45. Расчет свайных фундаментов по деформациям. Принципы расчета на горизонтальную нагрузку.
Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по следующим предельным состояниям:
а) первой группы:
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 свайных фундаментов по второй группе предельных состояний (по деформациям) выполняется при всех видах грунтов, за исключением тех случаев, когда сваи опираются на крупнообломочные грунты, плотные пески и твердые глины. Расчет по деформациям выполняется также при действии на фундаменты горизонтальных нагрузок, которые могут вызвать горизонтальные смещения фундаментов.
По образованию и раскрытию трещин рассчитываются железобетонные элементы свайного фундамента в соответствии с нормами проектирования железобетонных конструкций.
Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условия
S Su,
-
где S
Su
— совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов),
—предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения,см, устанавливаемое по указаниям СНБ 5.01.01, а для мостов — СНиП 2.05.03.
Сваи, работающие на горизонтальную нагрузку
|
|
Действующие на здание или сооружение горизонтальные нагрузки могут восприниматься в зависимости от их величины вертикальными, наклонными или козловыми сваями. Вертикальные сваи по характеру работы при горизонтальных нагрузках условно разделяются на гибкие и жесткие, в зависимости от отношения длины к диаметру (толщине). Если это отношение не превышает 20, сваи считают жесткими, а при большем отношении - гибкими Гибкую сваю рассчитывают исходя из предположения, что ее нижний конец жестко заделан в грунте на некоторой глубине lв от поверхности грунта, ниже которой свая не перемещается и не деформируется, а верхний - закреплен в ростверке или свободен. При жестких железобетонных и бетонных ростверках можно считать, что верхние концы свай защемлены, а при деревянных ростверках - шарнирно закреплены. Для низкого свайного ростверка зависимость между горизонтальной силой Рт, приложенной на уровне подошвы ростверка, и смещением Аг, в направлении действия этой силы, выражается формулами (43) для случая жесткой заделки сваи в ростверке и (44) - для шарнирного соединения, в которых учтено влияние отпора грунта на участке Iqдлины сваи. Горизонтальная сила
где: ЕI -
жесткость поперечного сечения ствола
сваи;
Согласно
СНиП II-Б. 5-67 расчет сваи, заделанной в
ростверк и работающей на горизонтальную
нагрузку по деформациям (перемещениям),
сводится к ограничению нормативной
величины горизонтальной нагрузки Nн в т,
действующей на сваю от сооружения на
уровне подошвы свайного ростверка и
определяемой по формуле
При Можно принимать, что горизонтальная нагрузка, приложенная к, свайному фундаменту из вертикальных свай, распределяется между всеми сваями равномерно. Если действующие на сваи горизонтальные силы превышают величину , то при вертикальном расположении свай в фундаменте следует увеличить их сечение или количество. Если это невозможно, необходимо предусмотреть погружение наклонных свай по направлению действующей горизонтальной силы или козловое расположение свай (с наклоном в двух противоположных направлениях). Козловые сваи, обычно, применяются при воздействии на фундамент горизонтальных сил, действующих в двух взаимно противоположных направлениях. Если горизонтальная нагрузка, приложенная к свайному фундаменту, не превышает 10% от вертикальной, как правило, можно обойтись одними вертикальными сваями. Расчет свайного фундамента в этом случае выполняется аналогично его расчету при воздействии вертикальной нагрузки и момента. Сваи, работающие на горизонтальную нагрузку, необходимо рассчитывать также по условию прочности материала сваи на изгиб и на поперечную силу. |
|
(43)
(44)
-
коэффициент, учитывающий отпор
грунта;
-
глубина, ниже которой свая защемлена
в грунте (не следует принимать
(45)
где 
-
нормативное сопротивление вертикальной
забивной сваи горизонтальной нагрузке
в т,
соответствующее величине горизонтального
перемещения головы сваи 
,
устанавливаемой в задании на
проектирование.
значение
приложенной
на уровне поверхности земли для
забивных или вибропогруженных свай
(при отсутствии опытных данных),
принимается по табл. 24;
при 
значение
определяется
интерполяцией между
значениями
, соответствующими
(по
табл. 24) и 
,
при
; при 
значение
определяется
по результатам испытаний свай
горизонтальной статической нагрузкой.
46. Расчет и проектирование свайных фундаментов.
Проектирование свайных фундаментов выполняется в следующем порядке:
Выполняется оценка инженерно-геологических условий (определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие сваи)
Определяется тип и размер сваи
Определяется несущая способность сваи (расчетная нагрузка, допустимая на сваю):
расчетом с использованием таблиц;
по испытаниям;
по данным статического зондирования (SPT)
Определяется необходимое количество свай.
Производится размещение свай в плане и конструирование ростверка.
Проводится проверка давления, приходящегося на одну сваю. (При несоблюдении данного условия производится перерасчет свайного фундамента, а при выполнении условия п.6 переходят к выполнению п. 7).
Определяется осадка свайного фундамента.
Последовательность
расчета в п. 1, 2, 3 нами уже рассматривалась
ранее, поэтому переходим сразу к
рассмотрению условий п. 4.