Для проверки несущей способности свай выполняют
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Для проверки несущей способности свай выполняют

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Несущая способность одиночной сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготовлена, и грунта, в который она погружается. Поэтому сопротивление сваи действию вертикальной нагрузки определяется как наименьшая из величин, вычисляемых из условий прочности материала сваи и грунта, удерживающего сваю. В идеальном случае расчетная несущая способность по материалу должна быть равна несущей способности по грунту, однако в реальных условиях такое условие трудновыполнимо, поэтому для получения наиболее экономичного решения необходимо стремиться, чтобы полученные расчетные несущие способности были максимально близкими. Несущую способность свай по грунту и материалу рассчитывают по первой группе предельных состояний.

Несущую способность свай по материалу определяют в фундаментах с низким ростверком из условий прочности в плотных грунтах и устойчивости в слабых — на действие осевой вертикально приложенной сжимаемой силы, как центрально сжатого стержня. В высоких ростверках материал свай рассчитывают на дополнительное действие изгибающих моментов и горизонтальных сил.

Определение несущей способности по грунту свай-стоек.

Определение несущей способности по грунту свай трения. Несущая способность свай трения по грунту зависит от его сопротивления погружению сваи, которое развивается как под нижним концом сваи, так и по ее боковой поверхности.

Достаточно широкое распространение получили следующие методы определения несущей способности: практический, основывающийся на табличных данных СНиПа, динамический, статического зондирования и испытания свай статической нагрузкой.

Формулу (10.6) допускается применять для забивных свай, имеющих квадратное, квадратное с круглой полостью, прямоугольное и полое круглое сечение диаметром до 0,8 м.

Несущую способность набивных свай, в том числе с уширенной пятой, свай-оболочек и свай-столбов также находят по формуле (10.6). Различие заключается в значениях коэффициентов условий работы и расчетного сопротивления грунта под нижним концом сваи. В частности, при опирании на лёссовые и лёссовидные грунты ус=0,8, в остальных случаях уе—1,0. При использовании свай, имеющих камуфлетное упшрение, усЛ=1,3, а при бетонировании свай подводным способом уcR—0,9. Расчетное сопротивление грунта основания R для свай, формируемых в глинистых грунтах, принимают по табличным данным СНиПа, а для песчаных грунтов R определяют по формулам, исходя из условий предельного равновесия массива грунта под сваей. Коэффициент условий работы ус/ находят по таблицам норм в зависимости от способа изготовления свай и типа грунтов строительной площадки.

Примечания:
1. При определении/пласты грунтов следует разделять на однородные слои толщиной не более
2. Расчетное сопротивление плотных песчаных грунтов по боковой поверхности свай и свай-оболочек/следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в таблице.

При использовании данных табл. 10.2 и 10.3 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке срезкой, подсыпкой или намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке и намыве от 3 до 10 м от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. При промежуточных глубинах погружения и показателе текучести значения R и /определяют интерполяцией. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определяли по результатам статического зондирования, значение R в табл. 10.2 следует увеличить на 100%. При отсутствии данных статического зондирования для этого типа грунтов значение R увеличивают на 60%, но не более чем до 20 МПа.

Следует заметить, что использование данных табл. 10.1…10.3 для определения несущей способности свай нельзя считать достаточно точными, так как 20%-ная ошибка при определении показателя текучести влечет за собой изменение несущей способности в 1,5 раза и более.

Формулу (10.6) допускается применять для забивных свай, работающих на сжимающую осевую нагрузку и имеющих квадратное, квадратное с круглой полостью и полое круглое сечение диаметром до 0,8 м. Для забивных булавовидных свай на участке ствола периметр и принимают равным периметру ствола, а на участке уширения — периметру поперечного сечения уширения.

Несущую способность пирамидальных, ромбовидных и трапецеидальных свай, погружаемых в песчаные и глинистые грунты, необходимо определять с учетом дополнительного сопротивления грунта, образующегося по их боковой поверхности и определяемого в зависимости от модуля деформаций грунта, получаемого по результатам компрессионных испытаний грунтов.

