Расчет оснований фундаментов по первой группе предельных состояний (по несущей способности) производится исходя из условия
F < Fu/Yn,
где F - расчетная нагрузка на основание;
Fu - несущая способность основания;
Yn =1,2- коэффициент надежности по назначению сооружения.
Расчет свайных фундаментов сводится к определению несущей способности под торцом и боковой поверхности.
При определении несущей способности свай по боковой поверхности рассматривается, что сдвиг сваи произходит по поверхности смерзания сваи со стенкой скважины (расчетное сопротивление RAF), несущая способность сваи FU должна приниматься по наименьшему расчетному значению, определяемому из условия:
FUP > Fu,
где FUP – несущая способность сваи по значениям прочностных характеристик смерзания сваи со стенкой скважины.
FUP=YK*YAF Yice*M1*RAF*AAF + M2*R*AT
где YK, M1, M2 – соответственно коэффициент неоднородности и коэффициенты условий работы боковой поверхности и торца сваи, принимаемые по таблице
|
Способы погружения свай |
Коэффициенты
|
||
|---|---|---|---|
|
YK |
M1 |
M2 |
|
|
Буроопускной способ |
1,0 |
1,1 |
1,1 |
|
То же с виброуплотнением грунтового раствора |
1,1 |
1,2 |
1,2 |
|
Опускной и комбинированные способы с парооттаиванием грунта |
1,0 |
1,0 |
0.9 |
YAF – коэффициент влияния материала сваи на прочность ее смерзания со скважиной, принимаемый равным:
• Для ж/б свай = 1,0
• Для металлических свай = 0,7
• Для деревянных свай =0,9
AAF – площадь поверхности смерзания i-го слоя грунта с боковой поверхностью сваи
R и RAF – соответственно расчетное давление на мерзлый грунт под нижнем концом сваи и расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, кПа.
AT – площадь сечения торца сваи.
Y_ice = 1 - Ii - понижающий коэффициент учитывающий льдистость грунта.
Недостатком бурозабивного способа является невысокая несущая способность сваи по сравнению с буроопускным способом. Связанно это с тем, что стенка сваи имеет непосредственный контакт со стенкой скважины и льдистость грунта дает понижающий коэффициент Yice при оопределении несущей способности по боковой поверхности. YK*YAF Yice*M1*RAF*AAF
Достоинством бурозабивного способа погружения свай является то, что его можно применять при достаточно высоких температурах грунта, т.к. свая намного быстре вмараживается в грунт и обеспечивает небходимую несущую способность.
Расчетное давления на мерзлые грунты R под нижним концом сваи определяется по Таблице 1 ( СНиП 2.02.04-88 )
Расчетные давления на мерзлые грунты R под нижним концом сваи
|
Грунты |
Глубина погружения свай, м |
Расчетные давления R, кПа (кгс/см3), при температуре грунта, °С |
|||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
-0,3 |
-0,5 |
-1 |
-1,5 |
-2 |
-2,5 |
-3 |
-3,5 |
-4 |
-6 |
||
|
При льдистости ii < 0,2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При любой глубине |
2500 (25,0) |
3000 (30,0) |
3500 (35,0) |
4000 (40,0) |
4300 (43,0) |
4500 (45,0) |
4800 (48,0) |
5300 (53,0) |
5800 (58,0) |
6300 (63,0) |
|
2. Пески крупной и средней крупности |
То же |
1500 (15,0) |
1800 (18,0) |
2100 (21,0) |
2400 (24,0) |
2500 (25,0) |
2700 (27,0) |
2800 (28,0) |
3100 (31,0) |
3400 (34,0) |
3700 (37,0) |
|
3. Пески мелкие и пылеватые |
3-5 |
850 (8,5) |
1300 (13,0) |
1400 (14,0) |
1500 (15,0) |
1700 (17,0) |
1900 (19,0) |
1900 (19,0) |
2000 (20,0) |
2100 (21,0) |
2600 (26,0) |
|
10 |
1000 (10,0) |
1550 (15,5) |
1650 (16,5) |
1750 (17,5) |
2000 (20,0) |
2100 (21,0) |
2200 (22,0) |
2300 (23,0) |
2500 (25,0) |
3000 (30,0) |
|
|
15 и более |
1100 (11,0) |
1700 (17,0) |
1800 (18,0) |
1900 (19,0) |
2200 (22,0) |
2300 (23,0) |
2400 (24,0) |
2500 (25,0) |
2700 (27,0) |
3300 (33,0) |
|
|
4. Супеси |
3-5 |
750 (7,5) |
850 (8,5) |
1100 (11,0) |
1200 (12,0) |
1300 (13,0) |
1400 (14,0) |
1500 (15,0) |
1700 (17,0) |
1800 (18,0) |
2300 (23,0) |
|
10 |
850 (8,5) |
950 (9,5) |
1250 (12,5) |
1350 (13,5) |
1450 (14,5) |
1600 (16,0) |
1700 (17,0) |
1900 (19,0) |
2000 (20,0) |
2600 (26,0) |
|
|
15 и более |
950 (9,5) |
1050 (10,5) |
1400 (14,0) |
1500 (15,0) |
1600 (16,0) |
1800 (18,0) |
1900 (19,0) |
2100 (21,0) |
2200 (22,0) |
2900 (29,0) |
|
|
5. Суглинки и глины |
3-5 |
650 (6,5) |
750 (7,5) |
850 (8,5) |
950 (9,5) |
1100 (11,0) |
1200 (12,0) |
1300 (13,0) |
1400 (14,0) |
1500 (15,0) |
1800 (18,0) |
|
10 |
800 (8,0) |
850 (8,5) |
950 (9,5) |
1100 (11,0) |
1250 (12,5) |
1350 (13,5) |
1450 (14,5) |
1600 (16,0) |
1700 (17,0) |
2000 (20,0) |
|
|
15 и более |
900 (9,0) |
950 (9,5) |
1100 (11,0) |
1250 (12,5) |
1400 (14,0) |
1500 (15,0) |
1600 (16,0) |
1800 (18,0) |
1900 (19,0) |
2200 (22,0) |
|
|
При льдистости грунтов 0,2 £ ii £ 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-5 |
400 (4,0) |
500 (5,0) |
600 (6,0) |
750 (7,5) |
850 (8,5) |
950 (9,5) |
1000 (10,0) |
1100 (11,0) |
1150 (11,5) |
1500 (15,0) |
|
В случае если Ii=1, т.е. грунт представляет из себя лед - несущая способность сваи по значениям прочностных характеристик смерзания раствора со скважиной определяется по формуле.
FUS =YK*Ysh* M1*Rsh*Ash + M2*R*AS
где Rsh и R определяется по Таблице 7 для льда ( СНиП 2.02.04-88 )
|
Температура льда, |
Расчетные давления, кПа (кгс/см2) |
|
|
°С |
R |
Rsh,i |
|
–1 |
50 (0,5) |
20 (0,2) |
|
–1,5 |
100 (1,0) |
30 (0,3) |
|
–2 |
140 (1,4) |
35 (0,35) |
|
–2,5 |
190 (1,9) |
45 (0,45) |
|
–3 |
230 (2,3) |
50 (0,5) |
|
–3,5 |
260 (2,6) |
60 (0,6) |
|
–4 |
280 (2,8) |
65 (0,65) |