фундаменты ответы (2)

железобетона и оболочки диаметром 3,0 м соединяются только на фланцево-болтовых стыках.

Для предохранения от коррозии стыки омоноличивают бетоном на быстротвердеющем цементе, а стыки, располагаемые в грунте, заливают горячим битумом.

Оболочки диаметром 0,4 и 0,6 м обычно погружают с закрытым нижним концом, для чего используют специальные наконечники, присоединяемые к концу нижней секции сваи (а). В этом случае взаимодействие оболочки с грунтом в процессе погружения ничем не отличается от свай сплошного сечения. Оболочки более крупного диаметра погружают с открытым нижним концом, для чего в нижней их части устраивают кольцевой стальной нож (б)

Стальные и сталебетонные сваи

Стальные сваи делают из прокатных профилей (двутавров, швеллеров, уголков) или же из сварных или цельнотянутых труб. Для увеличения жесткости стальных свай прокатные профили соединяют с помощью сварки или заклепок в пакеты коробчатого, таврового или

крестообразного сечения. Такие сваи можно погружать в грунты, содержащие твердые включения, и пробивать ими тонкие прослойки полускальных грунтов или разрушенные слои скальных

.

Буронабивные сваи.

Этот тип свай изготавливается непосредственно на месте строительства. Для сооружения сваи в грунте предварительно устраивается скважина методом бурения или пробивки. Бурение скважин в устойчивых грунтах может осуществляться без крепления стенок скважин. При наличии воды или возможности обрушения стенок скважин выполняется их крепление с помощью глинистого раствора или обсадных труб. После устройства скважины устанавливается арматурный каркас и бетонируется тело сваи. Обсадные трубы, как правило, извлекаются из грунта. Бетонная смесь может укладываться с уплотнением. Такие сваи называются буронабивными.

Диаметр буронабивных свай может составлять 0,8 … 2,5 м. Длина буронабивных свай достигает десятков метров. В уровне нижнего конца буронабивных свай при необходимости делается уширение. Диаметр уширения 2,5 … 3,5 м. Буронабивные сваи с уширенной пятой обладают повышенной несущей способностью. Уширение целесообразно применять, когда буровая свая опирается на прочные породы.

Деревянные сваи

Для увеличения несущей способности полых забивных свай и буровых свай-столбов устраивают уширение их нижнего конца камуфлетированием с помощью заряда взрывчатого вещества.

После погружения в грунт железобетонной или стальной оболочки с закрытым или открытым (с выемкой грунта) нижним концом у нижнего конца оболочки помещают заряд с электродетонатором, соединенным проводами с подрывной машинкой на поверхности.

Типы свайных фундаментов

Типы свайных фундаментов определяют в зависимости от формы и размеров свайного поля, расположения плиты ростверка относительно поверхности грунта, характера взаимодействия составных элементов свайного фундамента с основанием.

Свайные фундаменты с низким ростверком.

К этому типу относятся свайные фундаменты, в которых отметка подошвы плиты ростверка расположена ниже уровня планировки или отметки местного размыва.

Такие фундаменты сооружают на суходолах, а также в руслах рек с тяжелым ледовым режимом или же при наличии зон интенсивного истирающего воздействия аллювия, перемещаемого быстрым течением реки. Работа свайных фундаментов с низким ростверком проходит в благоприятном режиме в том отношении, что сопротивление горизонтальным нагрузкам оказывают не только сваи, но и грунт, воздействуя на боковую поверхность плиты ростверка. Сооружение плиты ростверка в грунте сопряжено с дополнительными затратами на устройство котлована и его ограждение.

Свайные фундаменты с высоким ростверком.

Здесь плита ростверка расположена над поверхностью грунта отметка подошвы плиты ростверка выше уровня планировки или отметки местного размыва. Этот тип фундаментов получил большое распространение в мостостроении как экономичная и надежная конструкция. По сравнению с массивными фундаментами или свайными фундаментами с низким ростверком здесь не требуется устройства котлована. Для восприятия горизонтальных нагрузок в свайных фундаментах с высоким ростверком применяют наклонные сваи.

Свайные опоры.

В некоторых случаях в свайных фундаментах плита ростверка отсутствует как самостоятельный элемент. Ее функции выполняет опора в своей нижней части, непосредственно опирающаяся на сваи. Этот способ устройства фундаментной части целесообразно применять, когда требуемые размеры плиты ростверка в плане не превосходят поперечного сечения опоры в нижней части.

Безростверковые опоры

В этих опорах в качестве плиты ростверка выступает подферменная плита, объединяющая головы свай и передающая на них нагрузку от пролетных строений. Такие опоры получили распространение при строительстве путепроводов и пойменных участков мостовых переходов эстакадного типа. При большой протяженности эстакадной части мостового перехода целесообразно использование сборного железобетона и применение поточной 10 технологии строительства для устройства безростверковых опор. В этих условиях безростверковые опоры отличаются высокой экономической эффективностью.

