2.34 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.

2.35 Конструктивные методы улучшения условий работы грунтов основания

(36ч2)Уплотнение грунтов

Методы уплотнения грунтов подразделяются на поверхност­ные, когда уплотняющие воздействия прикладываются на поверх­ности и приводят к уплотнению сравнительно небольшой толщи грунтов, и глубинные при передаче уплотняющих воздействий на значительные по глубине участки грунтового массива.

Поверхностное уплотнение производится укаткой, трамбова­нием, вибрационными механизмами, подводными взрывами, мето­дом вытрамбовывания котлованов. К методам глубинного уплот­нения относятся устройство песчаных, грунтовых и известковых свай, глубинное виброуплотнение, уплотнение статической пригрузкой в сочетании с устройством вертикального дренажа, водопонижение.

При любом режиме уплотнения повышение степени плотности грунта происходит только до определенного предела, зависящего от вида и физического состояния грунта, а также от характера уплотняющего воздействия.

Уплотнение укаткой. Вследствие того, что укаткой удается уплот­нить грунты только на небольшую глубину, этот метод в основ­ном применяется при послойном возведении грунтовых подушек, планировочных насыпей, земляных сооружений, при подсыпке ос­нований под полы. Уплотнение укаткой производится самоходны­ми и прицепными катками на пневматическом ходу, гружеными скреперами, автомашинами, тракторами.

Уплотнение трамбующими машинами. Этот способ используется, как правило, при укладке грунтов в стесненных условиях — при возведении обратных засыпок котлованов, траншей, засыпке пазух, щелей.

Уплотнение тяжелыми трамбовками. Уплотнение производится сво­бодным сбрасыванием с помощью крана-экскаватора с высоты 5...10 м трамбовок диаметром 1,2...3,5 м и весом 25...150 кН.

Уплотнение подводными взрывами. Метод применяется в просадочных лессовых грунтах, рыхлых песчаных и глинистых грунтах. Наибольший эффект уплотнения достигается при степени влажности грунтов 5_Г = 0,7...0,8. При меньшей степени влажности грунтов про­изводится их предварительное замачивание.

Суть метода заключается в использовании энергии взрыва, про­изводимого в водной среде, для разрушения структуры и уплотне­ния грунтов. Водная среда, с одной стороны, обеспечивает более равномерное распределение уплотняющего взрывного воздействия по поверхности грунта, с другой — гасит энергию взрыва, направ­ленную вверх.

Вытрамбовывание котлованов. Метод заключается в образова­нии в грунтовом массиве полости путем сбрасывания в одно и то же место трамбовки, имеющей форму будущего фундамента. Затем полость заполняется бетонной смесью, после твердения которой образуется фундаментная конструкция.

Метод эффективен тем, что при вытрамбовывании полости грунт вокруг нее уплотняется, за счет чего увеличивается несущая способность основания и снижается деформируемость, а сооруже­ние монолитной фундаментной конструкции не требует применения опалубки.

работы, снизить расход бетона в 2...3 раза, металла в 1,5...4 раза, а стоимость и трудоемкость уменьшить в 2...3 раза.

Песчаные сваи применяют для уплотнения сильносжимаемых глинистых грунтов, рыхлых песков, заторфованных грунтов на глу­бину до 18...20 м.

Песчаные сваи изготовляют следующим образом. В грунт с по­мощью вибратора или свайного молота погружается пустотелая металлическая труба диаметром 300...400 мм с инвентарным само­раскрывающимся наконечником (рис. 12.9, а). В верхней части тру­бы имеется отверстие, иногда оборудованное воронкой, для засып­ки песка в трубу без снятия вибратора или молота. После погруже­ния трубы в нее засыпается песок на высоту 3...4 м.. После этого включается вибратор и трубу начинают поднимать.

Г рунтовые сваи. Глубинное уплотнение грунтовыми сваями при­меняется для улучшения строительных свойств просадочных мак­ропористых и насыпных глинистых грунтов при степени влажности S_r — 0,3...0,7 на глубину до 20 м. Суть метода заключается в устройстве вертикальной полости в основа­нии, которая затем засыпается мест­ным грунтом с послойным уплотне­нием.

Глубинное виброуплотнение применяют в рыхлых песчаных гру­нтах естественного залегания, а также при укладке несвязных грун­тов в насыпи, устройстве обратных засыпок.

При вибрации сыпучие грунты, у которых отсутствует сцепление между частицами, приходят в движение и под действием инерцион­ных сил вибрации и сил тяжести происходит смещение частиц.

Уплотнение грунта водопонижением. Метод эффективен при уп­лотнении оснований, сложенных мелкими и пылеватыми песка­ми. При коэффициенте фильтрации песков от 0,05 до 0,002 см/с для водопонижения используют иглофильтровальные установки.