2. Определение несущей способности железобетонной сваи по материалу при малых эксцентриситетах сжимающей силы

Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых железобетонных свай с арматурой, расположенной у противоположных в плоскости изгиба сторон сечения, при эксцентриситете продольной силы и гибкости допускается производить из условия

N  Nult,

(6)

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в свае от расчетных нагрузок и воздействий, при наиболее невыгодном их сочетании);

N_ult – предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент, определяемое по формуле

,

(7)

где А – площадь поперечного сечения сваи;

А_stot – площадь всей продольной арматуры в сечении элемента;

 – коэффициент, определяется при длительном действии нагрузки по таблице 4 в зависимости от гибкости элемента, при кратковременном действии нагрузки – по линейному закону, принимая  = 0,9 при = 10 и  = 0,85 при = 20;

h – размер поперечного сечения сваи в плоскости действия момента;

l_ef – расчетная длина сваи.

В остальных случаях расчет железобетонных свай по прочности выполняется в соответствие с нормами расчета и проектирования железобетонных конструкций.

	6	10	15	20
	0,92	0,9	0,83	0,7

Расчетные сопротивления бетона (R_b) и арматуры (R_sc) сжатию приведены в таблице 5.

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию Rsc для предельных состояний первой группы, МПа	Класс бетона по прочности на сжатие	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb, МПа
А240	215	В10	6,0
А300	270	В15	8,5
А400	355	В20	11,5
А500	435(400)	В25	14,5
В500	415(360)	В30	17,0
АI	225	В35	19,5
AII	280	В40	22,0
AIII 6-8, мм	355	В45	25,0
AIII 10-40, мм	365	В50	27,5

Примечание - Значения R_sc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

При расчете набивных и буровых свай (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с учетом коэффициента условий работы _cb = 0,85 согласно указаниям СНиП 52-01 [12] и коэффициента , учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, = 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб, = 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб, = 0,8;

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), = 0,7.

Примечание - Бетонирование под водой или под глинистым раствором следует производить только методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) или с помощью бетононасосов.

1. О пределить несущую способность забивной сваи С60.35-6 с высоким ростверком (рисунок 15) по материалу на сжимающую нагрузку при действии кратковременной нагрузки. Бетон В20, Е = 27,5·10 ⁶ кПа, рабочая арматура А400, A_stot= 452 мм²= 0,000452 м².

Решение. Вычисляем условную ширину сваи и момент инерции поперечного сечения сваи при d = 0,35 м (здесь d - сторона квадратного сечения сваи)

b_p = (1,5d +0,5) = 1,5·0,35 + 0,5 = 1,025 м,

I = (0,35·0,35³)/12 = 0,001251 м⁴.

Определяем величину l_K по (5)

l_K = 3,5d + 1,5 = 3,5·0,35 + 1,5 = 2,725 м.

От планировочной отметки на глубину 2,725 м свая прорезает два слоя грунта.

Для супеси с I_L = 0,6 интерполяцией находим К_I = 3500 кН/м⁴, для песка - К_II = 6000 кН/м⁴.

Коэффициент пропорциональности К находим по формуле (3).

3677 кН/м⁴.

Вычисляем коэффициент деформации

0,633 1/м.

Находим l₁

3,46 м,

где l₀ = 0,3 м – расстояние от планировочной отметки до подошвы ростверка.

Т.к. свайный фундамент состоит из одной вертикальной сваи, расчетная длина сваи l_ef = 2l₁ = 6,92 м.

Площадь поперечного сечения сваи A = 0,35·0,35 = 0,1225 м².

Гибкость сваи 19,77 < 20, несущую способность сваи по материалу вычисляем по формуле (7)

=

= 0,85· (11500·0,1225+355000·0,000452) = 1333 кН,

где для кратковременной нагрузки  = 0,85, R_b = 11500 кПа (для бетона класса В20), R_sc = 355000 кПа (для рабочей арматуры класса А400).