4.2. Выбор длины и размеров поперечного сечения свай

Минимальная длина сваи определяется положением подошвы ростверка и кровли прочного грунта. Нижний конец свай следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые. При этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание под их нижние концы, должно быть: в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L  0,1 - не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты — не менее 1,0 м. Заглубление свай в нераз-мываемый и несрезаемый грунт (рис.1.2 и рис.1.3) должно быть не менее 4 м.

В практике мостостроения широкое распространение получили сваи сплошного квадратного сечения с размерами от 3030 до 4040 см. В связи с этим, в курсовой работе

рекомендуется принять сваи сплошного сечения с размерами 3535 см.

4.3. Определение несущей способности сваи

Несущую способность F_d висячей забивной сваи сплошного квадратного сечения, работающей на вертикальную нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопро-тивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

F_d = RF + uf_il_i , (4.2)

где R  расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое (в

соответствии с рис.4.1а) по табл.6 Приложения;

F  площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади её поперечного сечения,

м²;

u  наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i  расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи,

кПа, определяемое (в соответствии с рис.4.1а) по табл.6 Приложения;

l_i  толщина i-го слоя грунта (Рис.4.1а), соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю, определяется по формуле (4.1).

4.4. Размещение свай под подошвой ростверка

Сваи размещаются под подошвой ростверка (Рис.4.1б) не менее чем в три ряда, парал-лельных большей стороне фундамента. При этом как количество свай, так и расстояние между осями их крайних рядов должно быть наибольшими, при соблюдении приведенных на Рис.2.2. и Рис.4.1б конструктивных требований.

4.5. Определение расчётной нагрузки на сваю

Максимальная расчетная нагрузка на сваю (максимально нагруженными, с учётом действия момента, вызываемого горизонтальной продольной нагрузкой от торможения или силы тяги, являются сваи крайних рядов) определяется по формуле:

N_св = N / n  T(h_оп + h_p)y / (у_i²) , (4.3)

отметка поверхности

природного рельефа (NL)

0,25 м

d

3d

l

у

х

Песок мелкий

 2 м

l₁

Растительный грунт

Ширина условного фундамента

Суглинок

Глина

Глина

l_n

l_n-1

l_i

а)

б)

Рис.4.1. К расчёту и конструированию свайного фундамента:

а) к определению несущей способности сваи; б) размещение свай под

. подошвой ростверка

где N, Т - соответственно суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в

уровне подошвы ростверка и горизонтальная продольная расчётная нагрузка от

торможения или силы тяги, кН;

n - число свай в фундаменте;

у_i - расстояния от главных осей х и у (рис. 4.1б) до оси каждой сваи, м;

у - расстояние от главных осей до оси сваи, для которой вычисляется нагрузка, м.

Для случая размещения свай, приведенного на рис.4.1б, при расчёте по формуле

(4.3) будем иметь: y = y₂ ; (у_i²) = (y₁)² + (y₂)².

Суммарная вертикальная расчётная нагрузка на фундамент в уровне подошвы ростверка N определяется по формуле (3.18) с использованием ранее найденных значе-ний G_пр.с., Р и G_оп. Расчётная нагрузка от веса ростверка и грунта на его уступах G_р.гр. определяется по формуле (3.16) или (3.17) с заменой d на d_p (рис.1.2 и рис.1.3). Расчётная нагрузка Т принимается равной её ранее найденному значению по формуле (3.13).

После нахождения N_св проверяется условие (4.1). Если условие (4.1) выполняется и разность между его левой и правой частями не превышает 20%, расчёт свайного фундамента заканчивается.

Если условие (4.1) выполняется, но разность между его левой и правой частями превышает 20%, следует уменьшить количество свай, увеличив расстояние между ними в направлении длины фундамента, сохраняя при этом симметричность размещения свай относительно главных осей х и у (Рис. 4.1б).

Если условие (4.1) не выполняется, то следует добиться его выполнения, с указан-ными выше ограничениями на разность между левой и правой частями, увеличивая длину свай.

После завершения расчётов и окончательного определения числа свай, их длины и размещения под подошвой ростверка, подбирается (из конструктивных соображений в соответствии с п.7.23 [2]) арматура, располагаемая в его нижней части в промежутках между сваями. Площадь поперечного сечения стержней арматуры вдоль и поперёк оси моста необходимо принимать не менее 10 см² на 1 пог. м ростверка.