Несущая способность сваи по материалу

Обновлено: 10.01.2025

Несущая способность свай

Несущая способность свай - это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Оглавление:

Существует два типа несущей способности свай - по материалу изготовления и по грунту. Данные о несущей способности конструкции исходя из ее материала могут быть получены при проведении теоретических расчетов, тогда как определение несущей способности сваи по грунту требует проведения практических исследований на месте строительства.

Методы определения несущей способности сваи

При проектировании свайных фундаментов используются четыре метода определения несущей способности свайных конструкций:

Совет эксперта! данный метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Расчет несущей способности выполняется по формуле: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)

• Yc - совокупный коэфф. условий работы;
• Ycr - коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
• R - сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
• А - диаметр опорной подошвы;
• U - периметр сечения свайного столба;
• Ycri - коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
• fi - сопротивление почвы по боковым стенкам;
• li - длина боковых поверхностей.

Практический способ реализуемый в полевых условиях. После отдыха сваи (спустя 2-3 дня после забивки столба), на конструкцию с помощью ступенчатого домкрата передается статическая нагрузка.
Посредством специального прибора - прогибометра, определяется величина усадки сваи и производятся необходимые расчеты. Данный метод считается одним из наиболее точных.

Рис 1.1: Определение несущей способности сваи методом пробных статистических нагрузок

Исследования проводятся на уже погруженных сваях по истечению периода отдыха столбов. На конструкцию посредством дизель молота передается ударная нагрузка (до 10 ударов). После каждого удара прогибометром определяется степень усадки сваи. Данный способ реализуется в комплексе со статическим методом.

Рис 1.2: Прогибометр - прибор для измерения усадки сваи

• Метод зондирования.

Для реализации метода зондирования свая снабжается специальным датчиками, после чего выполняется ее погружение на проектную глубину посредством ударной нагрузки (динамическое зондирование) либо вибропогружателями (статическое зондирование).

Датчики определяют сопротивление грунта боковой и нижней стенки свайного столба, по которой рассчитывают несущую способность конструкции в конкретном типе почвы.

Рис. 1.3: Схема метода зондирования свай

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы - один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований.

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях - тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

• Тип почвы;
• Насыщенность влагой;
• Плотность.

Совет эксперта! Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания - для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1: Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Несущая способность свай СНИП

Важно! Исследования и расчеты направленные на определение несущих характеристик свай необходимо выполнять согласно требований СНиП № 2.02.03-85 "Свайные фундаменты".

Несущая способность буронабивной сваи

Буронабивные сваи - конструкции, обладающие наибольшими несущими характеристиками среди всех видов свай.

Это сваи, сформированные в результате заполнения бетоном предварительно пробуренной скважины, они укреплены арматурным каркасом и, как правило, обладают уширенной опорной пятой, которая способствует равномерному распределению оказываемой на почву нагрузки.

Рис. 1.4: Этапы создания буронабивных свай

Расчет несущих свойств буронабивных свай выполняется по формуле: Fdu = R×A+u×∫ ycf ×Fi×Hi, в которой:

• R - нормативное сопротивление почвы под опорной пятой сваи;
• А - площадь опорной пяты;
• u - периметр сечения свайного столба;
• Ycf - коэфф. условий работы грунта на боковой стенке столба (=1);
• Fi - среднее сопротивление боковой поверхности опорной пяты;
• Hi - толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба.
• R, Fi и Hi - это нормативные данные, которые вы можете взять из нижеприведенных таблиц.

Таблица 1.2: Расчетные сопротивления на боковых стенка свай (Fi)

Таблица 1.3: Расчетная толщина слоев почвы контактирующей с боковыми стенками сваи (Hi)

Таблица 1.4: Сопротивление разных типов грунтов под опорной подошвой сваи (R)

Увидеть усредненные показатели несущих характеристик буронабивных свай вы можете в нижеприведенной таблице.

Таблица 1.5: Несущая способность буронабивных свай

Указания по расчету свайных фундаментов

Расчет сван по прочности материала

При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в фунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁ определяемом по формуле:

Определение несущей способности сваи по материалу
Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м по материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод. Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12 A400.
Решение:
Площадь сечения сваи нетто:
A_b = πd 2 /4 = 3,14 * 0,22 2 /4 = 0,0314 м 2 .
Площадь сечения 4d12 A400: A_g = 452 мм 2 = 452 * 10 -6 м 2 .
Расчетное сопротивление бетона сжатию: R_b = 11,5 МПа.
Расчетное сопротивление арматуры А400 сжатию:
R_gc = 355 МПа.
Коэффициент условии работы бетона: ϒ_b3 = 0,85.
Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных работ: ϒ_cb = 1,0.
Расчетная нагрузка, допускаемая на .железобетонную сваю но материалу:

N = 0,85* 1,0 * 11,5 * 0,0314 + 355 * 452 * 10 -6 = 0,467 МПа = 467 кН.

Расчет свай по несущей способности грунта

Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:

При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности ио нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяется интерполяцией.
Расчетную нагрузку на сваю N, кН. следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле:

Рис. 1. Схема для определении нагрузки на сваю

Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

Пример 2.

Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте

Необходимо определить нагрузки, приходящиеся на сваи (см. рис.2). Количество свай в фундаменте n = 6. Нагрузки, действующие на фундамент:

Какой методикой СП 24 расчёта свай на прочность по материалу пользоваться ?

Прошу разъяснить несколько моментов касательно расчёта свай.
СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты" разрешает считать сваи на прочность по материалу свай по двум методикам, если правильно понял.

Первый способ
7.1.8 При расчете свай всех видов по прочности материала сваю допускается рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии L1.

Второй способ
Приложение В (рекомендуемое). Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

Даже по картинкам это разные расчётные схемы.
СП не разъясняет какой именно методикой обязательно пользоваться при расчёте свай и от чего это зависит.

1) Прошу подсказать какой именно методикой пользоваться при расчёте свай. Или от чего это зависит ?
Или эти методики дополняют друг друга и всегда надо пользоваться обоими ?

2) Много раз видел что люди назначают в моделях МКЭ разные длины пеньков из-под свай. Кто-то берёт 100 мм и считает руками, кто-то 1 м, кто-то 1,5 м.
Чем руководствуются короткопенёчники мне ясно. А как назначают длины пеньков в SCAD длинопенёчники ?
Ведь по расчётам по п. 7.1.8. длина пеньков у меня лично всегда получается за 3 м, а длиннее 1,5 м пеньков я ещё не видел.

3) Пожалуйста, порекомендуйте почитать классику жанра по сваям.

__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен Последний раз редактировалось Tyhig, 11.02.2019 в 10:58 . 1) Прошу подсказать какой именно методикой пользоваться при расчёте свай. Или от чего это зависит ?
Или эти методики дополняют друг друга и всегда надо пользоваться обоими ? Из руководства А как назначают длины пеньков в SCAD длинопенёчники ? Длинные пеньки (с длиной по 7.1.8) в общей расчетной схеме назначать - ошибочно, поскольку они некорректно отражают работу самой сваи. Собственно, 7.1.8 адаптирован под ручной расчет прочности сваи, что есть хорошо. Но если ты определил усилия каким-либо другим способом - то СП 24 этому не препятствует.
Короткие пеньки этого недостатка лишены, поскольку предполагают что мы знаем поведение сваи и спец.элемент в "пятке" пенька полностью это поведение отражает. Вообще с появлением возможности посмотреть усилия в одноузловых спецэлементах необходимость в коротких пеньках отпала, это "костыль" из СКАДа 11 Tyhig/
1/ Выполняете расчеты по приложению В, для расчета материала сваи вам нужно из этого расчета значения внутренних усилий М, Q и N.
2/ Открываете, скажем для ЖБ, Пособие к СП 52-101-2003 п.п.3.53 - 3.55 и увеличиваете момент М, при этом расчетной схемой для определения Lo у вас будет схема п. 7.1.8 СП 24. Вообще с появлением возможности посмотреть усилия в одноузловых спецэлементах необходимость в коротких пеньках отпала, это "костыль" из СКАДа 11 А при жестком защемлении сваи в ростверк, как "одноузловые" применять будете? А при жестком защемлении сваи в ростверк, как "одноузловые" применять будете? А чем пеньки L=1м вас спасут? Тем, что там будет адский скачок моментов в "голове" сваи и по прочности понадобятся d=900?

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

То есть правильно ли я понял алгоритм действий ?

1) Предварительно считаем нагрузку на сваю и осадку свай и составе куста или одиночной (смотря что в реальности).
2) Делим Нормативную длительную нагрузку / "нормативную" осадку сваи (от длительной нормативной нагрузки с учётом всех коэффициентов этажности и площади по СП 20) = жёсткость по оси Z низа пенька сваи в кН/м.
2) Создаём модель с моделированием ростверков и свай короткими пеньками 100-200 мм. Каркас стоит на жёсткости по Z, а сбоку назначаются любые стартовые горизонтальные жёсткости спецэлемента для первой итерации. Допустим горизонтальные 200 кН/м.
3) Из модели получаем усилия в пеньках по верху пеньков (или узлах спецэлементов) - N, My, Mx, Qy, Qx, Т.
4) Из п. 7.1.8. СП 24 получаем L1
5) Разбиваем грунты и ИГЭ на слои около 0,5 м. По каждому слою из приложения В СП 24 получаем Кi кН/м4 и Сi кН/м3.
6) Сi кН/м3 это коэффициент постели грунта на боковой поверхности сваи.
То есть Сi * площадь места контакта слоя 0,5 м и сваи шириной допустим 0,4 м = жёсткость в точке. То есть Сi*0,5*0,4=0.2*Ci - это жёсткость каждого слоя в точке.
7) Берём самую нагруженную сваю и моделируем отдельно от ростверка заменяя его нагрузками на сваю.
Сваю моделируем заделанной в грунт на длину L1+L0 (если высокий ростверк), снизу спец элемент с жёсткостью по Z, по бокам каждые 0,5 м упругие спецэлементы с жёсткостью по х, у.
8) Верхние сколько-то метров толщины грунта не учитываем в расчёте ? Сколько и где это написано ?
9) По итогам расчёта отдельной сваи получаем её армирование и перемещение верха сваи.
10) Горизонтальная нагрузка / перемещение = новая горизонтальная жёсткость
11) Вторая итерация, - пересчёт всего здания + то же самое с рассчитанной новой горизонтальной жёсткостью пеньков свай.
12) После 2-3 итераций жёсткости сходятся.
13) Итого в итоге -
Сваю считаем на прочность по материалу отдельно от схемы по последним нагрузкам.
Схему считаем по последним жёсткостям пеньков.

14) Для плитных ростверков, видимо, надо выделять хотя бы 2 типа свай - средние и крайние. И считать их отдельно. Так ли это ?

Тогда остаются вопросы.
При применении коротких пеньков, если назначать пенькам просто жёсткость на перемещение по х и у то потеряется поворот головы сваи от нагрузки. Как тут быть ?
Моделировать в пеньках схемы ещё и жёсткость вращения по осям х и у ? Как её найти ?
Но и в таком случае не вижу связи между моментами в коротких пеньках и моментами в реальной конструкции в головах свай.
Как тут быть ?

Интуитивно кажется более верной методика с моделированием всей сваи целиком (все 4 м пенька) в расчётной схеме. Почему так нельзя ?
Зачем их считать отдельно ?

Пример 2.3. Определение несущей способности сваи по материалу

Определить несущую способность буронабивной сваи диаметром d = 0,2 м но материалу. Свая выполняется в глинистом грунте без крепления стенок и отсутствии грунтовых вод.

Материал сваи: бетон В20. Свая армирована 4 стержнями d12A400.

Решение

Площадь сечения сваи нетто:

A_b = πd 2 /4 = 3.14 * 0,2 2 /4 = 0,0314 м 2 .

Площадь сечения 4d12А400: А, = 452 мм 2 = 452 *10 -6 м 2 .

Расчетное сопротивление бетона сжатию R_b =11,5 МПа.

Расчетное сопротивление арматуры A400 сжатию R _sc = 355 МПа.

Коэффициент условий работы бетона ϒ_b3= 0,85.

Коэффициент, учитывающий влияние способа производства свайных ра­бот ϒ_сb = 1,0.

Расчетная нагрузка, допускаемая на железобетонную сваю по материалу:

Необходимое количество испытуемых свай

Таблица носит рекомендательный характер.
Так же нет чёткого определения что такое эталонная свая (если кто знает определение просьба поделиться).

В соответствии со СНиП 2.02.03-85 п. 5.2 не менее 6 шт. на всё здание, т.е. можно сделать вывод что даже при разных длинах свай (например 5, 6, 7, 8м) достаточно 6 испытаний?

Украина, Львов Так же нет чёткого определения что такое эталонная свая (если кто знает определение просьба поделиться)

В действующем в Украине ДСТУ Б В.2.1-1-95 (ГОСТ 5686-94) есть определение эталонной сваи (раздел 3), а также - конструкция (чертеж) эталонной сваи в Приложении В.

В соответствии со СНиП 2.02.03-85 п. 5.2 не менее 6 шт. на всё здание, т.е. можно сделать вывод что даже при разных длинах свай (например 5, 6, 7, 8м) достаточно 6 испытаний? Не более 1% от общего числа свай, но не менее 6 шт. - вышеупомянутый ГОСТ, Приложение А, в примечаниях к п.3. __________________
Ставки сделаны, господа. Подскажите пожалуйста нужно ли испытывать буронабивную сваю динамической нагрузкой, если испытания проводятся натурными сваями Подскажите пожалуйста нужно ли испытывать буронабивную сваю динамической нагрузкой, если испытания проводятся натурными сваями В соответствии с ГОСТ 5686 п. 8.1 и 8.5.1 описаны статические испытания. Про динамику буронабивных свай ничего в ГОСТ 5686 нет. буронабивную сваю динамической нагрузко А разве буронабивные бьют? Они же даже в бабку копра не влезут? Голову им что ли квадратную формовать? Северо-Запад А разве буронабивные бьют? Они же даже в бабку копра не влезут? Голову им что ли квадратную формовать? kruz спасибо, такого изврата я еще не видел! Так и хочется спросить - И это все для зданий нормального и пониженного уровня ответственности? Мне кажется статика выйдет дешевле.
А серьезно - за инфу спасибо, буду знать. Северо-Запад Так и хочется спросить - И это все для зданий нормального и пониженного уровня ответственности? Мне кажется статика выйдет дешевле. По Москве бегают несколько фирм и стучат для II и для I.
Цена. вот когда посчитаете деньги на анкерные сваи и балки под нагрузку даже 800 тонн, сразу впадете в задумчивость. А когда 1000-1500 тонн.
Ну а если 3500-5000 тонн, то тут уж без statnamic не обойтись

Испытание свай - это подготовительный период?

__________________
-Сэр, мы окружены.
-Это великолепно. Теперь мы можем атаковать в любом направлении. Родом из солнечной системы

Подскажите в госте 5686-2012 говорится о проведении испытаний ( статика динамика горизонтальные и выдергивающие нагрузки )
указаны проценты и минимальное количество свай.
причем не говорится что каждый вид испытаний должен проводиться для каждого типа свай.
следовательно имея на объекте 1000 свай, из которых часть забиваемые, другая часть составные и еще до кучи буронабивные, я должен испытать всего 10 свай 1% или вообще 6 на динамику 2 на статику ну и 3 дернуть или двинуть.

И еще вопрос- госте говорится о объекте строительства. что можно подразумевать под объектом. допустим возводится завод. там есть этажерки, оборудование, здание и т.д.
под каждый вид сооружения используется свой вид свай. из за площади объекта и геология разная.
можно ли рассматривать завод как объект строительства? если нет, то как классифицировать объект на большом объекте строительства с различными видами сооружений.
Помогите советом.

__________________
В кривых руках и калькулятор зависает! Подскажите в госте 5686-2012 говорится о проведении испытаний ( статика динамика горизонтальные и выдергивающие нагрузки )
указаны проценты и минимальное количество свай.
причем не говорится что каждый вид испытаний должен проводиться для каждого типа свай.
следовательно имея на объекте 1000 свай, из которых часть забиваемые, другая часть составные и еще до кучи буронабивные, я должен испытать всего 10 свай 1% или вообще 6 на динамику 2 на статику ну и 3 дернуть или двинуть.

ГОСТ 5686-2012
Приложение А (обязательное)
А.3 1 Число испытуемых свай при строительстве должно составлять:

- при испытании свай динамической нагрузкой - до 1% общего числа свай на данном объекте, но не менее 6 шт.;

- при испытании свай статической вдавливающей нагрузкой - до 0,5% общего числа свай на данном объекте, но не менее 2 шт., за исключением специально обоснованных случаев;

- при испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой - не менее 2%, но не менее 3 шт.
Везде указывается, что не менее скольки-то штук.

СП 50-102-2003 Приложение В (рекомендуемое)
В.3 Определение объемов изысканий для свайных фундаментов в зависимости от уровня ответственности объектов и категорий сложности грунтовых условий рекомендуется проводить с использованием приведенной ниже таблицы В.1.
В таблице есть данные в соответствии с уровнем ответственности здания, категорией сложности грунтовых условий и видом изысканий.

СНиП 2.02.03-85
5.4. В случае, если число свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле (16) следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний.
В случае, если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, нормативное значение предельного сопротивления сваи следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай, полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиями ГОСТ 20522-75* применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями п.5.5 при вдавливающих, п.5.6 - при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и п.5.7 - при динамических испытаниях.

Несущая способность свай

Несущая способность свай - это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Оглавление:

Существует два типа несущей способности свай - по материалу изготовления и по грунту. Данные о несущей способности конструкции исходя из ее материала могут быть получены при проведении теоретических расчетов, тогда как определение несущей способности сваи по грунту требует проведения практических исследований на месте строительства.

Методы определения несущей способности сваи

При проектировании свайных фундаментов используются четыре метода определения несущей способности свайных конструкций:

• Способ теоретического расчета;

Совет эксперта! данный метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Расчет несущей способности выполняется по формуле: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)

• Yc - совокупный коэфф. условий работы;
• Ycr - коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
• R - сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
• А - диаметр опорной подошвы;
• U - периметр сечения свайного столба;
• Ycri - коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
• fi - сопротивление почвы по боковым стенкам;
• li - длина боковых поверхностей.

Практический способ реализуемый в полевых условиях. После отдыха сваи (спустя 2-3 дня после забивки столба), на конструкцию с помощью ступенчатого домкрата передается статическая нагрузка.
Посредством специального прибора - прогибометра, определяется величина усадки сваи и производятся необходимые расчеты. Данный метод считается одним из наиболее точных.
Рис 1.1: Определение несущей способности сваи методом пробных статистических нагрузок

Исследования проводятся на уже погруженных сваях по истечению периода отдыха столбов. На конструкцию посредством дизель молота передается ударная нагрузка (до 10 ударов). После каждого удара прогибометром определяется степень усадки сваи. Данный способ реализуется в комплексе со статическим методом.

Рис 1.2: Прогибометр - прибор для измерения усадки сваи

• Метод зондирования.

Для реализации метода зондирования свая снабжается специальным датчиками, после чего выполняется ее погружение на проектную глубину посредством ударной нагрузки (динамическое зондирование) либо вибропогружателями (статическое зондирование).

Датчики определяют сопротивление грунта боковой и нижней стенки свайного столба, по которой рассчитывают несущую способность конструкции в конкретном типе почвы.

Рис. 1.3: Схема метода зондирования свай

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы - один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований.

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях - тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

• Тип почвы;
• Насыщенность влагой;
• Плотность.

Совет эксперта! Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания - для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1: Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Несущая способность свай СНИП

Важно! Исследования и расчеты направленные на определение несущих характеристик свай необходимо выполнять согласно требований СНиП № 2.02.03-85 "Свайные фундаменты".

Несущая способность буронабивной сваи

Буронабивные сваи - конструкции, обладающие наибольшими несущими характеристиками среди всех видов свай.

Это сваи, сформированные в результате заполнения бетоном предварительно пробуренной скважины, они укреплены арматурным каркасом и, как правило, обладают уширенной опорной пятой, которая способствует равномерному распределению оказываемой на почву нагрузки.

Рис. 1.4: Этапы создания буронабивных свай

Расчет несущих свойств буронабивных свай выполняется по формуле: Fdu = R×A+u×∫ ycf ×Fi×Hi, в которой:

• R - нормативное сопротивление почвы под опорной пятой сваи;
• А - площадь опорной пяты;
• u - периметр сечения свайного столба;
• Ycf - коэфф. условий работы грунта на боковой стенке столба (=1);
• Fi - среднее сопротивление боковой поверхности опорной пяты;
• Hi - толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба.
• R, Fi и Hi - это нормативные данные, которые вы можете взять из нижеприведенных таблиц.

Таблица 1.2: Расчетные сопротивления на боковых стенка свай (Fi)

Таблица 1.3: Расчетная толщина слоев почвы контактирующей с боковыми стенками сваи (Hi)

Таблица 1.4: Сопротивление разных типов грунтов под опорной подошвой сваи (R)

Увидеть усредненные показатели несущих характеристик буронабивных свай вы можете в нижеприведенной таблице.

Таблица 1.5: Несущая способность буронабивных свай

Несущая способность забивной ЖБ сваи

Фактические несущие характеристики забивных ЖБ конструкций (Fd) рассчитывается как совокупность сопротивления почвы под нижней частью свайного столба (Fdf) и сопротивления по отношению к ее боковым стенкам (Fdr).

Формула расчета следующая: Fd=Ycr ×(Fdf+Fdr), где:

Fdf = u * ∑Ycf * Fi * Hi

• u - внешний периметр сечения ЖБ столба;
• Ycr - коэф. условий работы столба в почве (=1);
• Fi - сопротивление слоев почвы на боковой стенке сваи;
• Hi - общая толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба
• Fdr = Ycr * R * A
• R - нормативное сопротивление почвы под нижним концом сваи;
• А - площадь опорной подошвы.

Несущие характеристики забивных железобетонных свай вы можете посмотреть в таблице

Таблица 1.6: Несущие характеристики забивных ЖБ свай

Несущая способность винтовой сваи

Винтовые сваи - наиболее распространенный тип в свай в частном строительстве. Монтаж винтовых свай выполняется в кратчайшие сроки, а их несущих характеристик с запасом хватает для обустройства надежного фундамента под строительство 1-2 этажного дома из легких материалов.

Рис 1.5: Виды винтовых свай

Формула расчета несущей способности винтовой сваи: Fd=Yc*((a1с1+a2y1h1)A+u*fi(h-d))

Yc - коэф. условий работы столба в почве;
a1 и a2- нормативные коэфф. из таблицы:

Таблица 1.7: Нормативные коэффициенты угла внутреннего трения грунта

• с1 - коэфф. линейности почвы (для песчаных грунтов) либо значение удельного сцепления (для глинистых);
• y1 - удельный вес почвы расположенной выше лопастей сваи;
• h1 - глубина расположения сваи;
• А - диаметр винтовых лопастей за вычетом диаметра столба сваи;
• fi - сопротивление почвы по боковым стенкам сваи;
• u - периметр свайного столба;
• h - общая длина ствола сваи;
• d - диаметр опорных лопастей.

Предлагаем вашему вниманию характеристики несущих способностей наиболее распространенных в строительстве типоразмеров винтовых свай.

Таблица 1.8: Несущая способность винтовых свай диаметром 76 мм.

Таблица 1.9: Несущая способность винтовых свай диаметром 89 мм.

Как улучшить несущую способность сваи

Среди технологий увеличения несущей способности свайных оснований существуют как универсальные способы, применимые к свай любого типа, так и индивидуальные методы, которые реализуются отдельно для забивных и винтовых конструкций.

Инъектирование грунта

Это максимально эффективный метод увеличение несущих характеристик любых свай расположенных в дисперсных грунтах с невысокой плотностью.

Инъекции в грунт песчано-цементного раствора выполняются в пространство между сваями на глубину в 1-2 метра ниже крайней точки свайного столба.

Для подачи раствора используются специальные строительные инъекторы, при этом раствор нагнетается под постоянно возрастающим давлением (от 2 до 10 атмосфер) в результате чего в грунте создаются полости радиусом до 2 метров.

Рис 1.6: Усиление несущей способности свайного фундамента инъектированием (1 - бетон, 2 - сваи)

Сетка инъекций рассчитывается так, чтобы расположенные по периметру свайного основания бетонные полости примыкали друг к другу.

Совет эксперта! После отвердевания бетона в грунте наблюдается серьезное повышение несущей способности почвы (при качественно реализованной технологии - двукратное).

Увеличение диаметра опорной подошвы сваи

Пята сваи - основная опорная точка заглубленного в грунт столба. При обустройстве свайных фундаментов в грунтах с низкой несущей способностью рационально использовать сваи с уширенной опорной подошвой, так как с увеличением ее диаметра значительно несущие характеристики конструкции.

При обустройстве оснований на сваях винтового типа с этим проблем не возникает, поскольку механизированный способ погружения позволяет завинчивать металлические сваи с достаточно большим диаметром лопастей, тогда как забивные ЖБ сваи с уширением погрузить невозможно ни ударным ни вибрационным методом из-за высокого сопротивления грунта.

Совет эксперта! Для создания опорного уширения забивных ЖБ свай используется два метода - обустройство камуфлетных свай и бурение лидерных скважин буром-расширителем.

Рис 1.7: Схема создания камуфлетных буронабивных свай

Камуфлетные буронабивные сваи - конструкции, уширение в нижней части которых создано посредством взрыва детонирующего вещества внутри лидерной скважины. После камуфлетирования полученное уширение заполняется бетонным раствором и в скважину погружается ЖБ свая.

Наши услуги

Мы, строительная компания "Богатырь", базируемся на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

1.3 Расчет и проектирование свайных фундаментов.

За условную отметку 0,000 м принята отметка чистого пола 1-го этажа здания, что соответствует +4,550 м в Балтийской системе высот. Отметка планировки -1,250 м (+3,300 м). Относительная отметка пола цокольного этажа -2,500 м (абс. отм. +2,050 м). В соответствии с нормами проектирования принимаем отметку верха ростверка Н в _р= - 2,500 м (абс. отм. +2,050 м). Высоту ростверка принимаем равной 0,6 м. Тогда, отметка низа ростверка Н в _р= - 2,500 м (абс. отм. +1,450 м).

Определение глубины погружения и длины связи:

Для расчетов принимаем буровую сваю БСИ 0,6-22,4 длиной 22,4 м, диаметром 600 мм, выполняемой при помощи обсадной трубы. Принимаем отметку нижнего конца сваи минус 20,820 м.

Глубина погружения сваи в несущий слой составит 1,0 м.

Определение несущей способности сваи по материалу:

γ_c =0,8 – коэффициент условий работы сваи

γ_cb=0,85 - коэффициент условий работы бетона

R_b=11,5 МПа - расчетное сопротивление сжатию бетона (бетон класса В20)

R_sc=355 МПа – расчетное сопротивление сжатию стального сердечника (арматура класса А-III);

A_b= – A_s = – 6,79 · 10 -4 = 0,2821 м 2 площадь бетона;

A_s= 6,79 · 10 -4 м 2 – площадь стального сердечника (6 стержней Ø12 А-III).

=0,8 · (0,85 · 11,5 · 0,2821 + 355 · 0,000679) =

=0,8 · (2,76 + 0,24) = 2400 кН.

Таким образом, несущая способность сваи по материалу F_M=2400кН.

Определение несущей способности сваи по грунту:

F_d = γ_c · (γ_cb · R · A + u ·_cf · f_i · h_i), где:

γ_c =1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

γ_cR=0,85 - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи;

γ_cf- коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи;

Расчет буровых свай по сп 50-102-2003.

R=1013 кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа;

u=π·d=3,14·0,6=1,884 м – средний наружный периметр поперечного сечения сваи;

A= = = 0,2826 м 2 площадь поперечного сечения сваи, опирающегося на грунт;

h_i – толщина i-го слоя грунта, примыкающего к боковой поверхности сваи, м.

Расчетная допускаемая нагрузка на сваю составит 84т.

Определение шага свай:

Определяем минимальный шаг забивки (при максимальной расчетной нагрузке на 1 м длины фундамента):

ɭ_p = = = 1,4 м

- расчетная нагрузка на сваю, кН;

- расчетная нагрузка на 1 м длины фундамента, кН/пог.м.

3.3 Определение несущей способности сваи

Несущую способность сваи (расчетное сопротивление сваи) определяют по материалу сваи и по грунту висячей сваи.

3.3.1 Определение несущей способности сваи по материалу

Расчетное сопротивление (несущая способность) сваи по материалу определяется по следующей формуле:

, (3.1)

где - ко­эффициент условий работы ( = 0,9 при размере поперечного сечения свай < 20 см и = 1 при ≥ 20 см), принимаем =1;

- коэффициент, учитывающий особенности загружения (для свай, полностью на­ходящихся в грунте, = 1);

- расчетное сопротивление бе­тона при осевом сжатии (табл. 19), =11500 кПа;

Определение несущей способности сваи по грунту

Несущую способность сваи по грунту (рис. 3.2) находят как сумму сопротивлений, оказываемых грунтами основания под нижним концом сваи и по ее боковой поверхности:

,

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по табл. 22, = 3700 кПа ();

- площадь опирания на грунт сваи, ;

- наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, ;

- расчетное сопротивление - ого слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 23,;

- толщина - ого слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, ;

- коэффициенты условий работы грунта соответственно под

нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи, принимаемые по табл. 24, .

Для промежуточных глубин или характеристик грунтов зна­чения расчетного сопротивления грунта под нижним концом сваи и по боковой поверхности конца сваи определяют по интер­поляции. При определении и по табл. 22 и 23 пласты грунтов следует разбить на элементарные слои (однородные) толщиной не более 2 м. Средняя глубина расположения слоя

грунта равна глубине заложения точки от поверхности грунта.

Определив несущую способность сваи по материалу и грун­ту, выбирают наименьшее значение и используют его в дальней­ших расчетах (.

Рис. 3.2 - Расчетная схема для расчета висячей сваи по несущей способности

Глубина погруже­ния нижнего конца сваи, м

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай и свай-оболочек,

погружаемых без выемки грунта , кПа (тс/м )

песчаных грунтов средней плотности

пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести , равном

Читайте также:

  
• Пенопласт под дерево своими руками
  
• Цемент характеристики и свойства
  
• В каком разделе проекта кирпичная кладка
  
• Приспособление для испытания на изгиб кирпича пик
  
• Поликарбонат монолитный 10мм обрезки