Расчет несущей способности одиночной сваи

По условиям работы сваи в грунте сваи делятся на сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки передают нагрузку на практически несжимаемые породы (скальные и полускальные, сланцы, мергели, очень плотные грунты). Их вертикальные перемещения ничтожны, силы трения по боковой поверхности не развиваются и в расчете не учитываются. Несущая способность таких свай зависит от сопротивления грунтов, залегающих под нижним концом свай (F_d=R_s).

 

Рисунок 6.10: Расчетная схема к определению несущей способности одиночной сваи

z_i - глубина до середины слоя грунта, для которого определяется сопротивление на боковой поверхности; h_i - толщина i -го слоя грунта; h - полная глубина погружения сваи

 

Несущую способность F_d (кН) висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

(6.27)

где g_с =1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по Таблица 6.20;

А – площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по Таблица 6.21;

h_i – толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

g_cR и g_cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения на расчетные сопротивления грунта, определяемые по Таблица 6.22 и принимаемые независимо друг от друга.

 

Для того, чтобы воспользоваться предложенной формулой необходимо вычертить расчетную схему сваи на фоне геологического разреза (Рисунок 6.10).

Грунтовую толщу в пределах сваи разбивают на элементарные однородные слои, мощность которых не должна превышать 2м. При этом на уровень грунтовых вод внимания не обращать, а растительный слой не учитывать. Рекомендуемая схема разбивки геологическогих слоев на элементарные: 2м+…+2м+остаток.

 

Таблица 6.20

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи

	Глуби-на погру-жения нижне-го конца сваи,м	Расчетное сопротивление под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погруженных без выемки грунта, R, кПа
	песчаных грунтов средней плотности
	граве-листых	круп-ных	сред-ней круп-ности	мелких	пылеватых
	пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
			6000		3100	2000
			6800 5100		3200 2500	2100 1600
			7000 6200		3400 2800	2200 2000
			7300 6900		3700 3300	2400 2200
			7700 7300		4000 3500	2600 2400
			8200 7500		4400 4000
			8500		4800 4500
См. примечания к Таблица 6.22

 

Таблица 6.21

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай.

	Средняя глубина располо-жения слоя грунта,м	Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi, кПа
	песчаных грунтов средней плотности
	круп-ных и средней круп-ности	мел-ких	пылеватых
	пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL, равном
	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
См. примечания к Таблица 6.22

 

Таблица 6.22

Коэффициенты условий работы для расчета несущей способности забивных свай

Способы погружения забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта	Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай
Под нижним концом gсR	На боковой поверхности gcf
1. Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными) паровоздушными и дизельными молотами	1,0	1,0
Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины c заглублением концов свай не менее 1м ниже забоя скважины при ее диаметре: а) равной стороне квадратной сваи б) на 0,05м менее стороны квадратной сваи в) на 0,15м меньше стороны квадратной или диаметра круглой сваи	1,0   1,0   1,0	0,5   0,6   1,0
Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем метре погружения без применения подмыва	1,0	0,9
Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты: а) песчаные средней плотности: крупные и средней крупности мелкие пылеватые б) пылевато-глинистые с показателем текучести IL =0,5: супеси суглинки глины в) пылевато-глинистые с показателем текучести IL £0	1,2 1,1 1,0     0,9 0,8 0,7   1,0	1,0 1,0 1,0     0,9 0,9 0,9   1,0
Погружение вдавливанием сплошных свай: а) в пески средней плотности, крупные, средней крупности и мелкие б) в пески пылеватые в) пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL £0 г) то же IL >0	1,1     1,1   1,1   1,0	1,0     0,8   1,0   1,0

 

Примечания:

1. В случаях, когда в Таблица 6.20 значения R указаны дробные, числитель относится к пескам, а знаменатель – к глинам.

2. В Таблица 6.20 и Таблица 6.21 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3м выше уровня срезки или на 3м ниже уровня подсыпки.

3. Для промежуточных глубин погружения свай и свай-оболочек и промежуточных значений текучести I_L пылевато-глинистых грунтов значения R и f_i определяются интерполяцией.

4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по материалам статического зондирования, значения по Таблица 6.20 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличивать на 100%. При определении степени плотности грунта по материалам других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков по Таблица 6.20 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20МПа.

5. Значения расчетных сопротивлений R по Таблица 6.20 допускается использовать при условии, если заглубление сваи в неразмываемый и несмываемый грунт составляет не менее 3м.

6. Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15х0,15м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается повышать на 20%.

7. Для забивных свай, опирающихся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L >0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.

8. При определении по Таблица 6.21 расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай-оболочек и свай f_i пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2м.

9. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай f_i следует увеличивать на 30% против значений, приведенных в Таблица 6.21.

10. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости e <0,5 и глин с коэффициентом пористости e <0,6 следует увеличивать на 15% против значений, приведенных в Таблица 6.21 при любых значениях показателя текучести.

 

 

6.3.4. Определение количества свай, размещение их в плане и конструирование ростверка

 

Число свай определяется из допущения, что ростверк осуществляет равномерное распределение нагрузки на свайный куст или свайный ряд (полученное значение округляется до ближайшего большего целого числа):

, (6.28)

где g_k – коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи. Если она определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой, g_k =1,2; по результатам статического зондирования грунтов g_k =1,25; определенная с использованием табличных значений R и f - g_k =1,4;

N_I – расчетная нагрузка, действующая по обрезу фундамента, кН;

G_fI – ориентировочный вес ростверка и грунта на его обрезах, кН;

F_d – несущая способность одиночной сваи, кН.