18. Способы определения несущей способности одиночных свай

18.1Аналитический метод определения несущей способности свай.

Определение несущей способности сваи трения.

Несущая способность грунта основания свай трения, за­висящая от сопротивления грунта под их нижним концом давле­нию и развивающегося по их боковой поверхности сопротивле­ния грунта сдвигу, определяется по I группе предельных состоя­ний различными методами. Широко известны следующие четыре метода: 1) практический с использованием таблиц СНиПа; 2) динамический; 3) статического зондирования; 4) испытания свай статической нагрузкой. Из них только последний метод по­зволяет получать непосредственно опытным путем значение не­сущей способности сваи. Остальные методы, являясь косвенны­ми, дают относительно приближенные значения несущей способ­ности, которые рекомендуется сравнивать с результатами кон­трольных испытаний свай статической нагрузкой. Практический метод. Несущая способность свай трения опре­деляется как сумма двух слагаемых — сопротивления грунта под их нижним концом давлению и сопротивления грунта сдви­гу по их боковой поверхности: , где ус — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1; y сR и Yсf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под ниж­ним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа ее погру­жения ; R — расчетное сопротивление грунта под нижним кон­цом сваи, определяемое по табл.; А — площадь опирания сваи на грунт; ц — периметр поперечного сечения сваи; fi — расчетное сопротивление сдвигу боковой поверхности сваи по i-му слою грунта, определяемое по табл.; hi — толщина i-ro слоя грунта в пределах длины сваи. Глубины погружения сваи и залегания отдельных слоев z для определения значений R и fi принимают от природного рельефа при срезке, подсыпке или намыве слоя толщиной не более 3 м или от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. При промежуточных значениях z для определения R и fi по табл. применяют интерполяцию. Толщину слоев при членении толщи грунтов для опре­деления fi принимают не более 2 м.

18.2Метод определения несущей способности сваи защемленной в грунте по результатам динамических испытаний.

Чем глубже погружается свая, забиваемая свайным молотом, тем больше сопротивление оказывает грунт ее внедрению. В результате от каждого удара получается все меньший и меньший отказ, который следует определять после «отдыха». Добивку свай после «отдыха» производят свайным молотом массой в 1,5...1,25 раза больше массы сваи, а при длинных сваях — молотом с массой не менее массы испы­тываемой сваи. Работа, совершаемая при ударе свайного молота о голову сваи, GH (где G — масса ударной части молота; H — высота его падения) расходуется на погружение сваи, на упругие деформа­ции системы молот — свая — грунт, частично на превращение механической энергии в тепловую и на разрушение головы сваи. В общем виде это положение записывается в виде уравнения: GH = Fusa + Gh + GHa. где Fu —предельное сопротивление сваи погружению в грунт; sa — отказ сваи после «отдыха»; h — высота отскока свайного молота после удара, за­висящая от упругих деформаций системы молот — свая — грунт; а — коэф­фициент, характеризующий потери работы на разрушение головы сваи и другие потери. При малых значениях отказа (sa <C 0,002 м) необходимо учитывать упругие деформации системы свая — грунт. Для этого с помощью отказомера замеряют упругий отказ sei и оста­точный отказ sa. Это позволяет определить частное значение предельного сопротивления сваи по формуле:

где коэф-нт где n_p и n_f — коэффициенты перехода от динамического (включая вязкое сопротивление грунта) к статическому сопротивлению грунта соответственго под нижним концом и по боковой поверхности сваи (обычно принимают пр = 0,00025 с-м/кН, n_f = 0,025 с-м/кН); Af — площадь боковой поверхности сваи, соприкасающейся с грунтом, м2; g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с2; Н — высота падения ударной части молота, м; h — высота первого отскока молота, принимается для дизель-молотов штанговых h = 0,6 м, для трубчатых — Н •= 0,4 м, для других молотов — равной нулю; т* — масса ударной части молота, т,

Точность определения Fu по формулам зави­сит от наличия упругой прокладки в наголовнике, которая должна быть предварительно обмята несколькими ударами той же интенсивности, что и при определении отказа сваи. Недостатком динамических испытаний является необходи­мость перехода от сопротивления сваи динамическому погружению к сопротивлению ее под действием статической нагрузки.