3.2.2. Определение несущей способности сваи

Несущая способность по грунту на вдавливание (кН) забивных висячих свай сплошного поперечного сечения определяют по формуле [3] (см. рис.3.2):

(3.1)

где - коэффициент условий работы сваи в грунтах, принимаемый  1; - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл.П.7.1(Приложение 7),кПа; - площадь поперечного сечения сваи, м²; - периметр поперечного сечения сваи, м; - расчетное сопротивление того слоя грунта по боковой поверхности сваи, определяемое по табл.П.7.2, кПа; - толщина того слоя грунта, м; - число слоев; - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи. Для применяемых в курсовой работе забивных свай сплошного сечения .

Суммирование в формуле (3.1) распространяется на все пройденные сваей слои грунта (с учетом размыва).

В пояснительной записке к курсовой работе расчет несущей способности сваи должен сопровождаться расчетной схемой, подобно изображенной на рис. 3.2 с указанием наименований грунтов и всех необходимых размеров и отметок. При подсчете сопротивлений геологические слои основания пройденные сваей разбивают на однородные расчетные слои толщиной не превышающей 2 м. Подсчет сил трения по боковой поверхности сваи сводится в таблицу по указанной на рис. 3.2 форме:

Расчет несущей способности сваи

Номер слоя основания	Наименование грунта	Номер расчетного слоя	м	, м	, кПа	, кПа  м

Рис. 3.2. Схема и таблица к расчету несущей способности свай по грунту

фундамента с высоким – а, и низким – б, ростверками

Несущую способность сваи на выдергивание из грунта (кН) определяют по формуле:

, (3.1)

где обозначения те же что и формуле (3.1), но  0,8.

Кроме несущих способностей сваи на вдавливание в грунт и выдергивание из грунта следует установить расчетную нагрузку на сваю из условия прочности ее ствола на растяжение, принимаемую по данным табл. Е.1 приложения Е.

3.2.3. Предварительное определение необходимого числа свай и конструирование фундамента

В курсовой работе фундамент проектируют с простейшей рядовой расстановкой свай, симметричной относительно плоскости моста и плоскости опоры. Общее количество свай ориентировочно определяют по формуле (с округлением до целого числа):

, (3.3)

где - наибольшая вертикальная сила в плоскости обреза фундамента (первое сочетание нагрузок), кН; - вес ростверка с учетом взвешивания водой, кН;  коэффициент неравномерного загружения свай за счет действия момента, принимают в пределах 1,3 … 1,5; - коэффициент надежности, принимаемый для фундаментов с низким ростверком равным 1,4 , а для фундаментов с высоким ростверком в зависимости от числа свай в фундаменте: 1,4 при  21, 1,55 при  11 … 20, 1,65 при  6 … 10.

При проектировании фундамента с высоким ростверком коэффициент надежности предварительно назначают 1,4 , затем после определения числа свай корректируют и расчет повторяют.

Для предварительного определения числа свай по формуле (3.3) вес ростверка вычисляют по его минимальным размерам:

(3.4)

где  1,1 - коэффициент надежности по нагрузке; -минимальные размеры ростверка в плане по обрезу и его минимальная высота, назначаемая с учетом рекомендаций изложенных в п.3.2.1.

Конструирование свайного фундамента заключается в эффективной расстановке необходимого числа свай в ростверке и его конструктивном оформлении.

При размещении свай в фундаменте необходимо выполнять требования норм проектирования: расстояние между осями соседних свай в уровне подошвы ростверка должно быть не менее 1,5 , а в уровне нижних концов свай  не менее 3 , где - размер стороны поперечного сечения сваи. Минимальное расстояние между гранью сваи и гранью ростверка в плоскости его подошвы (см. рис. 3.1) должно быть не менее 0,25 м..

Если минимальные размеры подошвы ростверка, определенные ранее, и общее число свай таковы, что позволяют варьировать расстоянием между сваями, то рекомендуется принять неравномерную расстановку свай, сгущая сваи к краям ростверка и доводя расстояние между ними до минимально допустимого. Такая расстановка позволяет более эффективно использовать сваи. Если же нужное количество свай не размещается в ростверке даже при минимальных расстояниях между ними, то размеры подошвы ростверка увеличивают так, чтобы угол развития ростверка (см. рис. 3.1) не превышал 30. Если и это не позволяет достигнуть цели, то необходимо увеличить высоту ростверка так, чтобы при угле развития его ( 30) размеры подошвы оказались достаточными для размещения необходимого числа свай, по крайней мере, с минимальными расстояниями между ними.

Сваи в фундаменте могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные сваи не только увеличивают жесткость фундамента в плоскости их наклона, но и позволяют сократить расстояние между сваями расходящихся (непараллельных) свай в уровне подошвы ростверка (см. рис. 3.1) до 1,5 и тем самым разместить большее число свай в ростверке минимальных размеров. Этой возможностью следует активно пользоваться в курсовой работе, чтобы получить экономичный вариант свайного фундамента. Наклоны свай указывают в форме заложения : 1, где назначают целым числом в пределах от 3 до 8. В пояснительной записке схема расположения свай в плане и в разрезах с указанием всех размеров, отметок и геологического строения основания должна быть вычерчена в удобном масштабе.