При ромбовидных сваях боковое сопротивление грунта на участках с обратным наклоном не учитывается.

Для получения более достоверных данных по сравнению с практическим методом несущую способность свай определяют по результатам полевых испытаний динамической или статической нагрузкой, а также статического зондирования грунта.

Динамический метод определения несущей способности свай основывается на существующей зависимости между величиной их погружения и энергией удара молота или расчетной энергией вибропогружателя.

Получение расчетной зависимости для определения несущей способности сваи основывается на предположении о равенстве работы, совершаемой при ударе молота, величине работы, затрачиваемой на погружение сваи, на упругие деформации системы, состоящей из молота, сваи и грунта, а также потерям работы на разрушение головы сваи и превращение механической энергии в тепловую.

Нагрузка прикладывается к свае, погруженной в грунт, рекомендованным в проекте спосрбом с помощью гидравлического домкрата 1 (рис. 10.1, а), располагаемого между сваей и упорной балкой 2, закрепленной с помощью анкерных свай 3. В некоторых случаях для статического нагружения используют платформы с тарированным грузом.

Рис. 10.1. Испытание свай статической нагрузкой: а — схема испытания; б — график зависимости осадки сваи от нагрузки

В общем случае указанная зависимость представляет собой плавную кривую 5 (рис. 10.1,5), состоящую из трех участков. На первом происходят в основном упругие деформации, на втором силы трения существенно возрастают и грунт начинает терять устойчивость. На третьем участке наступает предельное состояние: происходит «срыв» сил трения по боковой поверхности — свая залавливается в грунт, при этом график зависимости s=f(N) обращается в вертикальную линию.

Если осадка, вычисленная по формуле (10.12), оказывается более 4 см, то за Fu следует принимать нагрузку, соответствующую осадке 4 см.

При количестве испытаний менее шести в формуле (10.8) принимают FUi H=Fumia, т. е. нормативное значение считают равным наименьшему предельному сопротивлению сваи, при шести испытаниях и более Fm и yg принимают на основании статической обработки частных значений Fu в соответствии с требованиями действующего ГОСТа.

Метод статического зондирования позволяет определять несущую способность свай в результате опенки сопротивления грунта кЪк под нижним концом сваи, так и по ее боковой поверхности.

Учет отрицательного трения грунта на боковой поверхности свай. Если в пределах длины погружаемой сваи находится слой слабого сильносжимаемого грунта (рис. 10.2), то в случае загружения поверхности грунта некоторой нагрузкой q верхний слой, залегающий над слоем слабого грунта, будет испытьшать осадку большую, чем осадка сваи, перемещаясь относительно сваи вниз. При этом трение, образующееся между боковой поверхностью сваи и грунтом верхнего слоя, будет направлено не вверх, а вниз (рис. 10.2) и будет дополнительно пригружать сваю. Такое трение, имеющее противоположное направление, называют негативным или отрицательным.

Рис. 10.2. Расчетная схема к учету отрицательного трения по боковой поверхности сваи

Отрицательное трение может образовываться в следующих случаях: при планировке территории подсыпкой, если сильносжимае-мые грунты залегают на поверхности; загруже-нием поверхности грунта значительной полезной нагрузкой; искусственного или естественного водопонижения, вызывающего увеличение собственного веса грунта, а также незавершенной консолидации грунтового основания, виброуплотнения грунтов при движении транспорта и работе промышленного оборудования и, наконец, при возведении рядом со свайными фундаментами фундаментов мелкого заложения.

Если в пределах погруженной части сваи залегают напластования торфа толщиной более 30 см, то при планировании подсыпкой или иной нагрузке, ей эквивалентной, расчетное сопротивление грунтов по боковой поверхности сваи, расположенных выше наинизшего слоя торфа, принимают: при высоте подсыпки менее 2 м, для грунтовой подсыпки и слоев торфа — равным нулю, а для минеральных ненасыпных грунтов — положительным значениям по табл. 10.3; при высоте подсыпки от 2 до ?5 м для грунтов, включая подсыпку, равным 0,4 от значений, указанных в табл. 10.3, взятых со знаком минус, для торфа — минус 0,005 МПа; при высоте подсыпки более 5 м, для минеральных грунтов, включая подсыпку, равным значениям табл. 10.3 со знаком минус, для торфа — минус 0,005 МПа.

