Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи

Таблица 4.4

Примечания: 1. Для плотных песков значения fi увеличивают на 30 %.

2. Для супесей и суглинков с коэффициентом пористости e < 0,5 и глин с e < 0,6 значения fi увеличивают на 15 % при любых значениях показателя текучести.

3. Для супесей с числом пластичности Ip £ 4 и коэффициентом пористости e < 0,8 значения fi определяют как для пылеватых песков средней плотности.

 

Как уже отмечалось, на несущую способность Fd оказывает влияние способ погружения свай. В разных грунтах это влияние проявляется по-разному, что учитывается в формуле (4.1) различными значениями коэффициентовg cR и g cf. Выборочные значения этих коэффициентов приведены в таблице 4.5 [6, 7].

 

Значения коэффициентов условия работ

Таблица 4.5

Несущую способность свай-стоек на восприятие вдавливающей нагрузки определяют по формуле [6, 7]:

Fd = g cAR, (4.5)

где g c = 1 - коэффициент условий работы сваи в грунте; A - полная площадь опирания на грунт сплошных свай и свай-оболочек, если их полость заполнена бетоном на высоту не менее трех диаметров оболочки; R - расчетное сопротивление грунта под концом сваи-стойки, значение которого принимают равным 19810 кПа для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции с модулем деформации E ³ 50 МПа.

Для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполненных бетоном и заделанных (забуренных) в невыветрелую скалу не менее чем на 0,5 м, значение R определяют по формуле:

(4.6)
где Rcn — нормативное значение предельного сопротивления скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии; g g = 1,4 — коэффициент надежности по грунту; ld и df — глубина и наружный диаметр заделанной части ствола сваи.

Несущая способность на выдергивание из грунта всех видов свай призматической или цилиндрической формы при отсутствии уширения определяется по формуле:

(4.7)
где = 0,8 — коэффициент условий работы сваи, погруженной в грунт на глубину не менее 4 м.

Несущую способность по грунту свай с наклонными боковыми гранями (пирамидальных, трапецеидальных, ромбовидных), а также винтовых свай определяют по формулам, учитывающим особенности взаимодействия этих свай с окружающим грунтом.

 

Статические испытания свай

 

Табличные значения расчетных сопротивлений R и fi, приведенные в СНиП для оценки несущей способности свай по грунту, получены на основе обобщения опытных значений этих характеристик для соответствующих разновидностей грунтов. Фактическая несущая способность свай в конкретных условиях строительства может отличаться от таковой, вычисленной расчетным методом. Поэтому ее уточняют, выполняя испытания свай с проектными размерами, погруженных в грунт в местах сооружения фундаментов теми же средствами, которые будут применены для погружения (или устройства) остальных свай в фундаменте. Наиболее надежным является метод испытания свай пробными статическими нагрузками.

К испытаниям свай приступают после их погружения, спустя 3 суток в песках, 6 суток — в глинистых грунтах, 10 суток — в водонасыщенных мелких и пылеватых песках, 20 суток — в мягко- и текучепластичных глинистых, а свай, изготавливаемых непосредственно в грунте (набивных, буровых), — после набора бетоном в теле сваи 80 % прочности.

Испытываемую сваю обычно загружают с помощью гидравлических домкратов, передавая реактивные усилия от домкрата на 4–6 анкерных свай (рис. 4.21).

4.21 Статические испытания сваи: 1 — испытуемая свая; 2 — гидравлический домкрат; 3 — упорные балки; 4 — анкерные сваи

 

Если испытания ведут после сооружения фундамента, то в качестве упора для домкратов используют плиту ростверка.

При испытании небольших свай упором может служить специальная грузовая платформа.

Осадки сваи под нагрузкой измеряют с помощью прогибомеров с делением шкалы не более 0,1 мм, которые закрепляют на независимом реперном устройстве.

Нагрузку на сваю прикладывают ступенями, равными 1/10–1/15 от ожидаемого значения предельной нагрузки. Под каждой ступенью нагрузки сваю выдерживают до условного затухания ее осадки, после чего нагрузку повышают на следующую ступень. Осадку при данной ступени считают затухшей, если ее приращение составит не больше 0,1 мм за последние 30 мин наблюдений при опирании сваи на несвязные грунты и глинистые твердой консистенции и за 1 ч — при опирании на другие глинистые грунты.

Рис. 4.22. Результаты статических испытаний сваи.

По результатам наблюдений строят графики затухания осадок во времени от каждой ступени нагрузки (рис. 4.22, а), а по ним — график условно стабилизированных осадок сваи от нагрузки (рис. 4.22, б).

В фундаментах мостов за предельное сопротивление сваи Fu при вдавливании принимают нагрузку, на одну ступень менее той нагрузки, при которой приращение осадки от последней ступени (при общем значении осадки более 40 мм) в 5 раз и более превышает приращение осадки от предыдущей ступени нагрузки, или же той, при которой осадка не затухает в течение суток и более.

Расчетное значение несущей способности свай Fd по результатам статических испытаний определяют по формуле:

Fd = g cFu.n /γ g, (4.8)
где γ c = 1 — коэффициент условий работы; Fu.n — нормативное значение предельного сопротивления сваи; γ g — коэффициент надежности по грунту.

Значения Fu.n и γ g устанавливают по результатам статистической обработки частных значений Fu, полученных из 6-ти и более испытаний. Если число свай, испытанных в одинаковых условиях, менее 6-ти, то за Fu.n принимают наименьшее из частных значений Fu (Fu.n = Fu. min), а γ g = 1.

Аналогичным образом сваи можно испытывать на действие выдергивающей или горизонтальной статической нагрузки. При этом коэффициент γ c в формуле (4.8) для горизонтальных нагрузок равен единице, а для выдергивающих — γ c = 0,8. Недостатком статических испытаний свай является их высокая стоимость и трудоемкость.