60.Конструкции свайных фундаментов и основы их расчета.
Свайный фундамент состоит из свай, объединенных в верхней части балкой или плитой, именуемыми ростверком. Ростверк служит для распределения нагрузки, передаваемой сооружением на сваи. Головы свай обычно заделывают в ростверк. Однако свайный фундамент может состоять и только из одной сваи, которая будет являться продолжением колонны наземной конструкции. Нижняя поверхность ростверка называется его подошвой. Глубиной заложения свайного фундамента называется расстояние от поверхности грунта до плоскости, проведенной через острие свай.
При строительстве зданий и сооружений применяются два вида свайных фундаментов: безростверковые и с ростверками.
К безростверковым относятся конструкции со сваями-колоннами, состоящие из одиночных свай, насадок и колонн. В конструкциях безростверковых свайных фундаментов используются сваи-колонны или иные любые виды свай с применением оголовков, насадок, монолитных стаканов и опорных балок.
К конструкциям с ростверками относятся фундаменты под колонны, включающие более двух свай (свайный куст) и фундаменты под несущие стены в виде ленточных ростверков с однорядным, двухрядным и более расположением свай.
В конструкции фундаментов типа "свайный куст" используются все конструкции свай. При выборе типа свай определяющим является требуемая величина ее несущей способности и вид нагрузки, действующей на фундамент.
При большой требуемой величине несущей способности применяются сваи-оболочки, а также буровые опоры с уширением или без него. Если на фундамент действуют наклонная или горизонтальная нагрузки, то применяют сваи больших сечений или диаметров. При значительных выдергивающих нагрузках применяются буронабивные сваи с уширением или винтовые сваи.
Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по следующим предельным состояниям:
а) первой группы:
- по прочности материала свай и свайных ростверков;
- по несущей способности грунта основания свай;
- по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), а также если основания ограничены откосами или сложены круто падающими слоями грунта;
б) второй группы:
- по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
- по перемещениям свай (горизонтальным и углом поворота головы сваи) совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов;
- по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Конструкция железобетонных свай: а - призматическая с поперечным армированием ствола; б - то же, без поперечного армирования ствола; в - то же, с круглой полостью; г - полая круглая: 1 - строповочная петля; 2 - арматурные сетки головы; 3 - продольная арматура; 4 - спираль острия; 5 - поперечная спиральная арматура
Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по следующим предельным состояниям:
а) первой группы:
- по прочности материала свай и свайных ростверков;
- по несущей способности грунта основания свай;
- по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), а также если основания ограничены откосами или сложены круто падающими слоями грунта;
б) второй группы:
- по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
- по перемещениям свай (горизонтальным и углом поворота головы сваи) совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов;
- по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности выполняется на основные и особые сочетания нагрузок с коэффициентами надежности более единицы, а по деформациям - на основные сочетания расчетных нагрузок с коэффициентом надежности, равным единице.
Расчеты свай всех видов выполняются на воздействия нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l, где l - длина сваи.
Расчет свайных фунд-тов по несущей способности произв-ся исходя из усл-я:
Ni –расчетная внешняя нагрузка передаваемая на отдельную сваю при наиб. из невыгодных сочетаниях усилий.
ɣf – коэф-т надежности по нагрузкам
Fdi – расчетная несущая способность грунта основания одиночной или отдельной сваи в кусте.
ɣk – коэф-т надежности метода испытаний
Несущая способность свай-стоек и свай защемленных в грунте:
Fdi=ɣc∙( ɣcR ∙ R ∙ A+∑Ui ∙ ɣcf ∙ hi ∙ Rfi) – для висячих свай
где ɣc -коэффициент условий работы сваи в грунте
R-расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи
А - площадь опирания на грунт сваи.
u – наружный периметр поперечного сечения сваи
Rfi – расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи
hi – толщина итого слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи
-коэффициенты
условий работы грунта соответственно
под нижним концом и на боковой поверхности
сваи, учитывающие влияние способа
погружения сваи на расчётные сопротивления
грунта
Несущая способность одиночной сваи по результатам полевых испытаний:
ɣc -коэффициент условий работы
ɣc -коэффициент надежности по грунту
Fu,n – частное значение нормат. предельного сопротивление основания сваи