В случае если консолидация грунтов от подсыпки или пригрузки завершилась до начала возведения надземной части здания или если осадка поверхности грунта, окружающего сваи, после указанного периода не будет превышать половины предельно допустимой осадки сооружения, то сопротивление грунта по боковой поверхности сваи допускается определять без учета отрицательного трения вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа, причем для последних значение/следует принять равным 0,005 МПа.

Сван, воспринимающие выдергивающие нагрузки. Если на свайный фундамент передаются значительные моменты, то крайние сваи в таком фундаменте в некоторых случаях работают на выдергивание. Анкерные устройства, включая и анкерные сваи, также работают на этот вид нагрузки.

Для проверки несущей способности свай выполняют

Несущая способность определяется по материалу и грунту. Из двух значений принимается меньшее для расчета. Расчет сваи по прочности производится в соответствии с методами проектирования железобетонных конструкций (ЖБК). Для висячих свай несущая способность по грунту всегда меньше несущей способности по материалу. Для свай-стоек несущая способность по грунту и по материалу примерно одинакова.

Читать еще:  Как правильно класть пароизоляцию на крышу

Для свай-стоек несущая способность по грунту в соответствии со СНиПом 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» определяется по формуле:

,

– несущая способность;

– коэффициент условий работы сваи в грунте;

– расчетное сопротивление грунта;

– площадь поперечного сечения.

Несущая способность висячих свай определяется четырьмя методами:

1) практический – с использованием таблиц СНиПа «Свайные фундаменты»;

3) статического зондирования;

4) испытание свай статической нагрузкой.

5.1.1. Практический метод. Несущая способность несущих свай определяется как сумма двух слагаемых расчетного сопротивления по боковой поверхности и сопротивления под нижним концом сваи:

,

γc – коэффициент условий работы;

γcR – коэффициент, зависящий от вида грунта под нижним концом сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи под нижним концом;

U – периметр сваи;

γcRi – коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи;

fi – сопротивление грунта по боковой поверхности;

li – длина боковой поверхности сваи (li2 м).

5.1.2. Динамический метод заключается в определении несущей способности сваи по величине отказа сваи после отдыха.

Отказ – это величина, на которую погружается свая за один удар после отдыха. Висячим сваям, не добивая до проектной отметки, дают отдых (пески – одна неделя, супеси – 2 недели, глина – 3). После отдыха производят добивку сваи до проектной отметки и измеряют отказ сваи. По величине отказа по формуле Герсиванова определяется несущая способность сваи.

Динамический метод испытывается для контроля фактической несущей способности сваи на строительной площадке. Зная параметры сваебойного оборудования, определяется проектный отказ. Если фактический отказ оказывается больше проектного, то фактическая несущая способность сваи меньше проектной и, соответственно, в проект вносятся изменения.

5.1.3. Метод статического зондирования позволяет раздельно определять сопротивление сваи под пятой и сопротивление сваи по боковой поверхности. При статическом зондировании зонд при помощи домкрата вдавливается с постоянной скоростью 0,5 м/мин и измеряется величина сопротивления грунта погружению конуса и величина трения грунта по боковой поверхности. Замеры производят каждые 20 см. затем строят график.

Бывают следующие виды зондов:

Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

,

– переходный коэффициент от сопротивления грунта под зондом при его погружении к сопротивлению грунта под забивной сваей;

– среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда на 1 d выше и 4 d ниже нижнего конца сваи.

Среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

(участки первого типа).

(участки второго и третьего типа).

Частное значение предельного сопротивления в месте зондирования:

Несущая способность сваи:

.

5.1.4. Метод испытания свай статической нагрузкой. Несущая способность сваи определяется путем испытания ее аналога статической нагрузкой.

На свая при помощи домкрата прикладывается ступенями нагрузка. Каждая ступень выдерживается до стабилизирующей осадки, затем строят график зависимости осадки от давления. За несущую способность принимается та, при которой осадка составляет 0,2 от предельно допустимой величины осадки.

Проектирование свайных фундаментов ведется в следующей последовательности:

1) определяется глубина заложения подошвы ростверка. Она не зависти от глубины промерзания грунтов, и определяется исключительно конструктивными потребностями;

2) производится выбор типа сваи, длины сваи и поперечного сечения. Тип и вид сваи выбирается исходя из инженерно-геологических условий в зависимости от сваебойного оборудования. Длина сваи выбирается в зависимости от геологических условий так, чтобы свая прорезала слабые грунты и заглублялась в слой прочных грунтов не менее 1 м. в зависимости от длины сваи выбираются размеры поперечного сечения сваи, выбирается тип и вид сваи;

3) определяется несущая способность сваи. Она определяется одним из четырех методов. Расчетная допустимая нагрузка на сваи определяется по формуле:

,

Fd – несущая способность сваи;

γn – коэффициент надежности, зависит от метода определения несущей способности сваи:

γn=1,4 при практическом методе;

γn=1,25 при зондировании;

γn=1,1 при статическом методе;

4) определяется количество свай в фундаменте по формуле:

,

N I – нагрузка по первой группе предельных состояний;

Р – расчетная нагрузка;

5) определяются размеры ростверка и производится его конструирование.

Размеры свай в плане:

Если n получилось 3, 1, то принимаем количество свай 4.

Железобетонные ростверки рассчитываются на продавливание колонной, сваей, на изгиб;

6) производится проверка сваи по несущей способности.

Проверка фактической нагрузки, приходящую на сваю:

– при центрально нагруженных свайных фундаментах фактическая нагрузка на сваю определяется по формуле:

– для внецентренно нагруженных фундаментов:

– сумма квадратов расстояний свайного фундамента до оси каждой сваи.

Если условия (*) не выполняются, то увеличивается количество свай.

7) определение осадки свайного фундамента.

Рассматривается условный фундамент, причем считается, что давление, действующее по подошве свайного фундамента, распределяется равномерно.

(для внецентренно нагруженных).

Если условие не выполняется, то увеличивают длину сваи или расстояние между сваями.

Несущая способность свай

Несущая способность свай – это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Существует два типа несущей способности свай – по материалу изготовления и по грунту. Данные о несущей способности конструкции исходя из ее материала могут быть получены при проведении теоретических расчетов, тогда как определение несущей способности сваи по грунту требует проведения практических исследований на месте строительства.

Методы определения несущей способности сваи

При проектировании свайных фундаментов используются четыре метода определения несущей способности свайных конструкций:

  • Способ теоретического расчета;

Совет эксперта! данный метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Расчет несущей способности выполняется по формуле: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)

  • Yc – совокупный коэфф. условий работы;
  • Ycr – коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
  • R – сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
  • А – диаметр опорной подошвы;
  • U – периметр сечения свайного столба;
  • Ycri – коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
  • fi – сопротивление почвы по боковым стенкам;
  • li – длина боковых поверхностей.

Практический способ реализуемый в полевых условиях. После отдыха сваи (спустя 2-3 дня после забивки столба), на конструкцию с помощью ступенчатого домкрата передается статическая нагрузка.
Посредством специального прибора – прогибометра, определяется величина усадки сваи и производятся необходимые расчеты. Данный метод считается одним из наиболее точных.


Рис 1.1: Определение несущей способности сваи методом пробных статистических нагрузок

Исследования проводятся на уже погруженных сваях по истечению периода отдыха столбов. На конструкцию посредством дизель молота передается ударная нагрузка (до 10 ударов). После каждого удара прогибометром определяется степень усадки сваи. Данный способ реализуется в комплексе со статическим методом.

Рис 1.2: Прогибометр – прибор для измерения усадки сваи

Для реализации метода зондирования свая снабжается специальным датчиками, после чего выполняется ее погружение на проектную глубину посредством ударной нагрузки (динамическое зондирование) либо вибропогружателями (статическое зондирование).

Датчики определяют сопротивление грунта боковой и нижней стенки свайного столба, по которой рассчитывают несущую способность конструкции в конкретном типе почвы.

