Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 21

          Несущая способность сваи на вдавливание по грунту определяется как расчетными, так и полевыми методами.

          Способность сваи воспринимать выдергивающие нагрузки характеризуется несущей способностью сваи на выдергивание по грунту . Для свай без уширения эта величина определяется только силами трения по боковой поверхности : (рис. 4.19, а). Наличие в нижнем конце сваи уширения создает дополнительное сопротивление выдергиванию сваи за счет нормальных к верхней плоскости уширения сил  (рис.4.19, б).

          Кроме осевой силы, свая может воспринимать поперечные и моментные нагрузки. Максимальные значения этих нагрузок устанавливаются в результате расчета сваи как стержня, расположенного в упругой среде. Критерием допустимости поперечных и моментных нагрузок являются ограничения величины перемещений головы сваи, а также условие прочности окружающего сваю грунта. Следует отметить, что в некоторых случаях несущая способность сваи на действие горизонтальной силы устанавливается опытным путем или с применением специальных теоретических решений.

          Для обеспечения работы сваи в грунте выполняется также оценка прочности сваи как конструкционного элемента. Несущая способность сваи по материалу на растяжение и сжатие определяется в соответствии с правилами расчета строительных конструкций. Кроме того, оценивается прочность наиболее нагруженного сечения сваи на совместное действие нормальной силы и изгибающего момента.    

4.4.2 Расчетный метод определения несущей способности свай
по грунту

      Для определения несущей способности висячей сваи на вдавливание по грунту составляют расчетную схему, разбивая основание в пределах глубины погружения сваи в грунт на расчетные слои (рис. 4.20). Несущую способность  определяют как сумму ее составляющих   и  по формуле [6, 7]:

                                                  (4.1)
где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 0,8 для набивных, буровых свай, свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта, при опирании их на глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,9 и еденице в остальных случаях; gcR, gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи; R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи; A — площадь опирания сваи на грунт (для свай с уширенным нижним концом — площадь уширения); — наружный периметр поперечного сечения сваи; fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи; — длина сваи в пределах толщины i-го слоя грунта.

      Первое слагаемое в формуле (4.1) выражает составляющую несущей способности сваи за счет сопротивления грунта по ее подошве, второе - составляющую за счет суммарного сопротивления грунта трению вдоль боковой поверхности ствола. Суммирование выполняют по всем слоям грунта, которые свая прорезает.

      Значения расчетного сопротивления грунта R для забивных свай и свай-оболочек, погружаемых в грунт с закрытым нижним концом, при опирании их на песчаные и глинистые грунты принимают потаблице 4.1 [6, 7]. Для набивных свай, устраиваемых с помощью инвентарных труб, нижний конец которых закрыт теряемым башмаком или бетонной пробкой, и для виброштампованных свай значения R  также принимают по таблице 4.1.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи

Таблица 4.1

Примечания: 1. В числителе приведены значения R для песчаных грунтов, в знаменателе - для глинистых. 2. Для плотных песков значения R увеличивают в 1,6 раза, а при определении степени их плотности по данным статического зондирования — в 2 раза, но не более чем до 20000 кПа. 3. Для супесей с числом пластичности Ip < 4 и коэффициентом пористости e < 0,8 значения R определяют как для пылеватых песков средней плотности.

      Для буронабивных свай с уширением или без уширения и оболочек, погружаемых с открытым нижним концом и с выемкой грунта из их полости при опирании на глинистые грунты, значения R принимают по таблице 4.2 [6, 7]. Глубину погружения конца сваи h при определении R принимают от поверхности грунта, а на акватории - от уровня дна после его размыва расчетным паводком.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом буронабивной сваи

Таблица 4.2

Примечание. В свайных фундаментах опор мостов знаечения R следует повышать на величину 1,5gwhw, где gw = 10 кН/м3, а hw —  глубина воды в водоеме от уровня при расчетном паводке до дна с учетом общего размыва, и понижать при e > 0,6 на значение коэффициента m, определяемого интерполяцией между m = 1 при e = 0,6 и m = 0,6 при e = 1,1.

      При опирании набивных и буровых свай, а также оболочек, погружаемых с выемкой грунта, на несвязные грунты, расчетные сопротивления R этих грунтов определяют по формуле [6, 7]: