85. Определение несущей способности призматических забивных свай по значениям расчётных сопротивлений грунтов и по прочности материала сваи для свай стоек и защемленных в грунте.

Несущая способность сваи, защемлённой в грунте опр-ся выражением вида:

Где γ_с – коэфф-т условия работы свай в грунте(для забивной сваи = 1);

γ_cr, γ_cf – коэфф-ты условия работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности, зависят от вида грунта и способа погружения;

А – площадь сечения сваи или уширения;

R – расчётное сопротивление грунта под уширением или нижним концом сваи;

U – периметр сечения сваи в пределах i-го слоя грунта;

h_i – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью;

R_fi – сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи.

Несущая способность свай – стоек:

(1) F_di = γ_cRA

Свая – стойка проверяется также по материалу:

(2) F_di = γ_cφ(R_bA_b + R_csA_s),

где φ – коэфф-т, учитывающий особенность загружения, гибкость свай. Для свай погружаемых в грунт φ = 1

Из (1) и (2) меньшее принимается в расчёт.

86. Расчет центрально и внецентренно нагруженного свайного фундамента.

Расчет свайного фундамента по первой группе предельных состояний (по несущей способности) производится из условия

, где - расчетная внешняя нагрузка, передаваемая на отдельную сваю при наиболее невыгодных сочетаниях усилий, с учетом собственного веса ростверка и свай; - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый при расчете по несущей способности равным 0,87; у_к - коэффициент надежности метода испытаний, принимаемый по таблице.

Количество свай в отдельно стоящем свайном фундаменте (под колонну) может быть определено следующим образом;

а) определим ориентировочные размеры ростверка. Для этого определим среднее давление под подошвой ростверка по выражению

, где Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН; - размер поперечно­го сечения сваи, м.

Площадь подошвы ростверка в первом приближении может быть опре­делена по формуле

, где - расчетная нагрузка по первой группе предельных состояний в плоскости обреза фундамента, кН; - осредненное значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах, принимаемое равным 20 кН/м³; d_р — глубина заложения подошвы ростверка, м.

Вес ростверка с грунтом на его уступах можно определить по формуле

, где - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый = 1,1. Тогда количество свай

, где ⁼ 1 ...1,6 - коэффициент, учитывающий действие момента. Для цен­трально нагруженных фундаментов = 1.

После определения количества свай в кусте или шага в ленточном рост­верке и порядка их размещения уточняют размеры ростверка и рассчитыва­ют его фактический вес с грунтом на уступах. Размеры ростверка уточняют­ся из следующих соображений:

- расстояние между осями наиболее близко расположенных свай, защем­ленных в грунте, не менее 3d;

- расстояние от грани свай крайнего ряда до края ростверка не менее 0,05 м;

-расстояние между сваями-стойками не регламентируется и зависит от возможности их погружения в грунт и от нагрузок;

- расстояние в свету между буровыми, набивными сваями и сваями-оболочками принимается не менее 1 м.

Конструирование ростверка завершается определением веса ростверка и грунта на его уступах. Вес ростверка

, где ус = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке; V_р - объем ростверка,удельный вес железобетона.

-удельный вес ж/б.

Вес грунта на уступах ростверка

, где V_g - объем фунта на уступах ростверка, м³; - средневзвешенное зна­чение удельного веса грунта, кН/м³, расположенного выше ростверка.

После этого выполняют проверку фактической нагрузки, передаваемой на сваю, по формулам:

а) для центрально нагруженного фундамента -

N = N_l /n<P, (2.5), где - расчетное сжимающее усилие, передаваемое на сваи, включая нагрузку по обрезу фундамента , вес ростверка и грунта на его уступах ; п - число свай в фундаменте; Р - несущая способность одной сваи, кН, с учетом коэффициента надежности метода испытаний;

б) для внецентренно нагруженного фундамента

, где М_х, М_у - расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей свайного поля в плоскости подошвы ростверка; х, у — рас­стояние от главных осей до оси сваи, в которой определяется усилие, м; - расстояния от главных (центральных) осей свайного поля до оси каждой сваи.

Для определения максимального усилия выбирают крайнюю сваю в ро­стверке, для которой и . При суммировании слагаемых полу­чается Nmax, которое не должно превышать величину несущей способности сваи(N<Р).

При вычитании получают значение минимального усилия в свае . Ес­ли окажется, что < 0, то необходимо проверить сваю на выдергивание.