Лекция 18.

Проектирование свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов выполняется в следующем порядке:

1. Выполняется оценка инженерно-геологических условий (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи)

2. Определяется тип и размер сваи

3. Определяется несущая способность сваи (расчетная нагрузка, допустимая на сваю):

   • расчетом с использованием таблиц;

   • по испытаниям;

   • по данным статического зондирования (SPT)

4. Определяется необходимое количество свай.

5. Производится размещение свай в плане и конструирование ростверка.

6. Проверяется давление на одну сваю. (При несоблюдении данного условия производится перерасчет свайного фундамента, а при выполнении условия п.6 переходят к выполнению п. 7).

7. Определяется осадка свайного фундамента.

П оследовательность расчета в п. 1, 2, 3 нами уже рассматривалась ранее, поэтому переходим сразу к рассмотрению условий п. 4.

4. Определение необходимого количества свай.

(для центрально нагруженного свайного фундамента)

Определяем Р_рост – среднюю интенсивность давления по подошве ростверка:

где N - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю.

Для центрально нагруженного ростверка получим его приближенную площадь А_рост:

где N₀₁ – расчетная нагрузка по обрезу ростверка (1 предельное состояние);

_f – коэффициент перегрузки.

Зная площадь ростверка, находят его вес Np и вес грунта на его обрезах Nгр:

Необходимое число свай будет равно:

5. Размещение свай в плане и конструирование ростверка

Ростверк обычно повторяет очертание опорных частей сооружения. При этом различают размещение свай в плане:

а) группа свай (куст) - а : в  5

+ + + +	+ + +	+ + +
		+ +

б) свайное поле - а : в  5

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

в) ленточные ростверки - а : в  5 с расположением в виде полосы:

рядовое -

+ + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

шахматное -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

При размещении принятого количества свай (n_св) в плане необходимо стремиться к минимальным размерам ростверка!

Расстояние между сваями, устраиваемыми с вытеснением грунта в стороны при погружении готовых (забивных) или скважинообразователей и бетонировании набивных принимают на расстояниях не менее 3 поперечных размеров (диаметров круглых или сторон прямоугольных и квадратных). Это условие диктуется уплотнением грунта вокруг сваи и необходимостью исключения ее отклонения по направлению к неуплотненному. Если требуется располагать с меньшими расстояниями между осями свай, то прибегают к бурению лидерных скважин.

При проходке скважин с выемкой грунта основным условием при назначении расстояний между сваями является обеспечение устойчивости стенок скважин.

При симметричной нагрузке расположение свай бывает равномерным в плане, а при наличии эксцентриситета или моментов – неравномерным, когда сваи размещают в центре тяжести эпюры давлений по подошве ростверка (сваи сгущают в направлении максимальных напряжений). При знакопеременном моменте сваи сгущают к краям ростверка и расставляют реже к центру.

Заделка свай в ростверке

Верхние концы свай (после срубки забивных или бетонирования набивных) заделывают в ростверке на высоту:

а) если нагрузка соосная при вдавливании – h₁  5 см; h₂  25 см;

б) при наличии поперечной, моментной или выдергивающей нагрузок –

h₁  10 см; h₂  40 см, но не менее 20 стержней периодического сечения и 40 для гладких стержней.

Свесы граней ростверка относительно крайних свай должны быть: от оси – с1  0,7-1,0 (в); от наружной стороны – с2 5 (10) см

При погружении свай на проектные отметки с отсутствием срубки голов и осевом вдавливании их заделывают в ростверках:

многорядных – на 0,5 ; однорядных – на 1,0  ; а деревянные сваи -  0,3 м при вертикальных и  1,5-2,0  при горизонтальных и моментных нагрузках

В свайных фундаментах мостов головы свай заделывают на высоту не менее двух диаметров или сторон их поперечного сечения.

Работа свай на горизонтальные нагрузки и моменты

а)

б)

в)

а – жесткие сваи (соотношение длины к диаметру L/d < 4) про-исходит их поворот без изгиба; б – сваи ограниченной жесткос-ти (L/d = 4-6) поворачиваются с час-тичным изгибом; в – гибкие сваи (L/d > 6) изгибаются в грунте волнообразно с максимальным поворотом голо-вы, иногда бывает поломка.