Совместная работа свай в фундаменте понятие о кустовом эффекте

Понятие свайного фундамента

Свайные фундаменты и сваи использовались давно. Они помогали защитить имущество от затопления. Тогда они выглядели как бревна, забитые в землю. Работа занимала много времени, но благодаря свайному фундаменту, удавалось поднять здание, спасая от наводнения.

Определение

Свайный фундамент — это конструкция, передающая грунту нагрузку от здания. Сейчас свайное поле используют для построек на земле, которая двигается или сжимается. У подобных конструкций много преимуществ и главным из них является надежность.

Технология строительства свайного фундамента легче, чем столбчатого, поскольку не нужно рыть ямы. Самая распространенная технология возведения свайного фундамента – бурение. При помощи бура делают скважины. Сваи опускают в почву машинами или руками.

Наглядный видео пример установки свай.

Конструкция

Разновидности свайного фундамента зависят от:

1. Видов свай.
2. Материала и метода их изготовления.
3. Расположения под домом.
4. Глубины погружения.
5. Конструкции ростверка.

Свая выглядит как длинный стержень. Ее можно сразу установить в землю или изготовить прямо в процессе установки. Она является острой с нижней стороны. Можно надеть наконечник из стали, чтобы защитить от повреждений. На верх одевают кольцо из стали, чтобы защитить от ударов в процессе работы. При изготовлении свай на месте, сначала нужно пробурить скважины, а потом залить их бетоном.

Виды свайных фундаментов, в зависимости от методов погружения:

1. Забивные. Погружают, используя механизмы для вдавливания.
2. Буровые железобетонные. Устанавливают в скважинах.
3. Набивные бетонные и железобетонные конструкции. Для их создания делаются скважины, устанавливается опору и заливается бетоном.
4. Винтовые сваи под фундамент. Закручивают в почву.

В зависимости от несущих нагрузок, существуют две классификации свай:

1. Висячие. Они позволяют передать нагрузку благодаря трению о почву.
2. Стойки. Нужны, при слабой верхней части почвы. С их помощью нагрузка передается на нижние, более твердые слои земли.

По принципу расположения они бывают:

1. Одиночные. Когда опора стоит отдельно.
2. Объединенные в свайную ленту. Строятся по периметру свайных стен. Нужны для распределения нагрузки по всей конструкции.
3. Объединенные в свайный куст. Размещают под колонами, служащими основой дома.

Материалы, из которых их делают:

1. Деревянные.
2. Металлические.
3. Бетонные.
4. Железобетонные.
5. Комбинированные.

Комбинация разных материалов – лучшее решение, поскольку у каждого материала своя степень коррозии.

Особенности

При выборе вариантов конструкций, существуют некоторые особенности. Они помогут выбрать подходящий вариант для дома. Особенности свайного фундамента предусматривают следующее:

1. Скорость возведения.
2. Для какого рельефа подходит данная конструкция.
3. Финансовые затраты.
4. Сколько людей потребуется.
5. Материал, из которого можно сделать сваи.
6. Насколько сваи будут устойчивы к коррозии.

Технология установки

Свайный фундамент для дома, более технологичный, чем столбчатый. Для столбчатых, необходимо рыть ямы. Для свайных фундаментов, необходимо сделать скважины, установить опору и укрепить цементом. Это легче, потому что, все земляные работы делает бур. Именно потому данная технология устройства самая распространенная.

Разметка свайного фундамента – это прежде всего, необходимость обозначить места ввинчивания свай. Чтобы понять, как сделать свайный фундамент, нужно:

1. Перенести базовые линии конструкции.
2. Перенести точки, где будут установлены сваи.
3. Вычислить расстояния между сваями.
4. Рассчитать высоту свай, на которую мы будем ориентироваться.

Разметка важна, чтобы не допускать ошибок при установке конструкции.

Количество свай, при расчете свайного фундамента, зависит от веса дома, а также от его эксплуатационных нагрузок.

Если правильно отрегулировать штангу бура, глубина скважины может быть до 10 метров. Диаметр ручного бура не бывает больше чем 30 сантиметров.

Благодаря лопастям, вам не придется прикладывать усилия при бурении. Существуют буры, которые позволяют сделать нижнюю часть скважины широкой. Благодаря этому можно экономить материалы, и уменьшить размер конструкции. Для бурения скважин диаметром более 50 см , предпочтителен электрический или бензиновый бур.

Устройство

Теперь, можно начинать устройство свайного фундамента. Нужно, чтобы сваи были на 30 сантиметров длиннее ямы. Устройство свайных фундаментов состоит из нескольких этапов:

1. Наложение рубероида.
2. Затягивание вершины проволокой. Это будет опалубкой.
3. Теперь можно опустить сваю в почву.