Рис. 1.3: Схема метода зондирования свай

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы – один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований.

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях – тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

  • Тип почвы;
  • Насыщенность влагой;
  • Плотность.

Совет эксперта! Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания – для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1: Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Несущая способность свай СНИП

Важно! Исследования и расчеты направленные на определение несущих характеристик свай необходимо выполнять согласно требований СНиП № 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”.

Несущая способность буронабивной сваи

Буронабивные сваи – конструкции, обладающие наибольшими несущими характеристиками среди всех видов свай.

Это сваи, сформированные в результате заполнения бетоном предварительно пробуренной скважины, они укреплены арматурным каркасом и, как правило, обладают уширенной опорной пятой, которая способствует равномерному распределению оказываемой на почву нагрузки.


Рис. 1.4: Этапы создания буронабивных свай

Расчет несущих свойств буронабивных свай выполняется по формуле: Fdu = R×A+u×∫ ycf ×Fi×Hi, в которой:

  • R – нормативное сопротивление почвы под опорной пятой сваи;
  • А – площадь опорной пяты;
  • u – периметр сечения свайного столба;
  • Ycf – коэфф. условий работы грунта на боковой стенке столба (=1);
  • Fi – среднее сопротивление боковой поверхности опорной пяты;
  • Hi – толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба.
  • R, Fi и Hi – это нормативные данные, которые вы можете взять из нижеприведенных таблиц.

Таблица 1.2: Расчетные сопротивления на боковых стенка свай (Fi)


Таблица 1.3: Расчетная толщина слоев почвы контактирующей с боковыми стенками сваи (Hi)

Таблица 1.4: Сопротивление разных типов грунтов под опорной подошвой сваи (R)

Увидеть усредненные показатели несущих характеристик буронабивных свай вы можете в нижеприведенной таблице.

Таблица 1.5: Несущая способность буронабивных свай

1. оСновнЫЕ положения

1.1. Руководство предназначено для организаций, осуществляющих проектирование и строительство фундаментов мостов и транспортных зданий. Оно охватывает полевые испытания свай, свай-оболочек и свай-столбов 1) всех видов и типоразмеров, испытания грунтов штампами в шурфах котлованах, буровых скважинах, в основании свай-оболочек и свай-столбов.

1) Здесь и далее имеется в виду:

свая – полый или сплошного сечения призматический или цилиндрический элемент с линейный размером поперечного сечения до 0,8 м, погружаемый (до расчетного отказа) в грунт с закрытым или с открытым нижним концом, а также элемент, устанавливаемый в предельно пробуренную скважину и допогружаемый до получения расчетного отказа;

свая-оболочка – полный или заполняемый бетонной смесью (после заглубления в грунт) элемент диаметром болев 0,8 м с открытым нижним концом, погружаемый с периодической выемкой грунта из его полости;

свая-столб – элемент с размером поперечного сечения 0,8 м и более, сооружаемый путем устройства в грунте (или в скальной породе) скважины с уширенной нижней частью или без нее и последующего заполнения ее бетонной смесью, или элемент, устанавливаемый в скважину без принудительного заглубления.

В дальнейшем “свая-оболочка” и “свая-столб” называются соответственно “оболочка” и “столб”.

Испытания свай, оболочек и столбов в вечномерзлых и набухающих грунтах, а также испытания таких грунтов штампами должны производится по индивидуальным программам, учитывающим особенности грунтов, требования соответствующих ГОСТов и настоящего Руководства.

Руководство не содержит рекомендаций по анализу результатов испытаний свай, оболочек и столбов горизонтальной нагрузкой, который в каждом конкретном случае должен проводиться с учетом особенностей конструкции фундамента и характера действующих на него нагрузок.

1.2. В зависимости от поставленной цели полевые испытания производят нагрузками следующих видов:

а) динамической нагрузкой – свай и оболочек;

б) статической осевой вдавливающей нагрузкой – свай, оболочек, столбов и штампов;

в) статической горизонтальной нагрузкой – свай, оболочек и столбов;

г) статической осевой выдергивающей нагрузкой – свай, оболочек и столбов.

