Расчетные методы определения несущей способности свай
Рис.Схемы передачи нагрузки сваями на грунты основания:
а – сваи-стойки ; б – висячие сваи
Сваи-стойки могут потерять несущую способность либо в результате разрушения грунта под ее нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи. Такую сваю необходимо рассчитывать: по прочности материала ствола сваи и по условию прочности грунта под ее нижним концом.
По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально нагруженный сжатый стержень, без учета поперечного изгиба.
Рис. Схема разрушения сваи по материалу
Для железобетонных свай формула расчета несущей способности по материалу выглядит 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;
γ m – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зав. от вида свай);
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона (кПа);
A – площадь поперечного сечения сваи, м2;
γ a – коэффициент условий работы арматуры, γ a =1;
Rs – расчетное сопротивление сжатию арматуры (кПа);
As – площадь поперечного сечения арматуры, м2.
Несущая способность сваи-стойки по грунту определяется по формуле:
,
где γс – коэффициент условий работы сваи в грунте, γс=1;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа
|
|
|
А – площадь опирания сваи на грунт, м2
Висячие сваи рассчитываются только по прочности грунта, т.к. по прочности материала она всегда заведомо выше.
Методы определения несущей способности висячих свай:
· Динамический метод;
· Метод испытания пробной статической нагрузкой;
· Практический метод;
· Метод статического зондирования;
· Теоретические методы.
Динамический метод заключается в определении несущей способности сваи по величине ее отказа на отметке близкой к проектной. Основан на связи, существующей между энергией удара свайного молота, при забивке сваи в грунт и ее несущей способностью. В основу метода положено, что работа, совершаемая свободно падающим молотом, GH (где G – вес молота, H – высота падения молота) затрачивается на преодоление сопротивления грунта погружению сваи; на упругие деформации системы «молот-свая-грунт»; на превращение части энергии в тепловую; разрушение головы сваи, т.е. на неупругие деформации.
В общем виде эта зависимость записывается следующим образом:
Уравнение работ Н.М. Герсевомова:
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
Отказ сваи (Sa) определяется либо по одному удару молота, либо вычисляется как среднее арифметическое значение погружения сваи от серии ударов, называемой залогом (число ударов от 4-х до 10).
Рис.Схема динамических испытаний сваи
Метод испытания свай статической нагрузкой. Испытанию подвергают сваи, погруженные в местах сооружения фундаментов, с возможностью использования тех же установок, которые будут применены погружения остальных свай. Проверке подвергаются в среднем до 1% от общего числа погруженных свай, но не менее 2-х.
Схема испытания выглядит следующим образом:
Рис. 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
При испытании грунт вокруг сваи выравнивают и устанавливают металлическую раму. Установку загружают железобетонными плитами или другим контргрузом, не превышающим по массе 75–100 т. Величину давления контролируют по манометру, осадку – прогибомером.
|
|
|
Нагрузка прикладывается ступенями, равными 
от ожидаемого предельного сопротивления сваи. Каждая ступень выдерживается до условной стабилизации осадки сваи. Осадка считается условно стабилизировавшейся, если ее приращение не превышает 0,1мм за 1 час наблюдения для песчаных грунтов и за 2 часа для глинистых.
По данным испытаний строятся два графика:
Рост осадок во времени фиксируют в виде графика «осадка – нагрузка». Кривизна этого графика с увеличением нагрузки возрастает до некоторого критического значения, при котором осадка сваи резко возрастает. За предельную нагрузку на сваю Fu.n принимают нагрузку, которая на одну ступень меньше критической нагрузки.
Графики испытаний свай делятся на два типа (рис. а,б):
· 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:
|
|
|
,
где ζ – переходной коэффициент, принимается равным ζ=0,2;
Su , mt – предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания (по СП ).
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!