3. Проектирование свайных фундаментов

3.1. Общие сведения

Свайный фундамент состоит из группы свай, объединенных сверху общей плитой, называемой ростверком. Ростверк изготавливается из монолитного конструктивно армированного бетона класса не ниже В25 и предназначен для передачи нагрузки от сооружения на сваи.

Размеры ростверка в плоскости обреза назначают несколько большими размеров надфундаментной части опоры (рис.3.1).

а) б)

Рис.3.1. Свайные фундаменты с высоким – а, и низким – б, ростверками

Так же, как и фундамент мелкого заложения, в случае необходимости, ростверк может иметь развитие размеров от обреза к подошве, оформленное в виде уступов под определенным углом развития  (см. рис. 3.1).

Ростверк считается жестким, если угол его развития , в противном случае - гибким. Под опоры мостов ростверки проектируют, как правило, жесткими. Такие ростверки не требуется проверять на прочность.

Сваи могут располагаться вертикально и наклонно. Включение наклонных свай повышает жесткость фундамента на восприятие горизонтальных сил и моментов. Поэтому такие фундаменты часто применяют в мостостроении.

В зависимости от расположения свай в фундаменте свайные фундаменты могут быть симметричными и несимметричными относительно плоскости моста и плоскости опоры. Несимметричный свайный фундамент под мостовую опору может оказаться более экономичным. Однако в курсовой работе рекомендуется проектировать симметричный фундамент как в плоскости моста так и в плоскости опоры.

В курсовой работе свайные фундаменты и их основания студенты рассчитывают по двум группам предельных состояний:

первая группа  по несущей способности свай и несущей способности основания

вторая группа  по отклонению верха опоры и по осадке.

Проектирование свайного фундамента (раздел 3 пояснительной записки) ведется в следующем порядке.

3.2. Назначение основных параметров фундамента

3.2.1. Выбор основных отметок и размеров фундамента

Свайный фундамент характеризуется тремя основными отметками: обреза фундамента , подошвы ростверка , и нижних концов свай (см. рис. 3.1). В курсовой работе отметка обреза задана. Поэтому, при проектировании свайного фундамента можно варьировать лишь отметкой подошвы ростверка и нижних концов свай.

При фиксированной отметке обреза фундамента отметка подошвы ростверка определяется его высотой . Минимальное значение этой высоты складывается из величины необходимой заделки свай в ростверк и минимально допустимой толщины бетона над головами свай .

По действующим нормам [2] величина принимается не менее половины периметра призматической сваи. Минимально допустимую толщину бетона над головами свай в необходимых случаях определяют из расчета его на продавливание свай. В курсовой работе эту толщину разрешается принимать без расчета не менее 0,5 м.

В пучинистых грунтах глубина заложения подошвы низкого ростверка, как и подошвы массивного фундамента, назначается не менее расчетной глубины промерзания [4]. При проектировании фундамента русловых опор моста, когда грунты основания не промерзают, это требование отпадает.

Размеры плиты ростверка в плане, на уровне , как и в случае фундаментов мелкого заложения должны быть больше размеров опоры, на ширину обреза  0,2 … 0,6 м в каждом направлении (см. рис. 3.1).

Сваи выбирают с учетом:

- инженерногеологического строения основания;

- наличия в строительной организации, которая будет выполнять проект, необходимого оборудования и механизмов

- результатов технико-экономического сравнения вариантов фундамента с различными типами и размерами свай.

В курсовой работе рекомендуется использовать сваи мостовые СМ, железобетонные, сплошного квадратного сечения, с ненапрягаемой арматурой, характеристики которых указаны в табл.П.6.1 (Приложение 6). При этом длину свай по возможности следует назначать так, что бы их нижние концы были заглублены в достаточно прочный несущий слой основания на величину (см. рис. 3.1) не менее: в пески крупные и средние, а также глинистые грунты с <0,1 -  0,5 … 1 м, в прочие виды нескальных грунтов - 1 м.

Длину свай округляют в большую сторону до ближайшей стандартной длины, т.е. до целых метров. При этом во всех случаях погруженная в грунт (с учетом размыва) длина сваи должна быть не менее 4 м.