Несущая способность сваи по грунту

При опирании свай на скальные или полускальные грунты с R> 20 МПа забивные сваи рассчитываются как сваи-стойки по п.6.1 П4-2000 к СНБ 5.01.01.-99. В остальных случаях несущая способность свай определяется как для висячих свай одним из перечисленных ниже методов:

· П4-2000 к СНБ 5.01.01.-99 Проектирование забивных свай;

· по результатам статического или динамического зондирования;

· в ходе динамических испытаний натурных или инвентарных свай;

· по результатам статического испытания свай.

В курсовой работе предлагается определить несущую способность сваи по грунту используя табличные данные согласно п.4.2 П4-2000. В этом случае несущая способность определяется по формуле:

 

F_d = g_c(g_crRA + SU_ig_cfh_iR_fi),

 

где gc

— коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый gc = 1, а для грунтов I типа по просадочности и для биогенных грунтов gc = 0, 8;

R A Ui   Rfi hi gcr, gcf

— расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 6.1, а для моренных и биогенных грунтов, согласно требованиям главы 10; — площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто; — усредненный периметр поперечного сечения ствола сваи в i-ом слое грунта, м; — расчетное сопротивление (прочность) i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 6.2, а для моренных и биогенных грунтов, согласно требованиям главы 10; — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; — коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 6.3.

Суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных, соответственно, ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.

Таблица 12

Глубина погружения нижнего конца сваи, м	Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта (R), кПа
песчаных грунтов средней плотности
гравелистых	крупных	—	средней крупности	мелких	пылеватых	—	—	—	—	—
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести (IL), равном
0, 0	0, 1	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9	1, 0
	7100	6000		3400	1800	1200
	7500 6500	6600 4000		3800 2200	2100 1600	1300 1200
	8300	6800		4400	2300	1350
	8900 7500	7000 6000		4600 2800	2400 2000	1400 1350
	9400 8100	7200 6500		4700 3000	2450 2100	1450 1400
	9700 8500	7300 6900		4800 3200	2500 2200	1500 1450
	9900	7550		4900	2600	1550
	10200 6500	7800 7200		5000 3400	2560 2350	1600 1550
	10500 9100	7900 7350		5100 3500	2700 2400	1650 1600
	11000 9300	8200 7500		5200 3700	2800 2500	1750 1650
	11700 9500	8500 7700		5400 4000	3000 2600	1900 1700
	12600	8800		5600	3200	1950
	13400	9000		5800	3500	2000
Примечания 1 В числителе даны значения (R) для песчаных грунтов, в знаменателе — для пылевато-глинистых. 2 В таблицах 6.1 и 6.2 для насыпных грунтов с коэффициентом уплотнения Кcom < 0, 92 и для намывных песчаных грунтов с давностью намыва t < 1 г., глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта: — при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа; — при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10 м — от условной отметки, расположенной, соответственно, на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.
Для насыпных грунтов с коэффициентом уплотнения Кcom > 0, 92 и для намывных песчаных грунтов с давностью намыва t > 1 г. значения (R) и (Rfi) следует учитывать при фактической глубине погружения свай согласно требованиям главы 10. Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах — от дна уровня болота. При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м. 3 Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести (IL) пылевато-глинистых грунтов, значения (R) и (Rfi) в таблицах 6.1 и 6.2 определяются интерполяцией.
4 Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, значения (R) для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении степени плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения (R) следует увеличить на 60 %, но не более чем до 20000 кПа.

Окончание таблицы 12

5 Значения расчетных сопротивлений (R) допускается использовать при условии, если заглубления свай в неразмы-ваемый и несрезаемый грунт составляют не менее: — 4, 0 м — для мостов и гидротехнических сооружений; — 2, 0 м — для зданий и прочих сооружений. 6 Значения расчетного сопротивления грунтов (R) под нижним концом забивных свай сечением 0, 15´ 0, 15 м и менее, используемых в качестве фундамента под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %. 7 Для супесей при числе пластичности Ip < 4 и коэффициенте пористости е < 0, 8 расчетные сопротивления грунтов (R) и (Rfi) следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

Таблица 13

Средняя глубина расположения слоя грунта, м	Расчетные сопротивления i-го слоя грунтов на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек (Rfi), кПа
песчаных грунтов средней плотности
гравелистых	крупных	средней крупности	мелких	пылеватых	—	—	—	—	—	—
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести (IL) равном
0, 0	0, 1	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9	1, 0
	60	55	45	40	30	12, 0	9, 0	6, 0	5, 0	4, 0	3, 0
	70 55	60 45	55 42	50 32	35 22	17, 0	13, 0	9, 0	7, 5	7, 0	5, 0
	80 60	65 52	60 48	55 38	40 28	21, 0	17, 0	11, 0	9, 0	7, 5	6, 0
	85 65	70 55	63 53	58 40	44 32	24, 0	19, 0	13, 0	10, 0	8, 0	6, 5
	90	75	68	61	47	26, 0	21, 0	15, 0	11, 0	8, 5	7, 0
	95	80	72	63	48	29, 0	23, 0	16, 0	12, 0	9, 0	7, 5
	100	85	75	65	49	32, 0	25, 0	17, 0	13, 0	9, 5	8, 0
	102	90	77	66	50	33, 0	26, 0	17, 5	13, 5	10, 0	8, 0
	104 72	92 74	78 66	67 49	51 38	34, 0	27, 0	18, 0	14, 0	10, 5	8, 0
	106	93	79	68	52	35, 0	28, 0	18, 5	14, 5	11, 0	8, 0
	110	95	80	69	54	36, 0	29, 0	19, 0	15, 0	11, 0	8, 0
	114	97	82	70	56	37, 0	30, 0	20, 5	15, 0	11, 0	8, 0
	117	99	85	72	58	38, 0	31, 0	21, 0	15, 0	11, 0	8, 0
	120	100	90	74	60	39, 0	32, 0	22, 0	15, 0	11, 0	8, 0
Примечания 1 При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи (Rfi) следует учитывать требования, изложенные в примечаниях 1, 2 и 3 к таблице 6.1. 2 При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай (Rfi) пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м. 3 Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай (Rfi) следует увеличивать на 30 % по сравнению со значениями, приведенными в данной таблице. 4 Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0, 5 и глин с коэффициентом пористости е < 0, 6 следует увеличивать на 15 % по сравнению со значениями, приведенными в данной таблице, при любых значениях показателя текучести.

Таблица 14

Способы погружения забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, и виды грунтов	Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай
под нижним концом (gcr)	на боковой поверхности (gcf)
1 Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными), паровоздушными и дизельными молотами 2 Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины с заглублением концов свай не менее, чем на 1 м ниже забоя скважины при ее диаметре: а) равном стороне квадратной сваи б) на 0, 05 м менее стороны квадратной сваи в) на 0, 15 м менее стороны квадратной или диаметра сваи круглого сечения (для опор линий электропередач) 3 Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем этапе погружения без применения подмыва на 1 м и более 4 Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты: а) песчаные средней плотности:	1, 0   1, 0 1, 0   1, 0   1, 0	1, 0   0, 5 0, 6   1, 0   0, 9
крупные и средней крупности мелкие пылеватые б) пылевато-глинистые с показателем текучести IL = 0, 5: супеси суглинки глины в) пылевато-глинистые с показателем текучести IL £ 0 5 Погружение молотами любой конструкции полых железобетонных свай с открытым нижним концом: а) при диаметре полости сваи 0, 4 м и менее б) то же, от 0, 4 до 0, 8 м 6 Погружение любым способом полых свай круглого сечения с закрытым нижним концом на глубину 10 м и более с последующим устройством в нижнем конце свай камуфлетного уширения в песчаных грунтах средней плотности и в пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести IL £ 0, 5 при диаметре уширения, равном: а) 1, 0 м в независимости от указанных видов грунтов б) 1, 5 м в песках и супесях в) 1, 5 м в суглинках и глинах 7 Погружение вдавливанием свай: а) в пески средней плотности крупные, средней крупности и мелкие б) в пески пылеватые в) в пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL £ 0, 5 г) то же, IL ³ 0, 5	1, 2 1, 1 1, 0   0, 9 0, 8 0, 7 1, 0     1, 0 0, 7   0, 9 0, 8 0, 7   1, 1 1, 1 1, 1 1, 0	1, 0 1, 0 1, 0   0, 9 0, 9 0, 9 1, 0     1, 0 1, 0   1, 0 1, 0 1, 0   1, 0 0, 8 1, 0 1, 0
Примечание — Коэффициенты (gcr) и (gcf)по позиции 4 для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести 0 < IL < 0, 5 определяются интерполяцией.

 

Расчетная схема к определению несущей способности сваи по грунту показана на рис.7

Окончательно, за несущую способность сваи F_d принимается наименьшее значение, полученное при расчете сваи по материалу и по грунту.

 

Рис. 7 Расчетная схема определения несущей способности сваи по грунту