1.3. Полевые испытания динамической или статической нагрузками свай, оболочек и столбов должны производиться в случае необходимости определения или контроля их несущей способности по грунту и перемещений (по указанию или с ведома организации, проектировавшей фундаменты).

1.4. Несущая способность Ф, тс, сваи, оболочки или столба на вдавливание по результатам их испытаний динамической или статической нагрузкой должна определяться по формуле

где m и кг – коэффициенты условий работы и безопасности, принимаемые равными единице;

нормативное значение предельного сопротивления по грунту на вдавливание сваи, оболочки или столба, тс, полученное на основании результатов испытаний согласно п. 1.5 настоящего Руководства 1)

Далее при ссылках слова “настоящего Руководства” опускаются.

Несущая способность Ф , тс, оболочки или столба на вдавливание по результатам испытаний штампом грунтов в их основании определяется по формулам:

а) при скальной породе, крупнообломочном грунте с песчаным заполнителем или твердой глине в основании

б) при прочих грунтах

где R – расчетное сопротивление грунтового основания центральному (осевому) сжатию, определенному согласно п. 1.10 ;

F – площадь подошвы оболочки или столба;

U – периметр оболочки или столба;

mf – коэффициент условий работа грунта на боковой поверхности оболочки или столба;

fi – расчетное сопротивление i – го слоя грунта на боковой поверхности оболочки или столба;

li – толщина i-го слоя грунта, расположенного в пределах от подошвы оболочки или столба до поверхности грунта (с учетом возможной срезки или возможности местного размыва дна водотока при расчетном паводке),

Разбивку толщи грунта на слои и значения mf и fi следует принимать, руководствуясь указаниями главы СНиП по проектированию свайных фундаментов.

1.5. В случаях испытаний свай, оболочек или столбов динамической или статической нагрузками нормативное значение предельного сопротивления на вдавливание следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению Фпр полученному по результатам испытаний.

1.6. Несущую способность Фв, тс, сваи, оболочки или столба на выдергивание по результатам их испытаний следует определять по формуле

(4)

где m – коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,6 при глубине погружения на 4 м и более и 0,4 при меньшей глубине;

– нормативное значение предельного сопротивления сваи оболочки или столба на выдергивание, принимаемое равным наименьшему предельному сопротивлению полученному по результатам испытаний;

К г – коэффициент безопасности по грунту , принимаемый равным единице.

1.7. Если вокруг верхней части погруженных свай, оболочек или столбов будет удален грунт в результате последующей планировки территории, разработки котлована или местного размыва дна водотока при расчетном паводке, то необходимо значения несущей способности свай, оболочек и столбов на вдавливание ф и на выдергивание Фв, определенные согласно п.п. 1.4 и 1.6 по результатам их испытаний, уменьшить на разность сил трения грунта на их боковой поверхности, определенных согласно главе СНиП по проектированию свайных фундаментов для двух уровней поверхности грунта: при испытании и после срезки грунта или местного размыва при расчетном паводке.

1.8. Несущую способность на вдавливание свай, оболочек и столбов, работающих в составе фундамента, следует считать обеспеченной при выполнении условия

где Nmax – наибольшее продольное усилие в верхнем сечении сваи, оболочки или столба, тс;

G – вес сваи, оболочки или столба, тс. Для всех свай а также оболочек или столбов, опирающихся на глинистые грунты или скальные породы, вес G следует определять без учета гидростатического взвешивания, а для оболочек или столбов, опирающихся на песчаные грунты – с учетом взвешивания; Ф – несущая способность сваи оболочки или столба на вдавливание, тс, определенная согласно пп. 1.4 и 1.7; Кн и m – коэффициенты надежности и условий работы.

В случае, если элементы фундамента моста, т.е. сваи, оболочки или столбы, опираются на нескальный грунт и фундаментная плита расположена над его поверхностью, значение Кн следует принимать в зависимости от количества элементов в фундаменте: при n =1 ¸ 5 Кн=1,60 (1,75); при n =6 ¸ 10 Кн=1,5 (1,65); при n =11 ¸ 20 Кн=1,45 (1,6); при n>20 Кн=1,25 (1,4). Для фундаментов мостов в остальных случаях, а так же для всех фундаментов зданий и сооружений следует принимать Кн=1,25 (1,4). Приведенные в скобках значения коэффициента надежности следует использовать при условии, что величина Ф определена по результатам испытаний элементов динамической нагрузкой.

