Отличие работы одиночной сваи от группы свай ПГС-152 Крупский Глеб

или изготовленный непосредственно в скважине в грунтовом массиве. Свая передает нагрузку на основание как нижним торцом, так и трением, возникающим по ее боковой поверхности при перемещении.

конец ее ограничивается острием. Между ними находится тело сваи, ограничиваемое ее боковой поверхностью. Необходимость устройства свайных фундаментов возникает, если верхние слои грунтов являются слабыми, малопрочными и сильносжимаемыми, то есть они являются малопригодными для устройства на них фундаментов мелкого заложения без улучшения свойств грунтов.

и прочные слои грунта. Свайные фундаменты применяются, если они являются в рассматриваемых условиях более экономичными и индустриальными.

Когда возникает необходимость устройства свайных фундаментов?

размещенных на близком расстоянии друг от друга отличаются от работы одиночной сваи, что связано с проявление кустового эффекта. Несущая способность выделенной кустовой висячей сваи меньше несущей способности одиночной сваи.

больше осадки одиночной сваи. Объясняется это тем, что после погружения группы близко расположенных свай грунт между ними оказывается включенным в работу вместе со сваями в единый свайно-грунтовый массив. При этом нормальное напряжение. На грунт от сил трения по боковой поверхности и бокового давления свай в уровне их нижних концов будут суммироваться, что усиливает напряженное состояние грунта по глубине основания фундамента и увеличив.

его основания. При этом, помимо расчета отдельных свай, производят проверку прочности основания куста в целом по напряжениям на грунт в плоскости нижних концов свай, как для условного массивного фундамента.

Размещения висячих свай в плане свайного фундамента

осями составляет более 6d. При расстоянии менее 3d снижение несущей способности сваи по грунту может достигать 30%. Для свай стоек наличие кустового эффекта не наблюдается, а их расположение относительно друг друга задается конструктивно.

Взаимодействие свай с окружающим грунтом

погружения от одного удара, называемой отказом сваи (чем меньше отказ, тем, очевидно, больше несущая способность сваи).
Отказ определенный после отдыха свай и характеризующий ее действительную несущую способность – действительным отказом.

под ее нижним концом.
За несущую способность принимается меньшая величина.
По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально нагруженный сжатый стержень, без учета поперечного изгиба.

следующим образом:
где φ – коэффициент продольного изгиба, обычно φ=1;
γс – коэффициент условий работы,
для свай сечением менее 0,3×0,3м γс=0,85;
для свай большего сечения γс=1;
γm – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зависимости от вида
свай);
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона
(кПа);
A – площадь поперечного сечения сваи, м2;
γa – коэффициент условий работы арматуры, γa =1;
Rs – расчетное сопротивление сжатию арматуры (кПа);
As – площадь поперечного сечения арматуры, м2.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

 

испытания пробной статической нагрузкой;
Практический метод;
Метод статического зондирования;
Теоретические методы.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

ее отказа на отметке близкой к проектной.
– уравнение работ Н.М. Герсемова,
где G∙H – работа падающего молота;
Fu∙Sa – работа на погружение;
G∙h – работа на упругие деформации;
α∙G∙H – работа на неупругие деформации;
Fu – предельное сопротивление сваи вертикальной нагрузке, кН;
Sa – отказ сваи, м;
Α – коэффициент, учитывающий превращение части энергии в тепловую и т.п.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

 

предельного сопротивления сваи, необходимого для последующего расчета фундамента, либо с целью проверки на месте несущей способности сваи, определенной каким-либо другим методом, например, практическим.
Проверке подвергаются в среднем до 1% от общего числа погруженных свай, но не менее 2-х.

Испытание свай вертикальной статической нагрузкой:
1 – испытываемая свая; 2 – анкерные сваи;
3 – реперная система; 4 – прогибомеры (для замера осадки сваи от нагрузки); 5 – домкрат; 6 – упорная балка

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

с постоянным увеличением осадки при увеличении нагрузки (б)

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

Графики испытаний свай делятся на два типа:
с характерным резким переломом, после которого осадка непрерывно возрастает без увеличения нагрузки, данная нагрузка в этом случае и принимается за предельную;
с плавным очертанием без резкого перелома, что затрудняет определение предельной нагрузки. В этом случае за предельную принимается та нагрузка, под воздействием которой испытываемая свая получила осадку S.

несоответствие между осадкой одиночной сваи и сваи в кусте,
кратковременность испытания (главный фактор) по сравнению с длительностью эксплуатации здания и т.п., принимается равным ζ=0,2;
Su,mt – предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания (по СНиП 2.02.01-83*).

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

 

способности сваи практическим методом

где γc – коэф-нт условий работы сваи в грунте, принимаемый γc = 1;
R – расч. сопрот. гр-та под ниж. концом сваи, кПа (тс/м2), приним. по табл.1 СНиП;
A - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;
u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл.2 СНиП;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
γcR, γcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3 СНиП.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

 

окружающего сваю грунта будет превышать нагрузку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения , направленные не вверх, как обычно, а вниз – отрицательное трение.
НС сваи в этом случае определяется по той же формуле, но fi для слоев выше торфа берется со знаком «-», а для торфа «-5 кПа».

Развитие отрицательных сил трения на боковой поверхности сваи: 1 – песчаный грунт средней плотности; 2 – слой торфа

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

состоящего из штанги с конусом на конце (dкон = 36 мм, F = 10 см2, < заострения 60º). Конструкция зонда позволяет как общее сопротивление его погружения, так и величину лобового сопротивления конуса.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

Свайные фундаменты

длина сваи, U – периметр поперечного сечения,
f – среднее расчетное сопротивление грунта
по боковой поверхности сваи по данным зондирования.
f = β2·fз ;
fз – среднее сопротивление грунта по боковой
поверхности штанги зонда при глубине ее погружения
равной длине сваи;
R = β1·qз ;
qз – среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда.
β1 β2 – переходные коэффициенты учитывающие разные размеры зонда и сваи, принимаются по табл. 19 СНиП.

точность, широкого применения на практике не нашли.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

Свайные фундаменты

свай на горизонтальную нагрузку

Схемы работы горизонтально нагруженных свай

Различают две стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая - грунт»:
Первая группа – для коротких жестких свай, поворачивающихся в грунте без изгиба;
Вторая группа – для свай, изгибающихся в грунте.
В первой группе расчет базируется на положениях теории предельного равновесия грунтов. Во второй группе методы основаны на использовании модели местных упругих деформаций.
НС горизонтально нагруженного куста свай по нормам допускается определить как сумму сопротивлений одиночных свай.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

по двум группам предельных состояний:
- По первой группе – по НС грунта основания свай; по устойчивости грунтового массива со свайным фундаментом; по прочности материала свай и ростверков.
- По второй группе – по осадкам свайного фундамента от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайного фундамента.

Определение несущей способности одиночной сваи при действии вертикальной нагрузки

свайного фундамента

Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний