Несущая способность сваи стойки

К сваям-стойкам относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые скальные или малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, глины твёрдой консистенции). Свая-стойка практически всю нагрузку на грунт передаёт через нижний конец, так как при малых вертикальных перемещениях сваи не возникают условия для проявления сил трения на её боковой поверхности . Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде, её несущая способность определяется или прочностью материала сваи, или сопротивлением грунта под её нижним концом.

Расчёт несущей способности сваи-стойки Поскольку потеря несущей способности сваей-стойкой может произойти либо в результате разрушения грунта под её нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи, её расчёт на вертикальную нагрузку проводится по двум условиям: по условию прочности материала ствола сваи и по условию прочности грунта под нижним концом сваи. За несущую способность сваи в проекте принимается меньшая величина. По прочности материала сваи рассчитываются как центрально сжатые стержни. При низком ростверке расчёт ведётся без учёта продольного изгиба сваи, за исключением случаев залегания с поверхности площадки слоев очень слабых грунтов (торф, ил), а при высоком ростверке — с учётом продольного изгиба на участке сваи, не окружённом грунтом. Расчётная нагрузка на сваю по материалу определяется по формулам для расчёта соответствующих строительных конструкций. По прочности грунта под нижним концом сваи несущая способность Fα сваи-стойки определяется по формуле: Fα=γcRA, где γc=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; А – площадь опирания сваи на грунт.
43 Определение полной стабилизированной осадки свайного фундамента. Определение крена

Осадка свайного фундамента — это изменение уровня размещения свай в грунте, возникающие в процессе их эксплуатации. Основная причина осадки — неправильные расчеты устойчивости фундамента к нагрузкам на стадии его проектирования, которые приводят к использованию опор недостаточной длины либо меньшего, чем того требуют фактические условия, сечения.
Проседания свай возникают под воздействием следующих факторов:

Недостаточной несущей способности почвы, в которой размещена опорная подошва свай;

Нагрузок, передающихся на фундамент в процессе работы в грунте, исходящих от массы здания, давления снега и эксплуатационных воздействий.

а − с помощью отвеса; б − с помощью теодолита

Определение полной стабилизированной осадки свайного фундамента. Определение крена.
Определение осадки свайного фундамента – это расчёт его по II предельному состоянию (деформациям). Условия расчёта в принципе остаются такими же, как и для фундамента на естественном основании. В этом случае свайный фундамент следует рассматривать как условный фундамент глубокого заложения (d_ус) (см. схему).

Схема условного свайного фундамента, необходимая для расчёта его осадки.

Для определения осадки свайного фундамента необходимо создать условный фундамент — АБСД , используя величину угла a, определяемую из следующих условий:

φ_ср – средневзвешенный угол внутреннего трения слоев грунта, которых пересекает ствол сваи

α — угол рассеивания напряжений по длине ствола сваи.

Определив (α), и используя графические построения (см. схему), находят ширину и длину условного фундамента АБСД:

_.

Определяют давление по подошве условного фундамента, которое сопоставляется с расчётным сопротивлением грунта основания для условного фундамента на данной глубине:

Расчётное сопротивление грунта основания для условного фундамента:

Обычно соблюдение необходимого условия Р_усл ≤ R_{усл.фун.} удовлетворяется. Далее строят эпюры σ_0z и σ_бz для условного фундамента и определяют его осадку, используя метод послойного суммирования (см. ранее), с определением условной границы сжимаемой толщи (у.г.с.т.).

Необходимо соблюдение условия S ≤ S_u (расчет по II предельному состоянию).

Если рассчитанная осадка S будет превышать предельную величину осадки S_u, то следует принять меры по снижению полученной осадки:

Увеличить глубину используемых свай, таким образом, чтобы остриё свай передавало нагрузку на ниже лежащие, более плотные слои грунта.

Затем производится перерасчёт по выше приведённой методике.

Данная последовательность расчётов производится до тех пор, пока не будут выполнены требуемые условия S ≤ S_u.