Коэффициент условий работы следует принимать равным 1,0 за исключением приведенных ниже случаев.

Если продольное усилие N в элементе фундамента здания или сооружения (кроме мостов) определено с учетом ветровых и крановых конструкций допускается принимать m =1,2.

Если фундамент моста опирается на нескальный грунт и продольное усилие N в элементе определено с учетом (раздельном или в сочетании) нагрузок и воздействий от торможения, горизонтальных поперечных ударов подвижного состава, давления ветра и льда, навала судов, изменение температуры, допускается значение m принимать по табл. 1 в зависимости от наличия на плоской схеме фундамента наклонных элементов или только вертикальных, от количества nг групповых элементов на этой схеме (т.е. от числа их рядов, расположенных перпендикулярно плоскости действия внешней нагрузки) и от степени неравномерности распределения продольных усилий в элементах фундамента, характеризуемой отношением n N = N min / N max наименьшего продольного усилия в верхнем сечении элемента (положительно при сжатии и отрицательно при растяжении) к наибольшему. Для случаев, неохваченных табл. 1, надлежит принимать m =1.

Как определить несущую способность свай

    с 9:00 до 18:00 (пн.-пт.)

Несущая способность свай

Определение несущей способности свай необходимо для понимания предельной величины нагрузки, которую должна выдерживать опора после погружения в плотные слои грунта. В процессе исследования этой характеристики учитывают два основных признака – материал изготовления сваи и свойства почв на площадке застройки.

Способы определения несущей способности свайных опор

Максимальная нагрузка на опорное основание рассчитывается еще на этапе разработки проекта и выбора типа свайного фундамента. Специалисты применяют разные методики:

Расчетный способ – с применением формулы

Fd = Yc х (Ycr х R х A + U х ∑ Ycri х fi х li)

  • Yc – общий коэффициент условий работы,
  • Ycr – коэффициент сопротивления грунта под основанием сваи,
  • R – сопротивление грунта под основанием сваи,
  • А – диаметр основания сваи,
  • U – периметр сечения сваи,
  • Ycri – коэффициент условий работы грунта по боковым поверхностям сваи,
  • fi – сопротивление грунта по боковым поверхностям сваи,
  • li – длина боковых поверхностей.
    Параметры расчета принимаются, как предварительные результаты, и могут быть изменены на основе сведений о свойствах грунта.

Полевой метод пробной статической нагрузки

Через несколько дней после погружения на опору направляется статическая нагрузка ступенчатым домкратом. Затем проводятся измерения прогибометром и рассчитывается значение усадки сваи. Такое исследование – достаточно достоверный вариант определения несущей способности.

Полевой метод динамической (ударной) нагрузки

Измерения также начинают после перерыва («отдыха») сваи. Тяжелая нагрузка – до 10 ударов дизель-молота воздействует на опорный элемент. Затем прогибометром фиксируют изменение положения сваи после каждого удара. Этот вариант обычно используется в сочетании с предыдущим способом статической нагрузки.

Метод зондирования

Выполняется пробное погружение опоры, на которой закреплены специальные датчики, по ударной технологии или вибропогружателями на глубину, предусмотренную проектом. По сигналам датчиков измеряют сопротивление грунта с разных сторон опоры, чтобы получить несущую способность свай для конкретного объекта.

