых пород определять величину R, принимая значение R^н_сж с коэффициентом, равным соответственно 0, 6 и 0, 3, а в случаях сильновыветрелых пород — как для крупно обломочных грунтов.

Пример 1. Требуется определить несущую способность забивной сваи квадратного сечения 300 ´ 300 мм, длиной 8 м, опирающейся на крупнообломочные грунты с песчаным заполнением. Свая изготовляется из бетона марки М300 и армируется 4Æ 12А-II.

Решение. Несущую способность сваи по грунту определим по формуле [4(4)].

Для забивных свай-стоек т = 1, R = 2000 тс/м²; по условию задачи f = 0, 3 × 0, 3 = 0, 09 м² = 900 см², Ф = mRF = 1 × 2000 × 0, 09 тс.

Расчетная нагрузка на сваю по грунту определяется по формуле [1(1)] с учетом коэффициента надежности k_н = 1, 4:

Расчетная нагрузка на сваю по условию прочности материала определяется по графику для проверки свай по прочности, приведенному в рабочих чертежах типовых конструкций свай. Применительно к свае, предусмотренной условиями задачи, она составляет 120 тс.

Расчетную нагрузку на сваю принимаем как наименьшее из двух значений, т. е. N = 120 тс.

Пример 2 . Требуется определить несущую способность набивной сваи диаметром d = 0, 6 м, заделанной в скальный грунт на глубину h_з = 0, 8 м. Свая изготовляется из бетона марки М200 и армируется 6Æ 10А-I. Временное сопротивление скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии R^н_сж, определенное лабораторными испытаниями, равно 520 тс/м².

Решение. Для набивных свай k_г = 1, 4. Величину R определяем по формуле [5(5)]:

Площадь опирания сваи на грунт F = 0, 283 м². Несущую способность сваи по грунту определяем по формуле [4(4)].

Расчетная нагрузка на сваю по грунту определяется по формуле [(1)]:

Расчетная нагрузка на сваю по условию прочности материала определяется по графику для определения прочности набивных свай, приведенному в типовом проекте, и составляет 150 тс.

Поскольку расчетная нагрузка на сваю по грунту больше расчетной прочности материала, принимаем набивную сваю из бетона марки М300. Расчетная нагрузка на такую сваю по условию прочности материала составит 225 тс.

Расчетную нагрузку на сваю принимаем, как наименьшую из двух значений, т. е. N = 212 тс.

Пример 3. Требуется определить несущую способность сваи-оболочки диаметром D = 1 м из бетона марки М400, опирающейся на неразрушенный выветриванием скальный грунт, прикрытый слоем неразмываемых грунтов толщиной 3, 5 м. Полость сваи-оболочки бетоном не заполняется. Толщина стенки сваи-оболочки равна 12 см. Величина R_сж, определенная лабораторными испытаниями, равна 3000 тс/м².

Решение. Площадь поперечного сечения нетто равна:

Несущая способность сваи-оболочки по грунту

Ф = 1 × 3000 × 0, 33 = 990 тс.

Расчетная нагрузка на сваю-оболочку по грунту

Расчетная нагрузка на сваю-оболочку по условию прочности материала определяется по графику для определения прочности, приведенному в типовых проектах для проектирования фундаментов из свай-оболочек, и составляет 600 тс.

Увеличиваем марку бетона сван-оболочки до М500. Тогда расчетная нагрузка на сваю по условию прочности материала составит 735 тс.

Расчетную нагрузку на сваю принимаем как наименьшую из двух значений, т.е. N = 708 тс.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