В яме может быть вода. Это не проблема, но только если ее уровень не превышает четвертины глубины скважины.

Труба обязательна для установки фундамента. При ее отсутствии, он будет менее прочным. При затвердевании бетона, следите за количеством “цементного молочка”.

Если почва начнет его впитывать, прочность конструкции снизится. После бурения скважин, нужно сделать арматурный каркас. Он нужен, чтобы сделать столбы прочными.

Вам понадобятся три арматурные пруты диаметром 6 мм. Их нужно скрепить. Стержни, соединяющие ростверк и столбы, нужно сделать выше залитых изделий. Чтобы не ошибиться при расчетах, от высоты ростверка отнимают 2 см. Когда каркас был установлен, его заливают бетоном.

Ростверк – фундамент конструкции, необходимый для распределения нагрузки по сваям. Существует три вида ростверков:

Еще они делятся на низкие и высокие. Первые устанавливаются прямо в грунте. Вторые же только на сваи. Есть некоторые параметры ростверка, которые рекомендуются для легких домов:

1. Их длина должна быть больше 30 сантиметров.
2. Ширина зависит от цокольного этажа. Если его нет, то от стен дома, но не меньше 40 сантиметров.

Нельзя разрезать или пересекать ростверк трубами. Отклонение от центра свай, не должно превышать 5 сантиметров.

В процессе постройки, самое важное – закрепление ростверка на оголовках свай. Во время работ по бетонированию, вертикально устанавливается первый стержень.

Второй на оголовки. Его длина такая же, как и ширина свай с пластинками. Их высота позволяет захватить сваи и монтированные элементы ростверка.

Стыки нужно покрыть цементом. А коротыши стержней — привариваются к петлям ростверка.

В процессе замены балки на железобетонную, перемычки закрепляются сваркой или связываются проволокой. После окончания работы и установки фундамента, стыки замазываются цементом. Перед тем, как начать строить здание, проверяются отметки плоскости ростверка. Их можно выровнять при помощи цемента с использованием нивелира. Теперь нужно окончательно измерять все стороны и диагонали ростверка.

Винтовые сваи

Это один из самых востребованных видов на современном рынке. Свая похожа на металлическую трубу с острым концом и к ней приделана винтообразная лопасть.

По форме она очень похожа на саморез. Если почва будет замерзать, это никак не повлияет на винтовые сваи.

Практика доказала, что подобные конструкции надежные и для больших кирпичных домов, ведь существует огромное количество зданий, которые уже не один десяток лет стоят на винтовых сваях. Срок службы винтовых свай – несколько десятков лет.

Преимущества и недостатки

1. Монтаж свайного фундамента не займет много времени.
2. Если разметка свайного поля выполнена правильно и был выбран качественный материал, срок службы винтовых свай будет несколько десятков лет.
3. Если вы знаете, как правильно возвести конструкцию, расходов будет минимум.
4. Его можно возвести практически в любой местности и при любом климате, в том числе на болоте или в местах, где всегда холодно.
5. Температура грунта на глубине всегда стабильна, и никак не влияет на установку конструкций зимой.
6. Инженерные коммуникации можно монтировать как во время, так и после постройки фундамента.

1. Свайное поле плохо выполняет свою функцию, если грунт может двигаться горизонтально или набухает. Для определения грунта, нужно проводить геологические исследования.
2. В процессе работы, появляются проблемы с установкой цокольного этажа. Промежуток между сваями необходимо заполнять. Это лишние расходы.
3. Любой материал подвергается коррозии. Здесь все зависит от окружающей среды. Качественные материалы имеют специальные покрытия, чтобы обеспечить защиту на долгие годы. Но они тоже не вечные. А иногда именно такие меры защиты и становятся причиной коррозии. Некоторые грунты могут содержать химические элементы, которые при контакте с защитными материалами могут стать причиной поломки фундамента.
4. Практически невозможно построить в скалистой или каменной местности, даже при наличии специальных машин.
5. Необходимо установить систему водоотведения. Это дорого.
6. Могут возникнуть проблемы при установке рядом с другими домами. Этого можно избежать с помощью специальной техники.

При выборе фундамента необходимо рассмотреть все недостатки существующих вариантов конструкций. Иначе свайный фундамент под дом может стать проблемным. Спрос на свайный фундамент растет каждый год.

Кустовой эффект при работе свай

Основания и фундаменты

Сообщение от :
mainevent100, такой формулы нет, по этому соблюдаем требования нормативов.

Олег, Вы не правы! фомула была выведена на основании экспериментальных данных (см. Ухов, параграф 11.5), в ней используются коэффициенты снижения несущей способности сваи, а вот сами коэффициенты не приведены ((
Так что вопрос пока остается открытым!

