5. Расчет несущей способности висячих свай.

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на висячие сваи и сваи-стойки.

К сваям-стойкам относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые скальные или малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем, глины твёрдой консистенции). Свая-стойка практически всю нагрузку на грунт передаёт через нижний конец, так как при малых вертикальных перемещениях сваи не возникают условия для проявления сил трения на её боковой поверхности

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Под действием продольного усилия N висячая свая получает вертикальные перемещения, достаточные для возникновения сил трения между сваей и грунтом. В результате нагрузка на основание передаётся как боковой поверхностью сваи, так и её нижним концом. Несущая способность висячей сваи определяется суммой сопротивления сил трения по её боковой поверхности и грунта под остриём.

Несущая способность такой сваи определяется суммой сопротивления сил трения по ее боковой поверхности и грунта под острием:

Их расчет производится, как правило, только по прочности грунта, т.к. по прочности материала она всегда заведомо выше.

Существуют следующие методы расчета:

• Динамический метод;

• Метод испытания пробной статической нагрузкой;

• Практический метод;

• Метод статического зондирования;

• Теоретические методы.

Наиболее часто применимым является Практический метод (по таблицам СНиП). Широко применяется в практике проектирования, позволяет определить несущую способность сваи по данным геологических изысканий. Метод базируется на обобщении результатов испытаний большого числа обычных и специальных свай вертикальной статической нагрузкой, проведенных в различных грунтовых условиях с целью установления предельных значений сил трения, возникающих между сваей и окружающим грунтом, и

Рис.11.11. Расчетная схема к определению несущей способности сваи практическим методом

предельного сопротивления грунта под ее концом.

В результате составлены таблицы расчетных сопротивлений грунтов, которые позволяют определить сопротивление боковой поверхности и нижнего конца сваи и, просуммировать полученные значения по формуле:

F_d = ()

                                                          F_d = γ_c (γ_cR R A  + и ∑ γ_cf  f_i  h_i),                                              (5.1.5)

где γ_c − коэффициент условий работы сваи в грунте (γ_c = 1); γ_cR, γ_cf  −  коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта (табл. 5.1.3); R — расчетное сопротивление под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл. 5.1.1; А — площадь поперечного сечения сваи, м²; и — периметр поперечного сечения сваи, м; f_i − расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 5.1.2; h_i − толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Найти ее несущую способность F_d (kH)

R и f_i - затабулированы

R→Z_o – расстояние от поверхности до низа сваи; крупность песчаного грунта или I_L глинистого грунта.

f_i→Z_i – расстояние от поверхности до середины рассматриваемого слоя, крупности песчаного грунта или I_L глинистого грунта.

Особое внимание в этом методе расчета необходимо уделять правильности оценки физико-механических свойств грунта, особенно показателю текучести I_L глинистых, который оказывает значительное влияние на результат расчета.

Этот метод, как правило, дает заниженное значение НС сваи.