Файл: Симагин В.Г. Свайные фундаменты. Особенности проектирования и возведения.pdf

можно определить

А

Данный метод позволяет наиболее достоверно опре­ делять несущую способность свай, имеющих глубину заложения, отличную от принятой по проекту. В даль­ нейшем по методике, описанной выше, можно опреде­ лить несущую способность свай произвольной длины.

При наличии данных испытаний статическим загружением двух свай различной длины, но с одинаковым грунтом под остриями свай также составляется система двух уравнений:

Я, = K m [ R " F + a Y 1f%Ll)

Р> = Km (AR"F + и 2 /"р /,),

где А — отношение нормативных сопротивлении грунта более заглубленной сваи к менее заглубленной (по табл. 1 СНиП ІІ-Б.5—67*).

Решая относительно R 1и f"p, получим

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ГРУНТАХ С СИЛЬНОСЖИМАЕМОЙ ПРОСЛОЙКОЙ

Свайные фундаменты находят все более широкое применение в слабых грунтах (ленточных, плах, тор­ фах), залегающих с поверхности или в виде прослоек. Определение несущей способности сваи в таких грунтах имеет свои особенности, так как сильносжимаемые про-

слойки грунта могут со временем изменить характер распределения сил трения но боковой поверхности оваи.

При залегании с л а б ы х грунтов значительной мощ­

Определение несущей способности сваи 'расчетным мето­ дом ведется по значениям нормативного сопротивления

и средняя глубина расположения слоя грунта в таких случаях принимается от подошвы слабого грунта.

При расположении с л а б ы х п р о с л о е к грунта в пределах длины свай возникает необходимость оце­ нить возможность появления « о т р и ц а т е л ь н о г о т р е- н и я». Силами отрицательного трения называются силы, реализующиеся на боковой поверхности сваи при осад­ ке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз. Отрицательное трение по боковой поверхности сваи может возникнуть при работе оваи в составе соору­ жения вследствие:

1) подсыпки или намыва, выполняемых при повыше­ нии отметки территории строительства или в соответст­ вии с технологией производства работ, когда слабые грунты выходят на поверхность;

2) загружения поверхности грунта или пола длитель­ но действующей полезной нагрузкой (складирование материалов, установка оборудования и т. д.);

3) увеличения собственного веса грунта при искус­ ственном или естественном понижении уровня грунтовых вод;

4)влияния загружения соседних фундаментов или площадей за счет возведения рядом с сооружением на оваях сооружения на фундаментах мелкого заложения;

5)уплотнения слабых грунтов под влиянием дина­ мических воздействий;

6)продолжающегося процесса уплотнения недоста­ точно консолидированной толщи слабых грунтов.

Если слабые грунты находятся в пределах длины сваи в виде отдельных прослоек и в дальнейшем воз­ можна загрузка поверхности подсыпкой, то значения f„ принимаются по табл. 8.

50

Таблица 8

При отсутствии пригрузки поверхности степень рабо­ ты слоев грунта, расположенных выше прослойки, можно оценить по методике Б. И. Далматова и Ф. К. Лапшина, используя значения f H, перемещения острия сваи и величины перемещения, при котором полностью реализуются силы трения грунта по боковой поверх­ ности сваи.

При соблюдении условия 5Пр + Зсд-^ [5]

силы трения грунта, расположенного выше слабой про­ слойки по боковой поверхности сваи, учитываются пол­ ностью, а несущая способность сваи определяется обыч­ ным порядком. Здесь 5 пр — осадка слабой прослойки от напряжения, возникающего вследствие развития сил трения грунта по боковой поверхности сваи на участке

51

рифмическом масштабе. График S=f ( P) в таком слу­ чае изобразится в виде двух пересекающихся прямых, точка пересечения которых даст значение S C1.

В случаях, когда условие 5 пр + 5сд<[5] не выполня­ ется, трение в верхних слоях грунта, расположенных выше прослойки, будет проявляться не полностью, что учитывается понижающим коэффициентом К, равным

is______ SE0____

А0,92/нл + Sca£ 0-

Испытание сваи статическим загружением в слабых грунтах имеет свои особенности. Обычные относительно кратковременные статические испытания не позволяют судить о фактической несущей способности сваи, рабо­

и слабая прослойка, поддерживает сваю в результате трения, развивающегося по ее боковой поверхности, соз­ давая ложную картину повышенной несущей способ­ ности сваи. При работе сваи в составе сооружения, т. е. при длительном приложении нагрузки, боковая поверх­ ность сваи будет работать преимущественно на участ­ ке ниже слабой прослойки. Это объясняется тем, что сопротивление верхних слоев грунта по боковой поверх­ ности сваи вызывает появление вертикальных напряже­ ний в грунте вокруг сваи, под действием которых уплот­ няется слабая прослойка.

