Условия работы и передачи нагрузок на грунт основания различными сваями

Свайный ф-т (ростверк, сваи и грунт в межсвайном пр-ве) рассм-ся как массивная кон-ция, в к-ой весь ф-т и входящие в него эл-ты д.б. равнопрочными. Несущ с-ть свай ф-ов опред-ся сопр-ем грунтов под нижним концом R_S и сопр-ем по бок пов-ти R_f: F_d=R_S+R_f.

Развитие сил трения зависит от упругого премещ-ия кон-ции вместе с окр грунтом, а перемещ-ие - от сж-сти грунтов, залегающих под концом сваи. Чем податливее грунты под сваей, тем большая часть нагрузки приходится на трение. Сопр-ие трению не м.б. >величины, при к-ой происходит «срыв» сил трения и кон-ция продавливается в грунт. Поэтому при пересечении слабых грунтов торец сваи воспринимает большую нагрузку, а при пересеч-ии плотных грунтов меньшую

Сваи-стойки (рис.1) передаютнагрузку на практич-ки несжимаемые грунты, их вертик перемещ-ия очень малы. Силы трения не получают должного развития и не учит-ся. Несущ сп-ть зависит от сопр-ия грунтов, залегающих под ниж концом сваи.

Висячие сваи (сваи трения) (рис.2) погружаются до сжимаемых грунтов и передают нагрузку на грунт за счет их сопр-ня по бок пов-ти и под ниж концом. Но, в целом, вся нагрузка передается на грунты, залегающие ниже сваи и осадка ф-тов зависит от св-в этих грунтов. Поэтому эти сваи реком-ся погружать до сравнительно мало сжимаемых грунтов (во избежании больших осадок).

Глубокие опоры имеют большое попер сечение. Из усл-ия их разнопроч-ти по мат-лу и грунту они погружаются до прочных пород и вся нагрузка передается ч/з нижний торец.

Несущ сп-ть свай во многом зависит от усл-ий погружения, т.к. при этом изм-ся ест структура сложения грунта и проч-ть его м. увелич-ся или уменып-ся.

Приним-ся след расч схема работы висячей сваи в грунте (рис.3). Силы трения по бок пов-ти суммир-ся по длине сваи и вместе с усилием, к-ое воспринимает торец сваи, передаются на грунты, находящиеся в пл-ти ее острия. Т.об., вокруг сваи образ-ся напряж-ый массив грунта, ограниченный с боков усеченным конусом или пирамидой, а снизу выпуклой криволин пов-тью.

Несущ сп-ть одиноч сваи и сваи, входящей в группу свай, различна. Это объясняется тем, что в пр-се забивки свай в грунте образ-ся деф-ные зоны с нарушенеим св-в и структуры грунта, составляющие (5-6)d. Если рас-ие м/у сваями c≥2r, то эпюры давлений в пл-ти острия свай, входящих в ф-т, не пересек-ся и несущ сп-ть кажд сваи исп-ся полностью (рис.4). Если рас-ие м/у сваями c<2r, то эпюры давлений внизу пересек-ся и несущ сп-ть каждой сваи уменьш-ся с их сближением (рис.5).

В свайном фун-те ростверк, сваи и межсвайный грунт работают, дают осадку и теряют устой-ть как единое целое. При этом осадка свайного куста больше осадки одиноч сваи, т.к. трения грунта развив-ся по общему периметру всего массива. Меньшего суммарн периметров, входящих в него свай.

Целесообразно рас-ие м/у сваями в кусте принимать c≥2r, тогда каждая свая будет работать как одиночная и воспринимать наиб нагрузку, но с учетом технико-эконом соображений ростверк проек-ют компактным, неисп-уя полность несущ сп-сть свай. И принимают рас-ие м/у сваями (3-6)d (d – сторона квадратной или диаметр круглой сваи), при этом рас-ии сваи работают совместно.

 

 

Расчет свай и свайных фундаментов

Расчет вып-ют по 2 гр предел сост-ий. По предел сост-ям I гр опред-ют: 1) проч-ть мат-ла свай и ростверков, 2) несущ сп-ть грунта осн-ия свай, 3) несущ сп-ть осн-ий свайных фун-ов, если на них передаются значит гориз нагрузки, осн-ия ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями грунта. По предел сост-ям II гр рассч-ют: 1) осадки осн-ий свай и свайных фунд-ов от верт нагрузок, 2) перемещ-ие свай совместно с грунтом осн-ий от действия гориз нагрузок и М_изг, 3) образование или раскрытие трещин в эл-тах жбк свайных фун-тов.

Расчет свай и свайных фун-тов, и их осн-ий по несущ сп-ти необх-мо вып-ть на осн и особ сочетания нагрузок, а по деф-ям – т-ко на осн. При расчете свай по проч-ти мат-ла расч сопр-ие б-на принимают с учетом к-та усл-ий работы γ_сb (п.3.7-3.8). Расчеты кон-ций свай всех видов произ-ят на возд-ие нагрузок, передаваемых на них от зд или соор-ия, а забивных свай, кроме того, на усилия, возник-щие в них от собств веса при изгот-ии, склад-нии и транс-ке, а также при подъеме их на копер. Усилия в сваи от возд-ия собств веса опред-ют с учетом к-та динам-ти: k_д=1,5 - при расчете по проч-ти; k_д=1,25 - при расчете по образ-ию и раскрытию трещин. При этом к-т надеж-ти по нагрузке к собст весу сваи принимается γ_f=1.

Одиночную сваю в составе фун-та и вне его по несущ сп-ти грунтов осн-ия рассч-ют, исходя из усл-ия: N≤F_d/γ_n; N – расч нагрузка, передаваемая на сваи, к-ую опред-ют, рассм-вая фун-т, как рамную кон-цию, восприним-щую верт, гориз нагрузки и М_изг: N_d – расч сж-щая сила; M_x, M_y – расч М_изг относит-но гл центр осей x, y; n - число свай в фун-те; x, y – рас-ия от гл осей до оси сваи, для к-ой вычисл-ся расч нагрузка; x_i, y_i – рас-ия от гл осей до оси кажд сваи; F_d – расч несущ сп-сть грунта осн-ия одиночной сваи, γ_n – к-т надеж-ти (по п.3.10)

Проверка устой-ти свайного фун-та и его осн-ия произ-ся в соотв-ии с треб-ями СНиП с учетом действия дополнит гориз р-ций от свай, приложен к сдвигаемой части грунта. Кроме того, если осн-ие сложено пучинистыми грунтами, то сваи и свайные фун-ты следует рассч-ть по проч-ти мат-ла и произ-ть проверку проч-ти фун-тов при действии сил морозного пучения.

Расчет свай по деф-циям произв-ся, исходя из усл-ия: s≤s_u; s - совместная деф-ция сваи, свайного фун-та и соор-ия (п. 3.4а раздела 6); s_u – предел значение совместной деф-ции осн-ия сваи, свайного фунд-та и соор-ия.