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 578; Нарушение авторского права страницы

Читайте также:

1. I. Определение потребности в стационарной помощи.
2. I. Определение при существительном общего рода
3. I. Определение социально-психологического климата.
4. II. 3. 0 Расчет буроинъекционных свай по несущей способности.
5. II. Определение уровня конфликтности.
6. III. Определение как способ введения понятия
7. III. Определение при существительном, зависящем от числительных два, три, четыре
8. IV этап — определение стандартизованных показателей.
9. V. Первый пояс педагогических исследований – научное определение целей образования
10. Алгоритм. Определение и свойства
11. Алгоритм. Определение и свойства
12. Ан-з платежеспособности, ликвидности и финансовой уст-ти.

Определение прочности свай по материалу

Наибольшие напряжения сжатия сваи получают в момент забивки. При вертикальной нагрузке от сооружения материал свай, забитых в грунт, чаше всего недогружен. При проверке сваи на сжатие продольный изгиб учитывают как для стержня в упругой среде только на участках относительно мощных слоев слабых грунтов (торф, ил). В остальных грунтах продольный изгиб не учитывают. Если на сваю передаются горизонтальные усилия или моменты, то ее рассчитывают на поперечный изгиб, как стержень в упругой среде.

При сваях, изготовляемых в грунте, качество бетона часто бывает низкое, особенно если бетонирование производится под­водным способом. В связи с этим на прочность материала вво­дится снижающий коэффициент условий работы.

Расчеты свай по прочности материала производят в соот­ветствии с методами проектирования железобетонных и бетон­ных конструкций.

Несущая способность сваи-стойки зависит от прочности грунта под ее нижним концом и определяется по первой группе предельных состояний по формуле

где γ_с — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1; R — расчет­ное сопротивление крупнообломочного грунта или скальной породы под ниж­ним концом сваи; А — площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца.

Для забивных, вдавливаемых и погружаемых вибрированием свай, опирающихся нижним концом на разрушенные скальные породы и крупиообломочные грунты с песчаным заполнителем, обычно принимают R = 20 МПа. Высокое расчетное сопротив­ление грунта объясняется сильным уплотнением грунта под нижним концом свай.

Под набивными сваями вскрываемый плотный пылевато-гли-нистый или крупиообломочиый грунт разуплотняется, поэтому нормативное сопротивление такого грунта можно установить лишь путем испытания его штампами или загрузкой свай ста­тической нагрузкой. Если’нижний конец набивной сваи опирает­ся на невыветрелуго скальную породу, расчетное сопротивление. ее под сваей устанавливается по формуле

где R_c.n —нормативное (среднее арифметическое значение) временное со­противление скальной породы одноосному сжатию в водойасыщеииом со­стоянии; y_g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Для повышения значения R приходится заделывать нижний конец сваи в скальную породу. Тогда

где l_d — расчетпая глубина заделки набивной сван или сваи-оболочки в скальную породу, принимаемая не менее 0,5 м; d_f— диаметр заделанной в скальную породу части сван.

Дата добавления: 2015-03-29 ; Просмотров: 1084 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Определение несущей способности сваи

Несущая способность определяется по материалу и грунту. Из двух значений принимается меньшее для расчета. Расчет сваи по прочности производится в соответствии с методами проектирования железобетонных конструкций (ЖБК). Для висячих свай несущая способность по грунту всегда меньше несущей способности по материалу. Для свай-стоек несущая способность по грунту и по материалу примерно одинакова.

Для свай-стоек несущая способность по грунту в соответствии со СНиПом 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» определяется по формуле:

— коэффициент условий работы сваи в грунте;

— расчетное сопротивление грунта;

— площадь поперечного сечения.

Несущая способность висячих свай определяется четырьмя методами:

1) практический – с использованием таблиц СНиПа «Свайные фундаменты»;

3) статического зондирования;

4) испытание свай статической нагрузкой.

5.1.1. Практический метод. Несущая способность несущих свай определяется как сумма двух слагаемых расчетного сопротивления по боковой поверхности и сопротивления под нижним концом сваи:

γ_c – коэффициент условий работы;

γ_cR – коэффициент, зависящий от вида грунта под нижним концом сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи под нижним концом;

U – периметр сваи;

γ_cRi – коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи;

f_i – сопротивление грунта по боковой поверхности;

l_i – длина боковой поверхности сваи (l_i 2 м).

