104. Сопротивление свай горизонтальной нагрузке.

Для того чтобы теоретически определить расчетное сопротивление вертикальных свай горизонтальной нагрузке необходимо прежде всего установить, относятся ли рассматриваемые сваи к категории длинных или коротких. К категории длинных относятся сваи, имеющие длину в 10—12 раз больше их диаметра, изгибающиеся в грунте под действием горизонтальных сил.

Короткие сваи < 10-ь 12^ могут считаться жесткими стержнями, получающими под действием горизонтальных сил только поворот. Чаще встречаются длинные сваи. Изгибающий момент и перемещение головы таких свай могут быть рассчитаны, пользуясь схемой гибкого стержня, находящегося в линейно деформируемой среде, коэффициент постели которой увеличивается пропорционально глубине. Уравнения для гибкой стенки, находящейся в таких условиях, составил и решил И. В. Урбан *. Его результатами следует воспользоваться в данном случае, применив коэффициенты для определения расчетной ширины сваи, рекомендуемые ЦНИИСом на основании опытных работ, проведенных в этом институте: расчетная ширина сваи равна.

Стедует отметить, что допущение об увеличении коэффициента постели пропорционально глубине оправдано, так как: 1) с увеличением глубины увеличиваются напряжения от собственного веса грунта и повышается плотность грунта и 2) с глубиной деформации уменьшаются из-за уменьшения влияния свободной поверхности. Наиболее точный расчет может быть получен, если рассматривать сваю как стержень, находящийся в линейно деформируемом полупространстве; однако такая задача является достаточно сложной и еще не имеет полного решения.

Точность такого расчета зависит в основном от характеристики податливости грунта (коэффициента постели), которая пока еще назначается достаточно ориентировочно. Поэтому вСНиП П-Б.5—67 рекомендован более простой метод расчета, базирующийся на обобщенных опытных данных о сопротивлении различных свай горизонтальной нагрузке в зависимости от величины смещения головы сваи. В строительных нормах помещена таблица (см. табл. У1-7), в которой даны величины сопротивления сваи горизонтальной нагрузке при перемещении головы сваи.

Опыты показывают, что в длинных сваях сопротивление горизонтальным нагрузкам, как правило, определяется прочностью материала сваи на изгиб. При коротких сваях, помимо проверки сваи на изгиб, требуется еще произвести расчет устойчивости сваи в грунте. Для этого также следует рассматривать грунт, окружающий сваю, как среду, характеризуемую коэффициентом постели, увеличивающимся пропорционально глубине. Это исходное положение, как показал Н. В. Лалетин *, определяет параболическое очертание эпюры реактивного давления грунта (рис. УІ-32, а, б). По Н. В. Лалетину, горизонтальная сила 5б, при которой предельное состояние возникает только в одной точке А на поверхности грунта (в ней эпюра реактивного давления грунта первоначально касается предельной прямолинейной эпюры).

105. Опускные колодцы, конструкции и устройство.

Опускной колодец — пустотелая (полая) конструкция-оболочка, погружаемая в грунт. Такая конструкция применяется для строительства заглублённых в грунт сооружений (иногда называемых опускными), а также для устройства опор (фундаментов) глубокого заложения, которые передают давление на нижние слои грунта, обладающие большей прочностью. Также опускные колодцы могут являться фундаментами опор железнодорожных мостов в случае их возведения в дисперсных грунтах.

Устройств

В плане опускной колодец чаще всего круглый, но в некоторых случаях может быть эллиптическим или прямоугольным. Очертание наружной поверхности в большинстве случаев цилиндрическое, хотя возможны конический или ступенчатый варианты. С целью более лёгкого погружения опускного колодца в грунт его стены делают вертикальными гладкими или же уступчатыми, имеющими снизу изнутри скос. В нижней части колодца оборудовано заострение (так называемая «консоль»), усиленное металлом (так называемый «нож»), со стальной облицовкой его режущей кромки.

Существует два способа устройства стен опускных колодцев: их либо сразу возводят на полную высоту, либо наращивают по мере того, как колодец погружается в грунт. Саму оболочку изначально устанавливают на поверхности земли, после чего грунт подрабатывается в направлении от центра колодца к «ножу», который, теряя опору с внутренней стороны, под воздействием нагрузки, передаваемой расположенными выше конструкциями, выдавливает грунт внутрь, что приводит к погружению опускного колодца на глубину. Погружение может производиться как без, так и с откачкой воды из полости; выемка грунта происходит по мере погружения и осуществляется с помощью различных строительных машин (как правило, грейферов или гидроэлеваторов, в некоторых случаях экскаваторов).

Как только опускным колодцем при погружении достигается проектная отметка глубины заложения фундамента, его внутренняя полость заполняется бетонной смесью. В зависимости от целей проекта заполнение может происходить как полностью — в случае устройства опор, так и частично — если подземному помещению, устраиваемому внутри колодца, требуется дополнительная защита от воды, — в этом случае образуется опирающееся на грунт днище, выполняющее данную функцию. В верхней части колодца возможно (но не всегда обязательно) устройство распределительной плиты из железобетона для последующего возведения над фундаментной части опоры.