Вопрос №18. Определение несущей способности свай при горизонтальной нагрузке практическим методом и по данным испытаний
Причиной значительных горизонтальных нагрузок на фундаменты могут быть горизонтальные нагрузки от кранов в цехах, температурные расширения технологических трубопроводов предприятий, односторонний обрыв проводов ЛЭП, волновые воздействия и т.д.
Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке.
Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения на каждой ступени фиксируются прогибомерами.
Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации горизонтальных смещений. По результатам испытаний строятся графики зависимости горизонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14 б) по которым и определяется предельное сопротивление сваи.
Рис. 11.14. Испытания свай горизонтальной нагрузкой:
1 – опытная свая; 2 – гидровлический домкрат; 3 – апрогибомер; 4 – упор из статического груза
За предельное сопротивление сваи Fu принимается нагрузка на одну ступень менее той, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают.
НС определяется по формуле
Fd
=
; 
= 1
Вопрос №19. Расчет и проектирование свайных фундаментов при центральном нагружении
Проектирование и расчет свайных фундаментов выполняется в следующем порядке:
1.Оценка ИГУ (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи).
2.Определяется тип и размер сваи
3.Определяется НС сваи (расчетная, допустимая на сваю нагрузка)
допускаемая нагрузка на сваю по материалу конструкции из выражения
Рсвм= φ(m Rb Ab + Rs As
Где m – коэффициент условиия работы, m =0,85 для свай сечением 0,3 х 0,3м и m = I для свай большего сечения; Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию; Ab - площадь поперечного сечения сваи; φ - коэффициент продольного изгиба; Rs – расчетное сопротивление арматуры; As- площадь арматуры сваи.
допускаемая нагрузка на сваю по грунту по формулам:
для сваи- стойки Рсвгр= γcRA/k
Для висячей сваи Рсвгр= γc/k(γcR RA+ u∑ γcf fi li) ,
Для дальнейших расчетов принимают меньшую Рсв , вычисленную в двух последних пунктах.
4.Определяется необходимое количество свай n = N I/ Рсв, где N I = (1,15-1,2) N II
5.Размещение свай в плане и конструирование развертка
Располагают сваи в кусте под колонну или рядами под стену, учитывая что минимальное расстояние между осями соседних свай должно быть ≥3d, а максимальное ≤ 6 d. Назначает размеры ростверка. При назначении толщины ростверка пользуются конструктивными требованиями к заделке колонны имея ввиду, что минимальная толщина ростверка составляет 0,3 м. для ленточного и 0,4м - для отдельного; При назначении размеров ростверка в плане учитывают что минимальный свес ростверка 100-150 мм для отдельного ростверка на куст свай и 50-100 мм для ленточных свайных ростверков.
6.Проверка давления, приходящегося на одну сваю. (При несоблюдении данного условия производится перерасчет свайного фундамента).
а) под колонну
Рсвф= ∑ NI/nсв ± ∑М0х y/∑yi2 ±∑М0y X/∑xi2 ≤ Рсв
б) под стену
Рсвф = lш (NI + NрI + NgI + NстI) + NсвI ≤ Рсв
Проверяют напряжения в уровне острия свай по условию
- для кустов свай
Р= (NII + NмII)/Aм ≤ Rz , (3.51)
Где NмII , Aм – вес и площадь условного фундамента
Rz – расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного грунто-свайного массива
σz = Рαn/πL , ( 3.52 )
где Р – погонная нагрузка на ленточный ростверк, кг/см;
L– глубина погружения свай;
αn – коэффициент, принимаемый по [4, Табл.22].
Напряжение σz в уровне острия свай не должно превышать расчетных давлений, т. Е должно быть выполнено условие
σz ≤ Rz , (3.53)
где Rz = γc1 γc2/k[1,1Мγkzb γII + 1,1Мg d1 γIII +( Мg -1) db γIII +3 Мc CII],
7.Определяется осадка свайного фундамента.
а) для кустов свай методом послойного суммирования
Строится эпюра природных давлений по формуле
σzgi = σzgi-1+ γihi , (3.26).
3. Строится эпюра дополнительных давлений по формуле.
σzр=α(Р- σzgф) , ( 3.28 )
4.Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи из условия 5 σzр = σzg ,
5. В пределах сжимаемой толщи определяют величину осадки по формуле см.(1, с.28) S= βΣ σzрi hi/Ei
6. Расчетную осадку S сравнивают с предельно-допустимой, принимаемой по приложению 4 [ I ] , S ≤ Su ,
7. При наличия слабого подстилающего слоя (при Е< 5 МПа) необходима его проверка по условию
σzр +σzg ≤ Rz ,
б) для ленточных (однорядных - многорядных) свайных фундаментов по формуле:
S= Рδ0/πE1
При этом обязательно выполнение условия
S≤Su ,