Варианты повышения несущей способности свай

Для опорных конструкций разработаны универсальные способы увеличения несущей способности:

  • инъектирование – эффективная технология для грунтов низкой плотности. Свободное пространство вокруг сваи заполняется бетонной смесью на глубину ниже крайней точки опоры (до 2-х м). Для подачи смеси используются специальные инъекторы (насосы). Причем смесь подается с постепенным нарастающим давлением (2 – 10 атмосфер), что обеспечивает формирование в грунте заполненных сегментов. Инъекции выполняются по всему свайному полю, чтобы такие заполненные участки примыкали к соседним элементам. После их затвердевания повышается несущая способность опор примерно в 2 раза,
  • увеличение размера основания сваи (пяты) – опорной подошвы, которая заглубляется в грунт до проектной отметки. При разработке проекта свайного фундамента на слабых грунтах (с низкой несущей способностью) целесообразно закладывать сваи с увеличенной опорной подошвой, чтобы значительно увеличить характеристики прочности конструкции. Если в проекте предусмотрено обустройство фундамента на винтовых сваях, металлические опоры с увеличенной подошвой завинчиваются по технологии механического погружения. При забивке железобетонных свай используется 2 варианта создания увеличенного основания опоры – камуфлетирование с образованием камуфлетной пяты и лидерное бурение скважин специальным буром-расширителем.

ООО «Точка опоры» – надежный помощник в организации свайных работ. Продажа и доставка свай на объекты, погружение свай – профессионально и оперативно.

Указания по расчету свайных фундаментов

Основные указании

Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы:
— по прочности материала сван и свайных ростверков;
— по несущей способности грунта основания свай;
— но несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями фунта и т.п.;
б) второй группы
— по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных на-грузок;
— по перемещениям свай (горизонтальным up , углам поворота головы свай ψp) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов.
— по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.
Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и фунтов.
При наличии результатов полевых исследований несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний

Расчет сван по прочности материала

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в фунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l1 определяемом по формуле:

где l— длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;
ag — коэффициент деформации. 1/м.

Если для буровых свай и свай — оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение 2/ag , то следует принимать

(где h — глубина погружения сваи или сваи — оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).
При расчете по прочности материала буро-инъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е = 5 МПа и менее, расчетную длину свай на продольный изгиб ld , в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при Е ≤ 2 МПа ld = 25d
при Е = 2 — 5 МПа ld = 15d.

В случае если ld превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта расчетную длину следует принимать равной 2hg.
Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l (где l -длина сваи).
Усилие в свае (как балке) от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:
1,5 — при расчете по прочности;
1,25 — при расчете по образованию и раскрытию трещин.
В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимается равным единице.
Расчетная нагрузка, допускаемая на железобетонную сваю по материалу, определяется по формуле:

где ϒb3 — коэффициент условий работы бетона, принимаемый ϒb3= 0,85 для свай, изготавливаемых на месте строительства;
ϒcb — коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ;
Rb — расчетное сопротивление бетона сжатию;
Ab — площадь сечения сваи нетто,
Rgc — расчетное сопротивление арматуры сжатию;
Ag — площадь сечения арматуры.
Пример 1.

Определение несущей способности сваи по материалу
Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м по материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод. Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12 A400.
Решение:
Площадь сечения сваи нетто:
Ab = πd 2 /4 = 3,14 * 0,22 2 /4 = 0,0314 м 2 .
Площадь сечения 4d12 A400: Ag = 452 мм 2 = 452 * 10 -6 м 2 .
Расчетное сопротивление бетона сжатию: Rb = 11,5 МПа.
Расчетное сопротивление арматуры А400 сжатию:
Rgc = 355 МПа.
Коэффициент условии работы бетона: ϒb3 = 0,85.
Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ: ϒcb = 1,0.
Расчетная нагрузка, допускаемая на .железобетонную сваю но материалу:

N = 0,85* 1,0 * 11,5 * 0,0314 + 355 * 452 * 10 -6 = 0,467 МПа = 467 кН.

Расчет свай по несущей способности грунта

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи.
γk — коэффициент надежности по грунту.

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности ио нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
Расчетную нагрузку на сваю N, кН. следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

где Nd — расчетная сжимающая сила, кН;
Mx , My расчетные изгибающие моменты, кНм, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте.
xi, yi — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

х , у — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Рис. 1. Схема для определении нагрузки на сваю

Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

Пример 2.

Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте

Необходимо определить нагрузки, приходящиеся на сваи (см. рис.2). Количество свай в фундаменте n = 6. Нагрузки, действующие на фундамент:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector