Проверка прочности оснований и определение осадки свайных фундаментов.

 

По характеру работы висячих свай под действием вертикальной нагрузки различают работу одиночной сваи и одной сваи в кусте. Висячие сваи передают усилия на грунты основания через боковую поверхность и нижний конец. В зависимости от соотношения этих усилий эпюры вертикальных напряжений, возникающих в горизонтальной плоскости, проходящей через нижний конец сваи, будут иметь различную форму. Приближенно такую объемную эпюру можно представит в виде конуса, который проецируется на вертикальную плоскость в виде треугольника (рис. 5.24, а). Под действием этих напряжений основание будет давать осадку.

Рис. 5.24. Схемы работы сваи в груше; а - одиночной: б - в составе свайного куста

При загрузке свайного куста эпюры нормальных вертикальных напряжений в основании свай накладываются друг на друга (при шаге свай менее 6d и суммарная эпюра напряжений в основании свайного куста (рис. 5.24. б) существенно превышает эпюру напряжений одиночной сваи как по интенсивности, так и по размерам площади. Это приводит к большей величине осадки свайного куста (s_а < s_б). При шаге свай от 6d до 3d наложение эпюр напряжений не приводит к уменьшению несущей способности сваи, а в то же время осадка свайного куста больше, чем осадка одиночной сваи. Это объясняется взаимным влиянием загружения основания свай в кусте.

Расчет свайных фундаментов из свай, защемленных в грунте, и их оснований по деформациям следует производить как для условного фундамента на естественном основании.

Границы условного фундамента определяются:

— сверху – поверхностью планировки грунта;

— снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай;

— с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии (а), м, определяемом по формуле

где h –глубина погружения сваи в грунт от подошвы ростверка, м;

 φ_H,mt осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов (град.) в пределах глубины погружения сваи (h), м.

φ _II,mt =

где φ_II,i - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i;

h - глубина погружения свай в грунт.

В пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести I_L > 0,6 значение (а) недолжно быть больше 2d, где (d) диаметр или меньшая сторона поперечного сечения сваи.

Если при строительстве предусматривается планировка территории подсыпкой (намывом) высотой более 2 м или другой постоянной (долговременной) пригрузкой территории, эквивалентной подсыпке, а в пределах глубины погружения свай залегают слои слабых сильносжимаемых биогенных грунтов толщиной более 30 см, то значение осадки свайного фундамента из свай, защемленных в грунте, следует определять с учетом уменьшения габаритов условного фундамента, который в этом случае как при вертикальных, так и наклонных сваях принимается ограниченным с боков вертикальными плоско­стями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии, определяемом по формуле (5.11), в которой значение (h) принимается равным расстоянию от нижней границы слоя слабого грунта до нижних концов свай.

При расчете по деформациям в собственный вес условного фундамента включают вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента. Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы условного фундамента определяют всегда за вычетом вертикального напряжения от собственного веса грунта на уровне этой подошвы независимо от ее ширины.

Полученные по расчету значения деформаций (осадок) свайного фундамента и его основания не должны превышать предельных значений в соответствии с условием s < s_u,

Проверка несущей способности основания условного фундамента заключается в том, чтобы среднее и максимальное давления на грунт по подошве условного фундамента удовлетворяли согласно следующим условиям:

; (4.15)

, (4.16)

где – расчетное сопротивление грунта в уровне нижних концов свай, кПа,

, – коэффициенты;

, – соответственно длина и ширина условного фундамента;

– глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м, (рис. 4.3); – горизонтальная нагрузка, кН, (см. исходные данные); – момент горизонтальной нагрузки в уровне подошвы ростверка, кНм,

– нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива А–Б–В–Г вместе с заключенными в нем ростверком и сваями по формуле

, (4.18)

– коэффициент пропорциональности, кН/м⁴, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, принимаемый по таблице (среднее значение); – коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м³, определяемый по формулам: при ; при .

Свайные фундаменты из свай-стоек допускается не рассчитывать по деформациям.