16. Почему при определении сил трения не учитывается вид материала сваи?

При погружении сваи в грунт на ее боковой поверхности образуется грунтовая "рубашка", которая как бы прилипает к ее боковой поверхности, перемещаясь как единое целое со сваей. Трение возникает не между телом сваи и грунтом, а между грунтовой "рубашкой" и окружающим грунтом. Поэтому силы трения мало зависят от вида материала сваи.

17. Определение прочности свай по материалу

Наибольшие напряжения сжатия сваи получают в момент забивки. При вертикальной нагрузке от сооружения материал свай, забитых в грунт, чаше всего недогружен. При проверке сваи на сжатие продольный изгиб учитывают как для стержня в упругой среде только на участках относительно мощных слоев слабых грунтов (торф, ил). В остальных грунтах продольный изгиб не учитывают. Если на сваю передаются горизонтальные усилия или моменты, то ее рассчитывают на поперечный изгиб, как стержень в упругой среде.

При сваях, изготовляемых в грунте, качество бетона часто бывает низкое, особенно если бетонирование производится под­водным способом. В связи с этим на прочность материала вво­дится снижающий коэффициент условий работы.

Расчеты свай по прочности материала производят в соот­ветствии с методами проектирования железобетонных и бетон­ных конструкций.

18. Определение несущей способности свай-стоек

Несущая способность сваи-стойки зависит от прочности грунта под ее нижним концом и определяется по первой группе предельных состояний по формуле

где γ_с — коэффициент условий работы, принимаемый равным 1; R — расчет­ное сопротивление крупнообломочного грунта или скальной породы под ниж­ним концом сваи; А — площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца.

Для забивных, вдавливаемых и погружаемых вибрированием свай, опирающихся нижним концом на разрушенные скальные породы и крупиообломочные грунты с песчаным заполнителем, обычно принимают R = 20 МПа. Высокое расчетное сопротив­ление грунта объясняется сильным уплотнением грунта под нижним концом свай.

Под набивными сваями вскрываемый плотный пылевато-гли-нистый или крупиообломочиый грунт разуплотняется, поэтому нормативное сопротивление такого грунта можно установить лишь путем испытания его штампами или загрузкой свай ста­тической нагрузкой. Если'нижний конец набивной сваи опирает­ся на невыветрелуго скальную породу, расчетное сопротивление. ее под сваей устанавливается по формуле

где R_c.n —нормативное (среднее арифметическое значение) временное со­противление скальной породы одноосному сжатию в водойасыщеииом со­стоянии; y_g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Для повышения значения R приходится заделывать нижний конец сваи в скальную породу. Тогда

где l_d — расчетпая глубина заделки набивной сван или сваи-оболочки в скальную породу, принимаемая не менее 0,5 м; d_f— диаметр заделанной в скальную породу части сван.

19. Определение несущей способности висячей сваи (практический метод)

Несущая способность висячих свай определяется либо расчетным методом, либо путем забивки опытных свай, а также применением статического зондирования.

Висячие сваи рассчитываются по грунту. Сопротивление погружению сваи возникает под ее пятой-острием (лобовое сопротивление) и по боковой поверхности (сопротивление благодаря мобилизации сил трения). Как и для свай-стоек, лобовое сопротивление зависит от грунтов (плотности и вида песчаных грунтов и показателя текучести глинистых грунтов), а также от глубины погружения нижнего конца. Боковое сопротивление зависит от вида песчаных грунтов, показателя текучести IL глинистых грунтов, от глубины слоя, для которого определяется коэффициент трения. Лобовое сопротивление дается на единицу площади поперечного сечения сваи, поэтому полученная величина R умножается на площадь поперечного сечения A. Боковое сопротивление трению дается на 1 м2 боковой поверхности, поэтому оно умножается на соответствующую площадь боковой поверхности рассматриваемого"пояса". С глубиной сопротивление трению увеличивается. Сопротивления под острием и по боковой поверхности суммируются. Однако предварительно они умножаются на коэффициент условий работы, который зависит от способа погружения свай.