Уплотнение прослойки может привести к потере части трения в верхних слоях грунта по стволу сваи или даже к развитию отрицательного трения. Последнее приводит к дополнительной нагрузке свай и снижению их несущей способности.

В о - в т о р ы х , в большинстве случаев испытываемая свая находится в- окружении анкерных или соседних свай свайного поля, которые перераспределяют нагруз­ ку от испытуемой оваи в грунтовом массиве и уменьша­ ют ее осадку.

Особенности работы свай в сильноежимаемых грун­ тах приводят к необходимости определения несущей способности свай статическим загружением по с п е ц и ­ а л ь н о й ме т о д и к е , так как использование результа­ тов обычных испытаний свай 'может привести к ошиб­ кам в проектировании свайных фундаментов.

52

Условия испытания свай загружением должны быть максимально приближены к фактической работе сваи в составе сооружения. В грунтах со слабыми прослойка­ ми испытание свай необходимо проводить в обсадной трубе, погруженной бурением до кровли слабого грунта с тем, чтобы 'исключить влияние слоя грунта, располо­ женного выше прослойки.

Трение верхних слоев грунта по стволу сваи при необходимости можно определить при вращении или выдергивании обсадной трубы, а также испытанием коротких свай, погруженных до кровли слабого грунта.

Рассмотренные особенности работы свай в слабых грунтах приводят к необходимости более тщательного изучения условий взаимодействия свай с окружающим грунтом с целью дальнейшего совершенствования мето­ дов испытаний, максимального приближения их к ре­ альным условиям работы свайных фундаментов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Под проектированием свайных фундаментов понима­ ется разработка целого комплекса вопросов на основа­ нии исходных данных, включающих: а) сведения о со­ оружении; б) материалы инженерно-геологических изысканий; в) данные о расчетных нагрузках и схемы передач нагрузок на фундаменты; г) опыт строительства в сходных условиях; д) последовательность устройства фундаментов под оборудования.

Запроектированные сваи должны н а д е ж н о с о ­

пр о т и в л я т ь с я :

1)разрушению от ударов при забивке;

2)разрушению под приложенной нагрузкой;

3)напряжениям при всевозможных операциях с ни­ ми на строительной площадке, при транспортировке;

4)горизонтальным и внецентренным нагрузкам,

вызывающим изгиб;

5)растяжению от выпучивания грунта или выталки­ вании при забивке соседних свай;

6)потере устойчивости в верхней части, не окружен­ ной грунтом и находящейся в воздухе или очень слабом грунте;

53

7) сваи должны иметь достаточную боковую поверх ность и площадь поперечного сечения по острию, чтобы передать нагрузку на несущие пласты грунта в случае висячих свай (сваи трения) и достаточную площадь по острию в случае работы их как стоек.

Расчет свайных фундаментов проводится в следую­ щей п о с л е д о в а т е л ь н о с т и :

1.Подсчитываются нагрузки, действующие на свай­ ный фундамент.

2.Оцениваются всесторонне грунтовые условия.

3.Назначается тип, размеры и длина сван, глубина заложения ростверка.

4.Определяется несущая способность сваи, количе­

ство свай в фундаменте.

5.Рассчитывается ростверк, проверяется фактиче­ ское загружение каждой сваи.

6.Проводится расчет по деформациям.

На основании этих расчетов составляется проект

геологического разреза; г) конструкцию свайных фундаментов с необходи­

мыми деталями, экспликацию свай и т. п.; д) пояснительную записку к проекту с обоснованием

вариантов.

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

При проектировании зданий и сооружений, начиная с выбора их рационального размещения и кончая выбо­ ром типа и конструкции фундаментов, важную роль играют данные инженерно-геологических изысканий. От правильной оценки грунтовых условий площадки зави­ сит величина деформации зданий и сооружений, срок их службы и стоимость проектирования.

В настоящее время возрастает сложность объектов, кроме того, территории, ранее считавшиеся непригодны­ ми, застраиваются зданиями, чувствительными к нерав­ номерным осадкам. Все это обусловливает необходи­

54