2020-06-08
297
Определение несущей способности свай
Пример
Определить расчетную нагрузку, допускаемую на железобетонную висячую сваю по грунту. Марка сваи С4,5-30. Длина сваи L=4,5 м, ширина b=0,3 м, длина острия l=0,25 м. Грунт основания песок средней плотности, средней крупности мощностью слоя 4,5 м. свая забита с помощью дизель-молота до глубины 4 м. (рис. 14.1).
Рисунок 14.1 – Расчетная схема для определения нагрузки на сваю
Рисунок 14.2 – Конструкция железобетонных свай: а –стандартная свая; б – свая с квадратным поперечным сечением; в – свая с квадратным поперечным сечением с круглой полостью; г – свая с полым круглым сечением
Решение
По таблице 14.1 определяем значения коэффициентов γcR=1 и γcf=1.
Находим площадь поперечного сечения сваи квадратного сечения (рис. 14.2, б)
А=0,3∙0,3=0,09 м2.
Определяем периметр поперечного сечения сваи квадратного сечения
u=4∙0,3=1,2, м,
По табл. 14.1 для песка средней плотности средней крупности при глубине погружения сваи 4 м находим R=3,2 МПа.
Для определения расчетной силы трения по боковой поверхности пласт грунта, прорезаемый сваей, делим на слои высотой не более 2,0 м.
|
|
|
По таблице 14.2 при средней глубине первого слоя h1 = 1м, для песка второго слоя средней плотности, средней крупности определяем f1 = 0,035, а для третьего слоя при средней глубине h2 =2+1=3 м, f2 = 0,048.
Расчетная несущая способность грунта основания одиночной висячей сваи:
МН, (14.3)
МН,
где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, равный – 1;
fi – расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи (табл. 14.2);
li –толщина i -го слоя грунта, прорезаемого сваей, м.
γсR – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи (табл. 14.3);
γcf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи (табл. 14.3);
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (табл. 14.1),
Допустимая расчетная нагрузка на сваю:
МН, (14.5)
МН,
где. γg – коэффициент надежности (при определении несущей способности сваи расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний, выполненных без учета упругих деформаций грунта γg =1,4; при ее определении по результатам полевых испытаний статической нагрузкой, статического зондирования, а также по результатам динамических испытаний, выполненных с учетом упругих деформаций грунта γg =1,25).
Таблица 14.1 – Значения расчетных сопротивлений R
| Глубина погружения сваи, м | R, МПа, под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, сооружаемых в грунтах | |||||||
| песчаных и глинистых с IL =0
| песчаных крупных и глинистых с IL =0,1 | песчаных средней крупности и глинистых с IL =0,3 | песчаных мелких и глинистых с IL =0,4 | песчаных пылеватых и глинистых с IL =0,5 | глинистых с IL | |||
| 0,2 | 0,6 | |||||||
| 3 | 7,5 | 6,6 / 4,0 | 3,1 / 2,0 | 2,0 / 1,2 | 1,1 | 3,0 | 0,6 | |
| 4 | 8,3 | 6,8 / 5,1 | 3,2 / 2,5 | 2,1 / 1,6 | 1,25 | 3,8 | 0,7 | |
| 5 | 8,8 | 7,0 / 6,2 | 3,4 / 2,8 | 2,2 / 2,0 | 1,3 | 4,0 | 0,8 | |
| 7 | 9,7 | 7,3 / 6,9 | 3,7 / 3,3 | 2,4 / 2,2 | 1,4 | 4,3 | 0,85 | |
| 10 | 10,5 | 7,7 / 7,3 | 4,0 / 3,5 | 2,6 / 2,4 | 1,5 | 5,0 | 0,9 | |
| 15 | 11,7 | 8,2 / 7,5 | 4,4 / 4,0 | 2,9 | 1,65 | 5,6 | 1,0 | |
| 20 | 12,6 | 8,5 | 4,8 /4,5 | 3,2 | 1,8 | 6,2 | 1,1 | |
| 25 | 13,4 | 9,0 | 5,2 | 3,5 | 1,95 | 6,8 | 1,2 | |
| 30 | 14,2 | 9,5 | 5,6 | 3,8 | 2,1 | 7,4 | 1,3 | |
| 35 | 15,0 | 10,0 | 6,0 | 4,1 | 2,25 | 8,0 | 1,4 | |
Примечание: Перед чертой даны значения для песков, после черты – для глинистых грунтов.
