Методические указания по расчетам оснований инженерных сооружений (стр. 20 )

б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III (ГОСТ 5686) - по формуле

Fu = γcRRspA + γcffspuh, (4.15)

где γcR - коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый по табл. 4.6 в зависимости, от предельного сопротивления грунта под нижним концом эталонной сваи Rsp;Rsp - предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа; А - площадь поперечного сечения натурной сваи, м2; γcf - коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи, принимаемый по табл. 4.6 в зависимости от fsp;fsp - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи, кПа; h - глубина погружения натурной сваи, м; и - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования Fu, кН, следует определять по формуле

Fu = RsA + f h u, (4.16)

где Rs - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа; f - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа; h - глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м; и - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи Rs, кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

Rs = β1 qs, (4.17)

где β1 - коэффициент перехода от qs к Rs, принимаемый по табл. 4.7 независимо от типа зонда по ГОСТ 19912; qs - среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Таблица 4.6

Значения коэффициентов условий работы натурной сваи

Rsp, кПа	Коэффициент γcR в зависимости от Rsp	fsp,fps.i, кПа	Коэффициент γcf зависимости от fsp для эталонных свай типов II и III	Коэффициент γcf зависимости от fps.i для сваи-зонда
для эталонных свай типа II	для эталонных свай типа III
при песках	при глинистых грунтах
≤ 2000	1,15	1,40	≤ 20	2,00	1,20	0,90
3000	1,05	1,20	30	1,65	0,95	0,85
4000	1,00	0,90	40	1,40	0,80	0,80
5000	0,90	0,80	50	1,20	0,70	0,75
6000	0,80	0,75	60	1,05	0,65	0,70
7000	0,75	0,70	80	0,80	0,55	-
10000	0,65	0,60	≥ 120	0,50	0,40	-
≥ 13000	0,60	0,55	-	-	-	-
В случае если по боковой поверхности сваи залегают пески и глинистые грунты, коэффициент γcf определяют по формуле , где Σh’i, Σh’’i - суммарная толщина слоев соответственно песков и глинистых грунтов;γ’cf, γ’’cf - коэффициенты условий работы эталонных свай соответственно в песках и глинистых грунтах.

 

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I - по формуле f = β2fs; (4.18)

б) при применении зондов типа II или III - по формуле , где β2, βi - коэффициенты, принимаемые по табл. 4.7; fs - среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое; fsi - среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа; hi - толщина i-го слоя грунта, м. [7].

Таблица 4.7

Значения коэффициентов β2, βi [7]

Среднее значение сопротив-ления грунта qs, кПа	Коэффициент перехода от qs к Rs, β1	Среднее значение сопротивления грунта fs, fsi, кПа	Коэффициент перехода от fs к f для зонда типа I, β2	Коэффициент перехода от fsi к f для зонда типа II или III, βi,
для забивных свай	для винтовых свай при нагрузке
сжимающей	выдерги-вающей	песчаные грунты	глинистые грунты	песчаные грунты	глинистые грунты
≤ 1000	0,90	0,50	0,40	≤ 20	2,40	1,50	0,75	1,00
2500	0,80	0,45	0,38	40	1,65	1,00	0,60	0,75
5000	0,65	0,32	0,27	60	1,20	0,75	0,55	0,60
7500	0,55	0,26	0,22	80	1,00	0,60	0,50	0,45
10 000	0,45	0,23	0,19	100	0,85	0,50	0,45	0,40
15 000	0,35	-	-	³ 120	0,75	0,40	0,40	0,30
20 000	0,30	-	-	-	-	-	-	-
≥ 30 000	0,20	-	-	-	-	-	-	-

 

4.3. Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах

При проектировании любых заглубленных фундаментов следует учитывать:

в грунтовых условиях I типа - сопротивление грунта по боковой поверхности фундаментов;

в грунтовых условиях II типа - негативное трение грунта по боковой поверхности фундаментов, возникающее при просадке грунтов от собственного веса.

Определение несущей способности свай в просадочных грунтах по их прочностным характеристикам. Так как несущая способность свай зависит от показателей прочности грунта: угла внутреннего трения j и удельного сцепления с, то существенное изменение несущей способности сваи при замачивании просадочного грунта происходит в основном за счет снижения сцепления с.

Расчет несущей способности свай в просадочных грунтах рекомендуется производить на основе приближенного решения упругопластической задачи предельного равновесия грунта в основании сваи.

Общая поверхность предельного равновесия основания сваи длиной l состоит из трех участков:

–  верхний участок 1 - вдоль ствола сваи l1 + l2;

–  нижний участок 2 - по поверхности усеченного конуса вдоль ствола сваи длиной b;

–  участок 3 - под нижним концом сваи по части шаровой поверхности (рис. 4.1).

– 

–  Рис. 4.1 . Расчетная схема для определения несущей способности свай в просадочных грунтах по их прочностным характеристикам

Несущая способность Fd определяется по формуле

Fd = gc(F1 + F2 + F3), (4.19)

где gc - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1; F1 - сопротивление на участке ствола сваи l0 + l2, кН; где l0 - участок линейного возрастания сопротивления от 0 до 12d, но не более 6 м, а ниже - участок постоянного значения сопротивления, равного конечному значению по длине l0, кН; F2 - сопротивление на участке ствола сваи по поверхности усеченного конуса, кН; F3 - сопротивление под нижним концом, кН.

F1=u[l0(0,5xgl0tgj + с) + (xgl0tgj + с)l2], (4.20)