Тема: Порядок расчета и проектирования свайного фундамента

Лекция № 13.

Ключевые слова: Одиночные сваи, свайные фундаменты.

Работа одиночной сваи и работа сваи в кусте свайного фун­дамента не являются одинаковыми. Рассмотрим работу свай в кусте более подробно, поскольку это влияет на проектиро­вание свайных фундаментов.

Если сваи в фунда­менте расставить как можно чаще, то развитие зон пластических дефор­маций будет уменьшать­ся ввиду возникновения напряженного состояния от соседних свай. По­этому устойчивость грун­тов основания свай зна­чительно выше, чем под одиночными сваями. В то же время осадка свайно­го куста будет больше осадки одиночной сваи вследствие вовлечения большего объема грунта, подвергающегося уплот­нению.

Рассмотрим особенности работы основания свайного фундамента в сопоставлении с основанием фундаментов на естественном основании. На рис. 13.1. приведены изобары вертикальных напряжений под узким (а) и широким (б) свайными фун­даментами. В левой части схемы даны аналогичные изобары для обычных фундаментов при равной ширине их со свайными. Из рис. 13.1. следует, что применение свай, особенно длинных, позволяет переместить напряженную зону в более глубокие и плотные слои грунта. Это обусловливает уменьшение осадки свайного фундамента, тем более что при этом исключаются осадки разуплотнения и расструктурирования грунта, имеющие место у обычных фундаментов.

Все это говорит о том, что целесообразно применять сваи большой длины. В то же время окончательное решение следует принимать на основе технико- экономического сравнения вариантов.

При проектировании центрально и внецентренно загружен­ных свайных фундаментов проф. Б. И. Далматов рекомендует выполнение следующих этапов: а) определение глубины зало­жения подошвы ростверка; б) выбор типа, вида и размера свай; в) определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки на нее;

Рис. 13.1. Изобары вертикальных напря­жений в основании свайных фундаментов (по Б. И. Далматову):

а — узкого; б — широкого

г) определение количества свай, размещение их в ростверке, конструирование ростверка; д) расчет факти­ческой нагрузки, приходящейся на каждую сваю; е) опреде­ление осадки основания свайного фундамента.

При выборе глубины заложения подошвы ростверка сле­дует стремиться к ее уменьшению, поскольку это обеспечивает более экономичное решение. Необходимо учитывать при этом конструктивные особенности здания (наличие подвала, приям­ков и т. д.), наличие пучинистых грунтов. Тип, вид свай и их размер выбирают в зависимости от действующих нагрузок на здания или сооружения, инженерно-геологических условий строительной площадки, оборудования и опыта строительных организаций по устройству свайных фундаментов. Чаще всего применяются забивные сваи. В последнее время все большее распространение получают набивные сваи, особенно с уширен­ной пятой. Длина сваи определяется расположением в грунто­вой толще относительно плотного грунта и заглублением сваи в этот грунт. Поперечное сечение сваи принимают в зависимо­сти от ее длины. Следует иметь в виду, что при одном и том же расходе бетона сваи с меньшими размерами поперечного се­чения имеют относительно большую площадь на 1 м³ бетона и поэтому большее сопротивление сдвигу по боковой поверхно­сти сваи.

Определив расчетную нагрузку на сваю, находят необходи­мое количество свай, размещают их в плане и конструируют ростверк. Сваи располагают в рядовом или шахматном поряд­ках с минимальным расстоянием между осями свай — 3d (рис.13.2).

Размеры железобетонного ростверка проверяют из расчета на продавливание колонной или сваей или на изгиб при значительном развитии в плане — в соответствии с нор­мами на проектирование бетонных и железобетонных конст­рукций. Проверку фактической нагрузки, приходящейся на каждую сваю, производят по формуле

, (13.1.)

Рис. 13.2. Размещение свай в плане

где N_d — расчетная нагрузка на фундамент; N_роств, N_гр — рас­четные нагрузки соответственно от веса ростверка и грунта на его обрезах; n — количество свай. При этом должно соблю­даться условие

N_ср<N, (13.2.)

(N — расчетная нагрузка на сваю).

Вследствие передачи напряжений от свай грунты будут ис­пытывать деформации пластические, уплотнения и упругие; уплотнения — в пределах активной зоны, упругие — вне ее; они развиваются аналогично деформациям основания обычных фундаментов. При работе в грунте забивных и набивных свай напряженные зоны от них сливаются на некоторой глубине, поэтому осадку определяют исходя из осадки условного фун­дамента.

По СНиП 2.02.03—85 контуры условного свайного фундамен­та определяют следующим образом: внизу — плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай (рис. 13.3.), с боков — вертикальными плоскостями АВ и БГ, проходящими при вер­тикальных сваях от их граней на расстоянии htgj_cp/4, где j_cp — средневзвешенное расчетное (по деформациям) значение угла внутреннего трения толщи грунтов в пределах длины сваи. За­дача сводится к определению среднего давления в плоскости острия свай (подошвы условного фундамента) и определению осадки одним из методов расчета осадок. Порядок расчета оса­док свайного фундамента практически ничем не отличается от расчета осадок обычных фундаментов.

Рис. 13.3. Схема условного свайного фун­дамента

Рис. 13.4. Рас­положение свай при нали­чии

Дата добавления: 2015-06-04