3. Расчет несущей способности одиночной сваи

По условиям работы сваи в грунте сваи делятся на сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки передают нагрузку на практически несжимаемые породы (скальные и полускальные, сланцы, мергели, очень плотные грунты). Их вертикальные перемещения ничтожны, силы трения по боковой поверхности не развиваются и в расчете не учитываются. Несущая способность таких свай зависит от сопротивления грунтов, залегающих под нижним концом свай (F_d=R_s).

Рисунок6.10: Расчетная схема к определению несущей способности одиночной сваи

z_iглубина до середины слоя грунта, для которого определяется сопротивление на боковой поверхности; h_iтолщинаi-го слоя грунта;hполная глубина погружения сваи

Несущую способность F_d(кН) висячей забивной сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

(6.27)

где _с=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

R– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по Таблица 6 .20;

А– площадь опирания на грунт сваи, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;

u– наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i– расчетное сопротивлениеi-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяемое по Таблица 6 .21;

h_i– толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

_cRи_cf– коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения на расчетные сопротивления грунта, определяемые по Таблица 6 .22 и принимаемые независимо друг от друга.

Для того, чтобы воспользоваться предложенной формулой необходимо вычертить расчетную схему сваи на фоне геологического разреза (Рисунок 6 .10).

Грунтовую толщу в пределах сваи разбивают на элементарные однородные слои, мощность которых не должна превышать 2м. При этом на уровень грунтовых вод внимания не обращать, а растительный слой не учитывать. Рекомендуемая схема разбивки геологическогих слоев на элементарные: 2м+…+2м+остаток.

Таблица6.20

Расчетное сопротивление под нижним концом сваи

	Глуби-на погру-жения нижне-го конца сваи, м	Расчетное сопротивление под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погруженных без выемки грунта, R, кПа
		песчаных грунтов средней плотности
		граве-листых	круп-ных	сред-ней круп-ности	мелких	пылеватых
		пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
	3	7500	6000 4000	3000	3100 2000	2000 1200	1100	600
	4	8300	6800 5100	3800	3200 2500	2100 1600	1250	700
	5	8800	7000 6200	4000	3400 2800	2200 2000	1300	800
	7	9700	7300 6900	4300	3700 3300	2400 2200	1400	850
	10	10500	7700 7300	5000	4000 3500	2600 2400	1500	900
	15	11700	8200 7500	5600	4400 4000	2900	1650	1000
	20	12600	8500	6200	4800 4500	3200	1800	1100
	25	13400	9000	6800	5200	3500	1950	1200
	30	14200	9500	7400	5600	3800	2100	1300
	35	15000	10000	8000	6000	4100	2250	1400
См. примечания к Таблица 6 .22

Таблица6.21

Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай.

	Средняя глубина располо-жения слоя грунта ,м	Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi , кПа
		песчаных грунтов средней плотности
		круп-ных и средней круп-ности	мел-ких	пылеватых
		пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL, равном
		0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	1 2 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 35	35 42 48 53 56 58 62 65 72 79 86 93 100	23 30 35 38 40 42 44 46 51 56 61 66 70	15 21 25 27 29 31 33 34 38 41 44 47 50	12 17 20 22 24 25 26 27 28 30 32 34 36	8 12 14 16 17 18 19 19 20 20 20 21 22	4 7 8 9 10 10 10 10 11 12 12 12 13	4 5 7 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9	3 4 6 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8	2 4 5 5 6 6 6 6 6 6 6 7 7
См. примечания к Таблица 6 .22

Таблица6.22

Коэффициенты условий работы для расчета несущей способности забивных свай

Способы погружения забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта	Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай
	Под нижним концом сR	На боковой поверхности cf
1. Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными) паровоздушными и дизельными молотами	1,0	1,0
Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины cзаглублением концов свай не менее 1м ниже забоя скважины при ее диаметре: а) равной стороне квадратной сваи б) на 0,05м менее стороны квадратной сваи в) на 0,15м меньше стороны квадратной или диаметра круглой сваи	1,0 1,0 1,0	0,5 0,6 1,0
Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем метре погружения без применения подмыва	1,0	0,9
Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты: а) песчаные средней плотности: 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	1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 1,0	1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 1,0
Погружение вдавливанием сплошных свай: а) в пески средней плотности, крупные, средней крупности и мелкие б) в пески пылеватые в) пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL0 г) то же IL>0	1,1 1,1 1,1 1,0	1,0 0,8 1,0 1,0

Примечания:

1. В случаях, когда в Таблица 6 .20 значения Rуказаны дробные, числитель относится к пескам, а знаменатель – к глинам.

2. В Таблица 6 .20 и Таблица 6 .21 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 до 10м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3м выше уровня срезки или на 3м ниже уровня подсыпки.

3. Для промежуточных глубин погружения свай и свай-оболочек и промежуточных значений текучести I_Lпылевато-глинистых грунтов значенияRиf_iопределяются интерполяцией.

4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по материалам статического зондирования, значения по Таблица 6 .20 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличивать на 100%. При определении степени плотности грунта по материалам других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков по Таблица 6 .20 следует увеличить на 60%, но не более чем до 20МПа.

5. Значения расчетных сопротивлений Rпо Таблица 6 .20 допускается использовать при условии, если заглубление сваи в неразмываемый и несмываемый грунт составляет не менее 3м.

6. Значения расчетного сопротивления Rпод нижним концом забивных свай сечением 0,15х0,15м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается повышать на 20%.

7. Для забивных свай, опирающихся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L>0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.

8. При определении по Таблица 6 .21 расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай-оболочек и свай f_iпласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2м.

9. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай f_iследует увеличивать на 30% против значений, приведенных в Таблица 6 .21.

10. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости e<0,5 и глин с коэффициентом пористостиe<0,6 следует увеличивать на 15% против значений, приведенных в Таблица 6 .21 при любых значениях показателя текучести.