Принципы расчета свайных фундаментов

Расчет свайных фундаментов и их оснований производят по предельным состояниям двух групп:

а) по первой группе – по прочности свай и свайных ростверков; по несущей способности грунта свайных фундаментов и свай; по устойчивости оснований свайных фундаментов в целом при горизонтальных нагрузках или основаниях, ограниченных нисходящими откосами.

б) по второй группе – по осадкам оснований свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию и раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций.

Свайные фундаменты и сваи по несущей способности грунтов рассчитываются по формуле:

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (фактическое продольное усилие);

F_d – несущая способность сваи по грунту или по материалу (предельное продольное усилие);

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4, а при определении F_d по данным полевых испытаний – 1,25;

Р – расчетное сопротивление сваи (допускаемое)

При расчете свай на выдергивание в действующую нагрузку включают собственный вес сваи; в других случаях его не учитывают.

Свайные фундаменты в целом и сваи, рассчитываемые по предельным состояниям второй группы (по деформациям), должны удовлетворять условию:

где s – расчетная величина деформации (осадки, перемещения) сваи и свайного фундамента в целом, определяемая расчетом;

s_u – предельно допускаемая величина деформации (осадки, перемещения, неравномерности осадки и т.п.) свайного фундамента, устанавливаемая в задании на проектирование, а при ее отсутствии – по СНиПу.

Конструкции свай и ростверков в зависимости от применяемых материалов рассчитываются по соответствующим СНиПам и инструкциям.

 

Виды свай. Типы свайных фундаментов

Сваями называются длинные стержни, погружаемые в грунт в готовом виде или изготовленные в грунте. Основное назначение свай – передача давления от сооружения на грунт основания.

По характеру передачи давления на основание различают сваи-стойки и висячие сваи (сваи трения). Сваи-стойки опираются на практически несжимаемое основание, а висячие сваи передают давление на грунт за счет силы трения.

Ростверком называется железобетонная плита, объединяющая головы свай для их совместной работы.

Все сваи условно делятся на забивные и набивные: забивные погружаются в грунт в готовом виде; набивные – изготавливаются на строительной площадке.

Виды свай по материалу: железобетонные, стальные, деревянные, буронабивные, грунтовые.

По типу сечения сваи бывают: призматические (сплошные и пустотелые), пирамидальные, пирамидально-призматические, круглые (сплошные и пустотелые).

 

Свайные фундаменты бывают следующих типов:

1. из одиночных свай;

2. свайный куст (под колоннами);

3. свайное поле (под всем сооружением);

4. ленточный однорядный и многорядный.

 

1. Одиночные сваи применяют под легкие сооружения, когда нагрузку от колонны или стыка панели воспринимает одна свая. Иногда сваи являются колоннами здания.

2. Ленточные свайные фундаменты применяются под стены здания и другие протяженные конструкции.

3. Свайные кусты – группы свай обычно расположенные под отдельными колоннами (т.к. очень сложно забить сваю точно по оси). Минимальное число свай в кусте – 3, в исключительных случаях – 2.

4. Сплошное свайное поле применяют под тяжелое сооружение, когда сваи располагаются по некоторой сетке под всем сооружением.

 

Сверху на сваи надевают ростверк, для обеспечения совместной работы свай. Различают два способа соединения свай с ростверком: шарнирное (величина заделки – 50 мм) и жесткое – при действии изгибающего момента и нормальной силы (разбивается голова сваи на 150-200 мм и арматура сваи заделывается в ростверк).

Ростверк бывает трех видов:

· высокий – не касается поверхности грунта;

· повышенный – подошва не касается грунта;

· низкий – находится ниже поверхности грунта.