Комбинированные свайно плитные и плитно свайные фундаменты (КСП и КПС).

Основным несущим элементом свайного фундамента являются сваи. Через них нагрузка передается на основание. Плита ростверка обеспечивает совместную работу свай. В то же время, если плита заглублена в грунт и опирается на прочные породы, то по подошве плиты ростверка будут развиваться силы сопротивления вертикальным перемещениям, оказывая существенное воздействие на работу фундамента в целом.

Свайно плитный фундамент

Если плита передает на грунт через свою подошву не менее 15% общей нагрузки, то такие конструкции называются комбинированными свайно плитными фундаментами. Когда же на сваи приходится менее 50% общей нагрузки, то фундамент называется комбинированным плитно свайным. Обеспечение совместной работы свай и плиты ростверка, заглубленной в грунт позволяет полнее использовать резервы несущей способности свайного фундамента. Комбинированные свайно плитные и и плитно свайные конструкции используются в качестве фундаментной части для сооружений больших размеров и веса. В транспортном строительстве этот тип фундаментов может оказаться полезным при сооружении пилонов висячих и вантовых мостов больших пролетов.

17. Понятие несущей способности свай.

Несущая способность сваи это максимальная нагрузка, которую может воспринять свая без разрушения окружающего ее грунта и без разрушения самой сваи/ Различают несущую способность сваи по грунту и несущую способность сваи по

материалу. Несущая способность по грунту оценивает сопротивляемость окружающего сваю грунта. Несущая способность по материалу оценивает прочность материала сваи от действующих в ней усилий.

Свая линейный элемент. К свае можно приложить три вида усилий нормальную силу (направленную по оси сваи вниз или вверх), поперечную силу (направленную перпендикулярно оси сваи) и момент.

Максимально возможные значения этих усилий, вызывающих разрушение грунта, называются несущей способностью сваи на вдавливание в грунт Fd , на выдергивание из грунта Fdu , на поперечную нагрузку FdH и на момент FdM

Вдавливающая сила Fd вызывает сопротивление грунта под нижним концом сваи R , и сопротивление по боковой поверхности сваи силы трения fi (изменяющиеся с глубиной), (а).

Выдергивающей силе Fdu противостоят силы трения по боковой поверхности сваи fi , (б). Поперечной силе FdH и моменту FdM противостоит боковое поперечное давление z , (в). Несущие способности FdH и FdM не есть независимые величины, а взаимосвязаны между собой: FdH = Ф FdM , где Ф символизирует некоторую функцию.

Для оценки прочности сваи по материалу необходимо установить внутренние усилия, действующие в ее поперечных сечениях и сопоставить их с предельно допустимыми значениями.

18. Расчетные методы определения несущей способности свай.

Для определения несущей способности сваи по грунту составляется специальная расчетная схема с обозначением инженерно геологических элементов. В пределах глубины погружения сваи основание разбивается на расчетные слои толщиной 1 … 2 м для определения сил трения по боковой поверхности висячей сваи.

Несущая способность по грунту на вдавливание Fd висячих свай сплошного поперечного сечения определяют по формуле:

где c коэффициент условий работы сваи в грунтах; R расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; A площадь поперечного сечения сваи; U периметр поперечного сечения сваи; fi расчетное сопротивление i того слоя грунта по боковой поверхности сваи; hi толщина i того слоя грунта; n число слоев; cR cf , коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи.

Расчетные сопротивления грунта R и i f , коэффициенты условия работ; cR , cf принимаются в зависимости от вида грунтов в основании, типа сваи и технологии устройства.

Для висячих забивных свай и свай оболочек, погружаемых без выемки грунта

расчетное сопротивление под нижним концом сваи R принимается по нормативной таблице в зависимости от глубины погружения сваи h и параметров грунта. Расчетное сопротивление по боковой поверхности fi принимается также по нормативной таблице в зависимости от глубины рассматриваемой точки и параметров грунта.

Для висячих буронабивных свай и свай оболочек, погружаемых с выемкой грунта

расчетное сопротивление по боковой поверхности fi также принимается той же таблице.

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи R, в случае опирания сваи на глинистые грунты, определяется по специальной таблице в зависимости от глубины погружения сваи в грунт h и параметров грунта. Если же данный тип свай опирается на крупнообломочные или песчаные грунты, то величина R рассчитывается по формуле:

где 1 , 2 , 3 , 4 коэффициенты, принимаемые по нормативной таблице в зависимости от угла внутреннего трения грунта в уровне PL ; l удельный вес этого грунта; l средневзвешенное значение удельного веса грунтов, залегающих выше нижнего конца сваи; h , dc глубина погружения сваи и диаметр ее подошвы.

Несущая способность Fd сваи стойки дается формулой: