20 Вопрос. Особенности взаимодействия с грунтом свай стоек и висячих свай.
По характеру передачи нагрузки на основание различают сваи-стойки и сваи трения (висячие).
С ваи-стойки прорезают толщу сжимаемых грунтов и опираются на несжимаемые или малосжимаемые грунты. К несжимаемым грунтам относят скальные породы. Все виды свай, опирающиеся на скальные грунты, считаются сваями-стойками. К малосжимаемым относят грунты с модулем деформации Е> 50 МПа. Забивные сваи, опирающиеся на малосжимаемые грунты, относят также к сваям-стойкам.
Так как сваи-стойки опираются на практически несжимаемые грунты, то при загрузке их вертикальной силой N они не получают вертикального перемещения. Поэтому на боковой поверхности сваи не возникает сил трения грунта. Для длинных свай (более 16 м) в верхней части ствола за счет собственных деформаций сваи могут возникать на ее боковой поверхности силы трения. Но они незначительны. В связи с этим принято считать, что сваи-стойки передают нагрузку нижним концом (пятой). Реактивное давление
Сваи трения (висячие) опираются на сжимаемые грунты. Под действием вертикальной нагрузки такие сваи получают перемещение и на боковой поверхности сваи возникают силы трения грунта, которые принято называть сопротивлением грунта f по боковой поверхности сваи. Расчетное сопротивление f зависит от способа изготовления сваи. Для забивных свай оно наибольшее, для буровых - наименьшее. Таким образом, у висячих свай работает не только острие, как у свай-стоек, но и боковая поверхность.
21 Вопрос. Определение несущей способности свай стоек при действии вертикальной нагрузки по прочности материала свай и прочности грунта.
могут потерять несущую способность либо в результате разрушения грунта
под ее нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи, т.е. такую
сваю необходимо рассчитывать: по прочности материала ствола сваи и по
условию прочности грунта под ее нижним концом. За несущую способность
принимается меньшая величина.
По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально
нагруженный сжатый стержень, без учета поперечного изгиба.
разрушение
сваи по
материалу
F
Для железобетонных свай формула расчета несущей способности по материалу выглядит следующим образом:
Fdm =φ[γc γm Rb A +γa Rs As]
где φ – коэффициент продольного изгиба, обычно φ=1;
γс – коэффициент условий работы,
для свай сечением менее 0,3×0,3м γс=0,85;
для свай большего сечения γс=1;
γm – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зависимости от вида
свай);
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса
бетона (кПа);
A – площадь поперечного сечения сваи, м2;
γa – коэффициент условий работы арматуры,γa =1;
Rs – расчетное сопротивление сжатию арматуры (кПа);
As – площадь поперечного сечения арматуры, м2.
Несущая способность сваи-стойки по грунту определяется по формуле:
Fd = g c
× R × A,
где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, γс=1;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа
А – площадь опирания сваи на грунт, м
22 вопрос. Классификация свайных фундаментов по характеру расположения свай: одиночные свай, ленточные сваи, кусты свай, свайные поля. Особенности совместной работы свай в кустах. Типы и конструкции ростверков.
Р
азмещение
свай в фундаменте может быть в виде:
одиночных свай - под отдельно стоящие опоры;
свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более(б);
свайных кустов – под каждую колонну в случае каркасного несущего остова здания(а).
свайное поле - проектируется для сооружений значительных размеров (жилые дома, промышленные и гидротехнические сооружения(в)
Особенности совместной работы свай в кустах.
Т.к. вертикальная нагрузка, воспринимаемая сваей перераспределяется на грунт по боковой поверхности и под нижним концом, в окружающем грунте возникает напряженная зона, имеющая сложное криволинейное очертание.
Рис. Схемы передачи нагрузки на грунт основания:
а – одиночной сваей; б – группой свай
При редком расположении свай в кусте >6d напряженные зоны в грунте не пересекаются, и все сваи работают независимо, как одиночные. При а <6d зоны пересекаются, происходит взаимное наложение эпюр, а давление на грунт в уровне нижних концов свай возрастает увеличивается и активная зона сжатия грунта.
Вследствие этих причин при одинаковой погрузке осадка сваи куста при совместной работе будет всегда превышать осадку одиночной сваи.
Что касается несущей способности куста свай, то с одной стороны, уплотнение межсвайного пространства при забивке свай, приводит к ее увеличению, а с другой – осадка свай за счет наложения зон напряжений приводит к ее уменьшению. Что в итоге больше скажется на несущую способность сваи куста зависит от многих условий и не всегда легко прогнозируется. Но опыт показывает, что в глинистых грунтах, а также в пылеватых и мелких песках несущая способность сваи в кусте, как правило, уменьшается по сравнению с несущей способностью одиночной сваи, а в песках средней крупности и крупных песках – увеличивается.
Ростверки свайных фундаментов
Свайный фундамент с ростверком (свайно-ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание.
Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Ростверки бывают
-высокие(нагрузки передает на сваи)
-низкие(располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания)
Устройство сборных железобетонных и монолитных:
а – свайный оголовок, б – ленточный ростверк со свободным опиранием.
1 – свая, 2 – свайный оголовок, 3 – ростверк, 4 – трубчатая или буронабивная свая, 5 – выравнивающий слой, 6 – панель
а – металлическую; б – железобетонную
23 вопрос. Определение несущей способности свай по результатам полевый исследований: динамический метод испытания свай ( отказ сваи, ложный и истинный отказ);испытание сваи вертикально-статической нагрузкой и испытание эталонных свай; использование результатов статическиго и динамического зондирования грунтов. Учет отрицательного трения по боковой поверхности сваи. Определение несущей способности свай при действии выдергивающих нагрузок.
ОТКАЗ СВАИ средняя величина погружения в грунт забивной сваи От одного удара или как средне арифметическое значение от серии ударов(залог).
Отказ Сваи Ложный резкое уменьшение значения отказа сваи, вызванное местным уплотнением грунта под её остриём от частых ударов.