3. Уточнение схемы свайного основания

Выбор схемы свайного основания при проектировании сооружений с высоким свайным ростверком является важнейшей задачей. Основная идея уточнения свайного основания – наиболее экономичное решение путем такого размещения свай, при котором они будут загружены с полным использованием их несущей способности.

К расчету принимается схема представленная на рисунке 1.

Для вертикальных набережных усилия в сваях определяют для двух случаев загружения:

а) при наличии временной равномерно распределенной поверхностной нагрузки на территории порта в пределах ширины ростверка;

б) при ее отсутствии.

В первом расчете получаем наибольшие усилия в растянутых сваях, а во втором – в сжатых.

Для расчета необходимы следующие величины:

1. равнодействующая всех вертикальных сил:

для случая а): ;

для случая б): ;

2. равнодействующая всех горизонтальных сил:

Жесткий ростверк рассматривают как абсолютно жесткое недеформируемое тело, и распределение равнодействующей всех внешних сил (приложенных в центре тяжести ростверка) между сваями производят по схемам, приведенным на рисунках 4,5. Определение усилий в сваях производиться с помощью построения силового многоугольника (рис.4,5).

Уточнение свайного основания производят согласно рекомендуемым нагрузкам на железобетонные сваи: 700-800кН-для сжатых свай и 400-500кН – для растянутых.

Принято шахматное расположение свай, при котором минимальное расстояние между железобетонными сваями определяется в зависимости от наибольшей стороны прямоугольной сваи:

,принимаем

При предварительно принятом прямоугольном сечении сваи 0,25х0,30.

Усилие, приходящееся на группу свай А, равномерно распределяется на обе сваи группы.

Результаты графического определения усилий в сваях представлены в таблице 3:

В результате расчета, если придерживаться принятого сечения и принятого способа расстановки свай, усилия не превосходят рекомендуемые, а следовательно схема размещения свай не требует корректировки.

4. Определение глубины забивки свай

Предварительно для расчета выбираем железобетонные сваи с поперечным сечением 0,25х0,30.

Глубину погружения конца сваи и средняя глубина расположения i- ого слоя грунта, принимается от низа ростверка с отметкой +1.100.

Глубина забивки свай определяется по формуле несущей способности висячей забивной сваи.

Для сжатой сваи:

,

где несущая способность сваи (наибольшее фактическое усилие, действующее на сваю), кН;

коэффициент условий работы сваи в грунте;

коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижнем концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи (в данной работе выбрано погружение механическими, паровоздушными или дизельными молотами);

расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;

площадь опирания на грунт сваи;

периметр поперечного сечения сваи в i-том слое грунта;

расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, кПа;

длина сваи в i-м слое грунта, м.

Для растянутой сваи:

,

где коэффициент условий работы сваи в грунте.

При определении расчетных сопротивление грунтов на боковой поверхности сваи , пласты расчленяют на однородные слои мощностью не более 2м.

При расчете сопротивление грунта засыпки на боковой поверхности не должно превышать одной четверти усилия в сжатой свае (P), то есть .

Таким образом, при расчете первой сжатой сваи ( )в слоях, проходящих в засыпке, если ,то в расчет идет 108,23кН; при расчете второй сжатой сваи: .

Вычисления несущей способности свай сведены в таблицу 4, расчетные схемы представлены на рисунках 6,7.

По результатам расчета в таблице 4 принимаются следующие глубины забивки свай, вычисленные путем интерполяции для соответствующих расчетных усилий:

• первая сжатая железобетонная свая с расчетным усилием :

;

• вторая сжатая козловая железобетонная свая с расчетным усилием :

;

• козловая растянутая железобетонная свая с расчетным усилием :

.

В целях унификации элементов свайной набережной сваи, длины которых отличаются не более чем на 1 м, следует принимать одинаковыми большей длины. Длина первой и третьей сваи принимается равной .

Глубина забивки свай шпунтовой стенки определяется при последующих расчетах.