- •Руководство по проектированию свайных фундаментов
- •Предисловие
- •1. Общие положения
- •2. Виды свай
- •3. Требования к изысканиям
- •4. Основные указания по расчету
- •5. Расчет свай, свай-оболочек и свай-столбов по несущей способности общие указания
- •Сваи-стойки
- •Висячие забивные сваи всех видов
- •Висячие набивные сваи, сваи-оболочки и сваи-столбы
- •Винтовые сваи
- •Учет негативного (отрицательного) трения грунта на боковой поверхности висячих свай
- •6. Определение несущей способности свай и свай-оболочек по результатам полевых исследований
- •Pиc. 18. График статического зондирования
- •7. Расчет свайных фундаментов и их оснований по деформациям
- •8. Проектирование свайных фундаментов
- •9. Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах
- •Примеры расчетов
- •10. Особенности проектирования и расчета свайных фундаментов в набухающих грунтах
- •11. Особенности проектирования свайных фундаментов на подрабатываемых территориях
- •12. Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах
- •13. Особенности проектирования свайных фундаментов опор воздушных линий электропередачи
- •14. Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных сельскохозяйственных зданий
- •Методические принципы технико-экономической оценки проектных решений свайных фундаментов
- •Определение модуля деформации грунтов е по результатам компрессионных испытаний
- •Определение состава и объема инженерных изысканий для проектирования фундаментов из висячих свай
- •Расчет несущей способности сваи-оболочки с грунтовым ядром с учетом сопротивления грунта на ее внутренней поверхности
- •Схем грунтовых условий
- •Расчет осадок свайных фундаментов опор мостов
- •Дополнительная осадка сваи и сваи-оболочки, возникающая за счет обжатия грунтового ядра я, см
- •Расчет одиночных свай и свайных групп по деформациям
- •Определение стабилизированных осадок свай по результатам их статических испытаний
- •Расчет железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов под кирпичные и крупноблочные стены
- •Расчет железобетонных ленточных (балочных) ростверков свайных фундаментов под крупнопанельные стены
- •Расчет железобетонных плитных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений
- •Особенности проектирования безростверковых свайных фундаментов крупнопанельных жилых домов
- •Расчет и проектирование фундаментов из коротких козловых свай
- •Расчет свайных фундаментов мостов против глубокого сдвига
- •Расчет свайных фундаментов опор мостов
Винтовые сваи
5.13. Несущую способностьФ, тс, винтовой сваи диаметром лопастиD 1,2 м и длиной L10 м, работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле [18(14)], а при размерах лопастиD> 1,2 м и длине сваи L > 10 м — только по данным испытаний винтовой сваи статической нагрузкой:
Ф= т[(Аc1 +By1h)F + fu(L D)],[(18(14)]
где т — коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий, определяемый по табл. 10(8);
АиВ— безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 11 (9) в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне1(под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равнойD);
с1— расчетное удельное сцепление глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне, тс/м2;
у1 — приведенный расчетный объемный вес грунтов (с учетом взвешивания водой), залегающих выше отметки лопасти сваи, тс/м3;
h— глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой — от планировочной отметки, м;
F — проекция площади лопасти, считая по наружному диаметру, м2, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку и проекция рабочей площади лопасти, т. е. за вычетом площади сечения ствола, м2, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку;
f — расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности винтовой сваи, тс/м2, принимаемое по табл. 2(2) (приведенное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);
и — периметр ствола сваи, м;
L — длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;
D — диаметр лопасти сваи, м.
Примечания: 1. При определении несущей способности винтовых свай на вдавливающие нагрузки характеристики грунтов в табл. 11(9) относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки — над лопастью сваи.
2. Глубина заложения лопасти от планировочной отметки должна быть не менее 5Dпри глинистых грунтах и не менее 6Dпри песчаных грунтах (гдеD — диаметр лопасти).
3. Расчетные значения угла внутреннего трения 1и сцепления грунта с1основания при расчетах по формуле [18(14)] должны определяться в соответствии с требованиями п. 4.6 настоящей главы.
Таблица10(8)
Наименование грунта |
Коэффициенты условий работы винтовых свай т при нагрузках | ||
|
сжимающих |
выдергивающиõ |
знакопеременных |
1. Глины и суглинки: |
|
|
|
а) твердые, полутвердые и тугопластичные |
0,8 |
0,7 |
0,7 |
б) мягкопластичные |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
в) текучепластичные |
0,7 |
0,6 |
0,4 |
2. Пески и супеси: |
|
|
|
а) пески маловлажные и супеси твердые |
0,8 |
0,7 |
0,5 |
б) пески влажные и супеси пластичные |
0,7 |
0,6 |
0,4 |
в) пески водонасыщенные и супеси текучие |
0,6 |
0,5 |
0,3 |
К п. 5.13. Опыт применения винтовых свай с диаметром лопасти D >1,2м невелик и не позволяет установить для них обоснованных нормативов. Поэтому определение несущей способности свай с большим диаметром лопастей следует производить, как правило, по данным статических испытаний таких свай на выдергивание или вдавливание в зависимости от характера их работы в сооружении.
Несущая способность винтовых свай диаметром лопасти D 1,2 м и длиной L 10м, работающих на осевую сжимающую или выдергивающую нагрузку, может определяться как но данным статических испытаний, так iiпо формуле [18(14)]. При определении несущей способности винтовой сваи на осевую сжимающую нагрузку (вдавливание) величина расчетного сопротивления грунта на лопасти сваи (Aс1+ Bу1h)должна быть увеличена в 1,2 раза. Формула [18(14)] будет иметь следующий вид:
Ф=m[1,2(Aс1+ Bу1h)F + fu(L— D)]. (19)
Пример 17. Требуется определить несущую способность винтовой сваи с диаметром лопастиD = 1 м и стволаd= 0,2 м, L=8 м, работающей на осевую сжимающую нагрузку и погруженную в грунты, приведенные на рис. 14.
Рис. 14. Схема геологического разреза
I— суглинок тугопластичный IL = 0,4, y = 1,7 тс/м3;II— глина полутвердаяIL = 0,2, y = 1,85 тс/м3,с= 4,1 тс/м2,= 17
Решение.Несущую способность винтовой сваи определяем по формуле [18(14)].
По табл. 10(8) для полутвердых глин с консистенцией IL = 0,2m =0,8.
По табл. 11(9) при 1=17°безразмерные коэффициенты будут:А= 9,75;В= 4,14.
Таблица11(9)
Расчетный угол внутреннего трения |
Коэффициенты | |
грунта в рабочей зоне 1, град |
A |
В |
13 |
7,8 |
2,8 |
15 |
8,4 |
3,3 |
16 |
9,4 |
3,8 |
18 |
10,1 |
4,5 |
20 |
12 |
5,5 |
22 |
15 |
7 |
24 |
18 |
9,2 |
26 |
23,1 |
12,3 |
28 |
29,5 |
16,5 |
30 |
38 |
22,5 |
32 |
48,4 |
31 |
34 |
64,9 |
44,4 |
Далее определяем приведенный объемный вес y1 грунтов, залегающих выше отметки лопасти свай:
тс/м2.
Удельное сцепление для заданного грунта c1= 4,1 тс/м2,глубина залегания лопасти h=7,6м; проекция площади лопасти F =0,785 м2.
Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности принимаем по табл. 2(2).
Для суглинка тугопластичного с консистенцией IL = 0,4:
на глубине l1 = 1м f1 =1,5 тс/м2;
» » мf2 = 2,35 тс/м2;
» » мf3 = 2,72 тс/м2.
Для глины полутвердой консистенции IL = 0,2:
на глубинемf4 = 5,7 тс/м2;
» » мf5= 5,98 тс/м2.
Определяем приведенное значение fдля всех слоев в пределах глубины погружения сваи:
Периметр ствола сваи u = 0,24 = 0,755 м.
Несущая способность сваи равна:
Ф=m[1,2(Aс1+ Bу1h)F + fu(L— D)] = 0,8[l,2 (9,75 4,1 + 4,15 1,755 7,6) 0,785 + 3,48 0,7557(7,6 1)]= 0,8(89,6 + 17,3) =
= 85,4 тс.
Расчетная нагрузка на сваю
тс.
Пример 18. Требуется определить несущую способность винтовой сваи с диаметром лопастиD = 1 м и ствола d = 0,24м, L = 8 м на выдергивание при тех же грунтовых условиях, что и в примере 17 (см. рис. 14).
Решение.Коэффициент условий работыm = 0,7 [по табл. 10(8)].
Проекция площади лопасти
м.
Несущая способность сваи на выдергивающую нагрузку по грунту основания по формуле [18(14)] будет равна:
Ф=m[(Aс1+ Bу1h)F + fu(L— D)] = 0,7[(9,754,1 +
+ 4,15 1,7557,6) 0,74 + 3,480,755(7,6 — 1)] =
= 0,7(70,5 + 17,3) = 61,1 тс.
Расчетная нагрузка на сваю
тс