Сообщение от :
2.2. По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие.
К сваям-стойкам надлежит относить сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, на малосжимаемые грунты.
Примечание. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации Е > 50000 кПа (500 кгс/см2).
Силы сопротивления грунтов, за исключением отрицательных (негативных) сил трения на боковой поверхности свай-стоек, в расчетах их несущей способности по грунту основания на сжимающую нагрузку не должны учитываться.
7.9. Расстояние между осями забивных висячих свай без уширений в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d — или диаметр круглого, или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного поперечного сечения ствола сваи), а свай-стоек — не менее 1,5 d.
Расстояние в свету между стволами буровых, набивных свай и свай-оболочек, а также скважинами свай-столбов должно быть не менее 1,0 м; расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердых пылевато-глинистых грунтах — 0,5 м, в других нескальных грунтах — 1,0м.
Расстояние между наклонными или между наклонными и вертикальными сваями в уровне подошвы ростверка следует принимать исходя из конструктивных особенностей фундаментов и обеспечения их надежности заглубления в грунт, армирования и бетонирования ростверка.

Сообщение от mainevent100:
Экспертиза утверждает, что сваи висячие и необходимо увеличить расстояние между ними. Формально они видимо правы

Они правы и не формально. Коррекция расстояния между сваями введена не из-за несущей способности, а из-за технологии выполнения. Вы как сваи изготавливаете?
ps Хотя конечно для забивных не 3d, а 2.2. 2.7d в зависимости от типа грунта, но правило есть правило и оно, как ни странно, действует ни только у нас.

Сообщение от :
НО помнится, что при близком расположении висячих свай всего лишь снижается их несущая способность из-за взаимного влияния, а вот формулу, которая это учитывает никак не могу найти.. может кто подскажет?

А кустовой начинается менее 6d, тогда как быть с вашими (или ихними) 3d:-)?
Бывает и наоборот, чем ближе сваи тем лучше, но это особые условия (в рыхлых песках). Формул таких много, но они не нормированы. Поэтому не забивайте себе мозги.

Сообщение от :
Олег, Вы не правы! формула была выведена на основании экспериментальных данных (см. Ухов, параграф 11.5)

Что там Ухов пишет не помню, но раз МГСУ наверно ссылка на Кудинова? Еще раз повторяю, таких формул много, но оставьте их для науки (ей позволено ошибаться). Поэтому Ухов и прав, что не дает пояснений.

Сообщение от topos2:
Они правы и не формально. Коррекция расстояния между сваями введена не из-за несущей способности, а из-за технологии выполнения. Вы как сваи изготавливаете?
ps Хотя конечно для забивных не 3d, а 2.2. 2.7d в зависимости от типа грунта, но правило есть правило и оно, как ни странно, действует ни только у нас.

тип грунта позволяет забивать сваи аж вплотную )

Сообщение от :
Бывает и наоборот, чем ближе сваи тем лучше, но это особые условия (в рыхлых песках). Формул таких много, но они не нормированы. Поэтому не забивайте себе мозги.

у нас в городе уже было запроектировано много таких фундаментов и опыт показывает, что сваи, опирающиеся на алевролит, работают как сваи-стойки. до этого экспертиза пропускала такие фундаменты

mainevent100, надо было написать официально в нормативной литературе такой формулы нет)) в науку я особо не лезу, мог что-то и пропустить.

Сообщение от :
и опыт показывает, что сваи, опирающиеся на алевролит, работают как сваи-стойки.

Интересно для себя. Как по наблюдениям определить грань — работает свая как стойка или как висячая?

Сообщение от geoscience:
Так поставьте сваи с шагом 3d, меньше объемов работ. Несущая способность фундамента в целом не сильно должна измениться при соответствующем обосновании расчетами и статическими испытаниями.

Увеличение шага свай до 3d приведет к снижению эффективности и неоправданному увеличению материалоемкости фундаментов. В том смысле, что ростверки придется гораздо шире делать.

Сообщение от _Oleg_:
Интересно для себя. Как по наблюдениям определить грань — работает свая как стойка или как висячая?

видимо в данном случае грань достаточно тонкая ))

попросили высказать свое мнение специалиста по фундаментам (д.т.н., профессор). Из его ответа:

Сообщение от :
. Важнейшим элементом при проектировании свайных фундаментов с использованием схемы «свая-стойка» является абсолютно корректное определение прочностных и деформационных характеристик слоя грунтового массива (инженерно-геологического элемента), на который будут опираться (либо будут заделаны) свайные элементы.
Согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» табл.1 алевролиты относят к классу скальных грунтов с жесткими цементационными связями, группа полускальные Rс 60 она вообще странная.

