Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 58

свайных фундаментов

При расчете свайных фундаментов исходят из тех же предпосылок, что и при расчете на статические нагрузки (см. разд. 4.6).

Свайные фундаменты зданий и сооружений рассчитываются на особое сочетание нагрузок по первой группе предельных состояний. Расчет предусматривает:

-  определение несущей способности свай на вертикальную и выдергивающие нагрузки;

-  проверку свай по сопротивлению материала на совместное действие усилий: продольной силы, изгибающего момента и перерезывающей силы;

-  проверку устойчивости грунта по боковой поверхности свай.

Для фундаментов с высоким свайным ростверком расчетные значения статических сил следует определять как для зданий с гибкой нижней частью, увеличивая коэффициент динамичности в 1.5 раза.

Для свай стоек несущая способность на действие вдавливающей нагрузки определяется так же, как и в условиях статики, без снижающих коэффициентов.

Несущая способность висячих призматических и набивных свай определяется по формуле:

,                             (8.26)

где   - коэффициент условий работы сваи в грунте, равный единице;

_, - коэффициенты условий работы, учитывающие влияние сейсмических колебаний на напряженное состояние грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности, определяемые по СП [22] в зависимости от сейсмической бальности и типов грунта;

d – глубина погружения сваи в грунте;

h_p – глубина до которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности, определяется:

                                                       (8.27)

- условная расчетная ширина сваи, м: b_p = 1.5d + 0.5

- коэффициент упругой деформации, определяемый по формуле:

                           ,                                        (8.28)

k – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида грунта и принимаемый по [17];

E, I – модуль упругости и момент сопротивления сечения сваи.

Сопряжение свай с ростверком в сейсмических условиях проектируется жестким.

После определения числа свай и их размещения в ростверке, определяется расчетное продольное усилие в сваях по обычной формуле для свай, при этом должно соблюдаться условие:

                                   ,                                                   (8.29)

- коэффициент надежности, принимается равным 1.25.

Далее проверяется сечение свай по сопротивлению материала на совместное действие усилий – нормальной силы, изгибающего момента и перерезывающей силы.

Расчета фундаментов на сейсмические воздействия по второй группе предельных состояний не требуется.

Свайные фундаменты с высоким ростверком проектируют либо на вертикальных сваях с большим поперечным сечением, либо с применением наклонных свай как вдоль, так и поперек моста.

 

8.2.4. Конструктивные особенности фундаментов

в сейсмических районах

Во избежание нарушения частоты собственных колебаний однородных конструкций, фундаменты здания или отсека закладывают на одинаковую глубину. Как исключение допускается устраивать уступы подошвы фундаментов 1:2 в местах перехода от одного отсека здания к другому.

Подошва фундаментов мелкого заложения должна быть горизонтальной.

Применение гидроизоляции на битумной или иной пластической основе не допускается. Горизонтальные гидроизоляционные слои в зданиях выполняются из цементного раствора.

Фундаменты под колонны каркасных зданий целесообразно располагать сплошных фундаментных плитах или соединять фундаменты железобетонными вставками.

Фундаменты высоких зданий на нескальных грунтах целесообразно проектировать свайными или в виде сплошной фундаментной плиты.

Опоры средних и больших мостов с высоким свайным ростверком, рекомендуется проектировать, применяя наклонные сваи сечением 40х40 см, в противном случае применяются сваи диаметром 60 см. Размеры свай 40х40 см. применяют с вертикальными сваями, если ростверк заглубляется в грунт.

8.3 Фундаменты в районах распространения многолетнемерзлых грунтов

     Возведение фундаментов на многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах имеет свои особенности и требует соблюдения ряда специальных требований /18/.

     Мерзлыми называются грунты, имеющие отрицательную или нулевую температуру и содержащие в своем составе ледяные включения или лед цемент. Физические свойства мерзлых грунтов обладают рядом особенностей, характерных только для них. Если температура грунта отрицательная, но льда в них нет, такие грунты называются морозными.

     Различают сезонномерзлые и многолетнемерзлые грунты. Сезонномерзлыми называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона. Многолетнемерзлый или вечномерзлый грунт находится в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.

     Вечномерзлые грунты занимают около 65% территории России. Распространены они в основном в азиатской части страны - в Сибири и на Дальнем Востоке. В европейской части России вечномерзлые породы находятся в приполярной зоне.

Мощность вечномерзлых толщ составляет от нескольких десятков метров (в южной части территории) до 800 м и более на севере. Вечная мерзлота может быть сплошной по площади и разрезу или прерывистой. В южной зоне она имеет островное распространение. Под руслами больших рек и в местах разломов земной коры в вечномерзлых породах обычно существуют сквозные талики. Глубина сезонного промерзания-оттаивания грунтов достигает в этих районах 4 м и более.

     В зависимости от состава, температуры, коэффициента водонасыщения и сжимаемости под нагрузкой мерзлые грунты подразделяются на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые.

Твердомерзлые грунты - прочно сцементированные льдом грунты, характеризуемые относительно хрупким разрушением и практически несжимаемые под действием нагрузок от зданий и сооружений.

Пластичномерзлые грунты также сцементированы льдом, но они обладают вязкими свойствами и определенной сжимаемостью.

Сыпучемерзлые грунты - грунты имеющие отрицательную температуру, но несцементированные вследствие их малой влажности. К таким грунтам относятся крупнообломочные и крупные пески.