Таблица 14.2 - Расчетное сопротивление слоя грунта основания по боковой поверхности сваи f
| Средняя глубина расположения слоя, м | f, МПа, по боковой поверхности свай и свай-оболочек, сооружаемых в грунтах | ||||||||
| песчаных крупных и средней крупности и глинистых IL =0,2 | песчаных мелких и глинистых с IL =0,3 | песчаных пылеватых и глинистых с IL =0,4 | глинистых с IL | ||||||
| 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | ||||
| 1 | 0,035 | 0,023 | 0,015 | 0,012 | 0,008 | 0,004 | 0,004 | 0,003 | 0,002 |
| 2 | 0,042 | 0,03 | 0,021 | 0,017 | 0,012 | 0,007 | 0,005 | 0,004 | 0,004 |
| 3 | 0,048 | 0,035 | 0,025 | 0,02 | 0,014 | 0,008 | 0,007 | 0,006 | 0,005 |
| 4 | 0,053 | 0,038 | 0,027 | 0,022 | 0,016 | 0,009 | 0,008 | 0,007 | 0,005 |
| 5 | 0,056 | 0,04 | 0,029 | 0,024 | 0,017 | 0,01 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 6 | 0,058 | 0,042 | 0,031 | 0,025 | 0,018 | 0,01 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 8 | 0,062 | 0,044 | 0,033 | 0,026 | 0,019 | 0,01 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 10 | 0,065 | 0,046 | 0,034 | 0,027 | 0,019 | 0,01 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 15 | 0,072 | 0,051 | 0,038 | 0,028 | 0,02 | 0,011 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 20 | 0,079 | 0,056 | 0,041 | 0,03 | 0,02 | 0,012 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 25 | 0,086 | 0,061 | 0,044 | 0,032 | 0,02 | 0,012 | 0,008 | 0,007 | 0,006 |
| 30 | 0,093 | 0,066 | 0,047 | 0,034 | 0,021 | 0,012 | 0,009 | 0,008 | 0,007 |
| 35 | 0,1 | 0,07 | 0,05 | 0,036 | 0,022 | 0,013 | 0,009 | 0,008 | 0,007 |
Таблица 14.3 – Значения коэффициентов условий работы грунта
| Способ погружения сваи | Коэффициент условий работы грунта | |
| под нижним концом сваи γcR | на боковой поверхности сваи γcf | |
| 1. Погружение забивкой сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими, паровоздушными и дизельными молотами | 1,0 | 1,0 |
| 2. Погружение забивкой в предварительно пробуренные лидерные скважины с заглублением на 1 м ниже забоя скважины при ее диаметре: равном стороне квадратной сваи на 5 см меньшем стороны квадратной сваи на 15 см меньшем стороны квадратной сваи или диаметра круглой | 1,0 1,0 1,0 | 0,5 0,6 1,0 |
| 3. Погружение с подмывом в песчаные грунты при последующей добивке на последнем метре погружения | 1,0 | 0,9 |
| 4. Вибропогружение и вибровдавливание в грунты: пески средней плотности средние и крупные пески средней плотности мелкие пески средней плотности пылеватые глинистые грунты с IL =0,5 супеси глинистые грунты с IL =0,5 суглинки глинистые грунты с IL =0,5 глины глинистые грунты с IL =0 | 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 1,0 | 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 1,0 |
| 5. Погружение молотами любой конструкции полых свай с открытым нижним концом при диаметре полости: 40 см и менее более 40 см | 1,0 0,7 | 1,0 1,0 |
| 6. Погружение любым способом полых круглых свай с закрытым нижним концом с устройством камуфлетного уширения на глубине 10 м и более в песчаных грунтах при показателе текучести IL≤0,5 и диаметре уширения 1 м независимо от вида грунта 1,5 м в песках и супесях 1,5 м в суглинках и глинах | 0,9 0,8 0,7 | 1,0 1,0 1,0 |
Таблица 14.4 – Исходные данные по вариантам
| Вариант | Длина свай, м | Сечение сваи, см | Грунт | Погружение |
| 1 | 5,0 | 20×20 | песчаный пылеватый | вибропогружение |
| 2 | 6,0 | 25×25 | глинистый с IL =1,0 | дизельными молотами |
| 3 | 7,0 | 30×30 | глинистый с IL =0,6 | вибропогружение |
| 4 | 8,0 | 35×33 | песчаный пылеватый | забивкой в лидерные скважины |
| 5 | 9,0 | 40×40 | песчаный крупный | погружение с подмывом |
| 6 | 10,0 | 35×35 | глинистый с IL =0,1 | вибровдавливание |
| 7 | 15,0 | 30×30 | глинистый с IL =0,7 | паровоздушными молотами |
| 8 | 20,0 | 40×40 | песчаный крупный | погружение с подмывом |
| 9 | 8,0 | 25×25 | песчаных средней крупности | забивкой в лидерные скважины |
| 10 | 15 | 35×35 | глинистый с IL =0,4 | дизельными молотами |
|
|
|