5.1.2. Динамический метод заключается в определении несущей способности сваи по величине отказа сваи после отдыха.

Отказ – это величина, на которую погружается свая за один удар после отдыха. Висячим сваям, не добивая до проектной отметки, дают отдых (пески – одна неделя, супеси – 2 недели, глина — 3). После отдыха производят добивку сваи до проектной отметки и измеряют отказ сваи. По величине отказа по формуле Герсиванова определяется несущая способность сваи.

Динамический метод испытывается для контроля фактической несущей способности сваи на строительной площадке. Зная параметры сваебойного оборудования, определяется проектный отказ. Если фактический отказ оказывается больше проектного, то фактическая несущая способность сваи меньше проектной и, соответственно, в проект вносятся изменения.

5.1.3. Метод статического зондирования позволяет раздельно определять сопротивление сваи под пятой и сопротивление сваи по боковой поверхности. При статическом зондировании зонд при помощи домкрата вдавливается с постоянной скоростью 0,5 м/мин и измеряется величина сопротивления грунта погружению конуса и величина трения грунта по боковой поверхности. Замеры производят каждые 20 см. затем строят график.

Бывают следующие виды зондов:

Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

— переходный коэффициент от сопротивления грунта под зондом при его погружении к сопротивлению грунта под забивной сваей;

— среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда на 1 d выше и 4 d ниже нижнего конца сваи.

Среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

(участки первого типа).

(участки второго и третьего типа).

Частное значение предельного сопротивления в месте зондирования:

Несущая способность сваи:

5.1.4. Метод испытания свай статической нагрузкой. Несущая способность сваи определяется путем испытания ее аналога статической нагрузкой.

На свая при помощи домкрата прикладывается ступенями нагрузка. Каждая ступень выдерживается до стабилизирующей осадки, затем строят график зависимости осадки от давления. За несущую способность принимается та, при которой осадка составляет 0,2 от предельно допустимой величины осадки.

Проектирование свайных фундаментов ведется в следующей последовательности:

1) определяется глубина заложения подошвы ростверка. Она не зависти от глубины промерзания грунтов, и определяется исключительно конструктивными потребностями;

2) производится выбор типа сваи, длины сваи и поперечного сечения. Тип и вид сваи выбирается исходя из инженерно-геологических условий в зависимости от сваебойного оборудования. Длина сваи выбирается в зависимости от геологических условий так, чтобы свая прорезала слабые грунты и заглублялась в слой прочных грунтов не менее 1 м. в зависимости от длины сваи выбираются размеры поперечного сечения сваи, выбирается тип и вид сваи;

3) определяется несущая способность сваи. Она определяется одним из четырех методов. Расчетная допустимая нагрузка на сваи определяется по формуле:

F_d — несущая способность сваи;

γ_n — коэффициент надежности, зависит от метода определения несущей способности сваи:

γ_n =1,4 при практическом методе;

γ_n =1,25 при зондировании;

γ_n =1,1 при статическом методе;

4) определяется количество свай в фундаменте по формуле:

N I — нагрузка по первой группе предельных состояний;

Р – расчетная нагрузка;

5) определяются размеры ростверка и производится его конструирование.

Размеры свай в плане:

Если n получилось 3, 1, то принимаем количество свай 4.

Железобетонные ростверки рассчитываются на продавливание колонной, сваей, на изгиб;

6) производится проверка сваи по несущей способности.

Проверка фактической нагрузки, приходящую на сваю:

— при центрально нагруженных свайных фундаментах фактическая нагрузка на сваю определяется по формуле:

— для внецентренно нагруженных фундаментов:

— сумма квадратов расстояний свайного фундамента до оси каждой сваи.

Если условия (*) не выполняются, то увеличивается количество свай.

7) определение осадки свайного фундамента.

Рассматривается условный фундамент, причем считается, что давление, действующее по подошве свайного фундамента, распределяется равномерно.

(для внецентренно нагруженных).

Если условие не выполняется, то увеличивают длину сваи или расстояние между сваями.

Определение несущей способности свай

где с – коэффициент условия работы сваи = 1;  — коэффициент продольного изгиба = 1; 