Расчет несущей способности свай при действии вертикальных нагрузок

Сваи-стойки. Поскольку потеря несущей способности сваей-стойкой может произойти либо в результате разрушения грунта под ее нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи, ее расчет на вертикальную нагрузку проводится по двум условиям: по условию прочности материала ствола сваи и по условию прочности грунта под нижним концом сваи. За несущую способность сваи в проекте принимается меньшая величина.

По прочности материала сваи рассчитываются как центрально сжатые стержни.

Несущая способность по материалу F_dm наиболее широко приме­няемых в строительстве железобетонных призматических свай рас­считывается по формуле

(1)

где φ — коэффициент продольного изгиба, обычно принимаемый φ = 1;

γ_с — коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от размера сечения сваи.

γ_т — коэффициент условий работы бетона

R_b — расчетное со­противление бетона осевому сжатию, зависящее от его класса, кПа;

А — площадь поперечного сечения сваи, м2;

γ_a — коэффициент условий работы арматуры, принимаемый γ_a = 1;

R_s — расчетное сопротивление сжатию арматуры, кПа,

A_a — площадь сечения арматуры, м2.

По прочности грунта под нижним концом сваи несущая способ­ность F_d сваи-стойки определяется по формуле

(2)

где γ_с = 1 — коэффициент условий работы сваи в грунте;

R — рас­четное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа;

А — площадь опирания сваи на грунт, м2.

Висячие сваи. Расчет несущей способности вертикально нагру­женных висячих свай производится, как правило, только по прочно­сти грунта, так как по прочности материала сваи она всегда заведо­мо выше.

Сопротивление висячей сваи по грунту принято определять либо расчетом по таблицам СНиП 2.02.03 — 85 «Свайные фундаменты», либо по результатам полевых исследований.

Расчет по таблицам СНиПа, широко применяемый в практике проектирования и известный под названием «практического мето­да», позволяет определять несущую способность сваи по данным геологических изысканий. К полевым исследованиям относятся ис­пытания свай динамическими и статическими нагрузками, а также испытания грунтов статическим зондированием и эталонной сваей.

Практический метод. Сжимающие нагрузки. Практичес­кий метод определения несущей способности висячей сваи базирует­ся на обобщении результатов испытаний большого числа обычных и специальных свай вертикальной статической нагрузкой, проведен­ных в различных грунтовых условиях с целью установления пре­дельных значений сил трения, возникающих между сваей и окружа­ющим грунтом, и предельного сопротивления грунта под ее кон­цом. В результате составлены таблицы расчетных сопротивлений грунтов, которые позволяют определить сопротивление боковой поверхности и нижнего конца сваи и, просуммировав полученные значения по формуле (5), найти ее несущую способность F_d (кН):

(5)

где γ_с — коэффициент условий работы сваи в грунте;

γ_сR, γ_сf - ко­эффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта;

R — расчетное сопротивление под нижним концом сваи, кПа;

А — площадь поперечного сечения сваи, м2;

u — периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i — расчетное со­противление i -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа;

h_i —толщина i -го слоя грун­та, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м (рис. 11.11).

В формуле (5) первое слагаемое представляет сопротивление нижнего конца сваи, второе — сопротивление боковой поверхности.

Дата добавления: 2014-01-20