3.4. РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ

Расчет свайного фундамента выполняют по 1-ой группе предельных состояний. При этом должно удовлетворяться условие

,

(9)

где NC - наибольшая расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН; Fd - несущая способность сваи, кН;

γK - коэффициент надежности; при определении несущей способности расчетом или по динамическим испытаниям он равен 1,4, по результатам полевых испытаний - 1,2, по результатам статического зондирования - 1,25.

Расчетная нагрузка на сваю при действии моментов в одной плоскости определяется по формуле

где N' и M' - соответственно расчетные усилия в неблагоприятных сочетаниях и комбинациях, при которых расчетное усилие в свае наибольшее; при определении вертикального усилия к расчетной нагрузке добавляют вес свай с коэффициентом надежности 1,1;

n - число свай в фундаменте;

x - расстояние в плоскости действия момента от главной оси куста до сваи, усилие в которой определяется;

xi - расстояние от главной оси до каждой из свай.

Составляется таблица усилий, действующих в каждой свае от 2-х комбинаций расчетных нагрузок, проверяется условие (9). При этом для крайних свай в кусте возможно превышение Fd/γk на 20%.

Если расчетное усилие в свае отрицательно (свая работает на выдергивание), определяют ее несущую способность на выдергивание Fdu (кН)

по формуле Fdu= γсuΣγcffihi ,

где u, γcf, fi, hi - то же, что в формуле (7);

γС - коэффициент условий работы; для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, γС=0,6, в остальных случаях γС=0,8.

При этом должно удовлетворяться условие

.

(10)

Если условия (9) и (10) не соблюдаются, следует увеличить расстояние между сваями в плоскости действия момента до 6а; если и этот прием не дает эффекта, то увеличивают число свай в фундаменте.

40

3.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Расчет осадки свайного фундамента при действии вертикальных нагрузок следует производить, если сваи заглублены нижним концом в глинистые грунты с показателем текучести IL>0,5 или в пылеватые и мелкие пески с модулем деформации E<15МПа, если под несущим слоем, на который опираются сваи, залегает более слабый грунт, если сваи находятся в просадочных грунтах и возможно их замачивание.

Расчет выполняют как для условного фундамента на естественном основании.

В нормах /2/ для определения размеров условного фундамента, заменяющего свайный, рекомендуется проводить наклонные плоскости под углом φmtII/4 от точки пересечения наружной грани свай с подошвой ростверка (рис. 4). Здесь φmtII - средневзвешенное нормативное значение угла внутреннего трения толщи грунтов в пределах длины сваи.

Найдя размеры подошвы условного фундамента ABCD, включающего в себя грунт, сваи и ростверк, а также глубину его заложения df, определяют среднюю интенсивность давления по подошве фундамента:

PII=(No+Gp+Gf+Gg)/bclc, где No - расчетная вертикальная нагрузка на обрез фундамента; Gp, Gf, Gg - вес соответственно свай, ростверка и грунта в пределах объема условного фундамента ABCD; bC, lC - ширина и длина подошвы условного фундамента. Значение PII не должно превышать расчетное сопротивление грунта.

Дополнительное давление Р0, под действием которого уплотняются грунты основания, определяют по формуле (6). Зная Р0, находят величину конечной осадки основания, используя форму табл. 13.

При применении наклонных свай размеры подошвы условного фундамента устанавливают, исходя из положения их нижних концов. При высоком свайном ростверке или возникновении отрицательного трения в пределах длины свай размеры подошвы условного фундамента определяют путем проведения наклонных плоскостей под углом φmtII/4c к отметке, ниже которой по боковой поверхности свай развивается трение, поддерживающее их.

41

NOII

42

3.6. ВЫБОР СВАЕБОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ОТКАЗА

Сваебойное оборудование выбирают с учетом его производительности, соотношения массы молота и массы сваи, климатических факторов и т.д.

В зимнее время рекомендуется применять механические молоты на базе экскаваторов (С-860, СП-50) массой 3-5т и расчетной энергией удара соответственно 30-50 кДж, а также самоходные сваебойные установки (С-878С, СП-67) преимущественно с трубчатыми дизель-молотами. В табл.20 приведены технические характеристики сваебойных машин.

Предварительный подбор молота рекомендуется производить по отношению m4/m2. Это отношение изменяется от 0,8 до 1,5 в зависимости от плотности грунтов и типа дизель-молотов.

Определенная несущая способность сваи должна быть подтверждена при забивке достижением сваей расчетного отказа Sa, который устанавливается по

где Ed– расчетная энергия удара для выбранного молота (табл.20); m1 – полная масса молота, т;

m2 – масса сваи, т;

m3 – масса наголовника, 0,2 т;

A – площадь поперечного сечения сваи, м2;

η – коэффициент (для железобетонных свай - 1500 кН/м2);

Fd – несущая способность сваи, определенная по формуле (7), кН.

Значение расчетного отказа должно быть больше 0,002м, желательно в интервале 0,005-0,01м; при значении меньше 0,002м применяют молот с большей массой ударной части.

43