Сообщение от mainevent100:
Экспертизой был сделан проверочный расчет — ростверк, сваи, грунт моделировались объемными КЭ.

Offtop: у Вас в Перми экспертиза таким занимается? молодцы!!

Сообщение от mainevent100:
получил осадку здания 3,5 см и на основании этого делает вывод, что при таких осадках боковая поверхность свай не может не включаться в работу.

Осадка здания происходит вместе с основанием, при небольших значениях осадок сваи могут и не проскальзывать относительно грунта. Боковая поверхность свай в таких случаях не включается в работу.

Процессы, происходящие в грунте при работе свай под нагрузкой;

Вертикальная нагрузка, воспринимаемая висячей сваей, передается на грунт через ее боковую поверхность и нижний конец. В результате в грунте вокруг сваи возникает напряженная зона, имеющая сложное криволинейное очертание.

Эпюра вертикальных нормальных напряжений s_Z на уровне нижнего конца свай имеет выпуклую форму. Принято считать, что напряжения s_Z распределяются по площади, равной основанию конуса, образующая которого составляет со сваей угол a, зависящий от сил трения грунта по его боковой поверхности.

При редком расположении свай в кусте напряженные зоны грунта вокруг них не пересекаются и все сваи работают не зависимо, как одиночные. При небольшом расстоянии между сваями (как показали опыты менее 6d, где d – диаметр сваи) происходит наложение напряжений, вследствие чего давление на грунт в уровне нижних концов свай возрастает. Одновременно с увеличением давления под кустом свай формируется и значительно большая, по сравнению с одиночной сваей общая активная зона сжатия грунта. Вследствие этих двух причин при одинаковой нагрузке осадка сваи куста при совместной работе свай будет всегда заметно превышать осадку одиночной сваи.

Что касается несущей способности свай куста, то, с одной стороны, дополнительное уплотнение грунта, вызванное забивкой соседних свай, приводит к ее увеличению, а с другой стороны – осадка грунта межсвайного пространства в результате совместной работы свай приводит к ее уменьшению, поскольку снижаются силы трения по боковым поверхностям свай. Опыты показывают, что в глинистых грунтах, а также мелких и пылеватых песках несущая способность сваи в кусте, как правило, уменьшается по сравнению с несущей способностью одиночной сваи, а в песках крупных и средней крупности – увеличиваются. Описанные следствия совместной работы свай в кустах принято называть кустовым эффектом.

Читать еще:  Готовая фасадная штукатурка для наружных работ

Лекция №8. Расчет несущей способности свай при действии вертикальных нагрузок

Сваи-стойки. Поскольку потеря несущей способности сваей-стойкой может произойти либо в результате разрушения грунта под ее нижним концом, либо в результате разрушения самой сваи, ее расчет на вертикальную нагрузку проводится по двум условиям: по условию прочности материала ствола сваи и по условию прочности грунта под нижним концом сваи. За несущую способность сваи в проекте принимается меньшая величина.

По прочности материала сваи рассчитываются как центрально сжатые стержни, жестко защемленные в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁, определяемом по формуле

l – длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м; a_e — коэффициент деформации, 1/м, определяемый по приложению 1 СНиП 2.02.03-85.

Несущая способность по материалу F_dm наиболее широко применяемых в строительстве ж. б. призматических свай рассчитывается по формуле

где j – коэффициент продольного изгиба; g_cb – коэффициент условий работы, зависящий от поперечного сечения и вида сваи по СНиП 2.02.03-85; R_b — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию в зависимости от его класса по
СНиП 2.03.01-84*, кПа; A – площадь поперечного сечения сваи, м 2 ; g_a – коэффициент условий работы арматуры, принимаемый равным 1; R_s – расчетное сопротивление сжатию продольной рабочей арматуры в зависимости от ее класса по
СНиП 2.03.01-84*, кПа; A_a – площадь поперечного сечения арматуры, м 2 .

По прочности грунта под нижним концом сваи несущая способность F_d сваи-стойки определяется по формуле

где g_c=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа; A – площадь опирания сваи-стойки на грунт, м 2 .

Расчетное сопротивление грунта R для всех видов забивных свай принимается равным 20 МПа. Для набивных свай, если они опираются на прочную скальную породу, R определяется по формуле

а для свай, заделанных в невыветрелую скальную породу на глубину не менее 0,5 м, по формуле

где R_{c, n} – нормативное значение предела прочности скального грунта на одноосное сжатие грунта в водонасыщенном состоянии, кПа; g_g=1,4 – коэффициент надежности по грунту; l_d – глубина заделки сваи в скальный грунт, м; d_f – наружный диаметр, заделанной в скальный грунт части сваи, м.

Висячие сваи. Расчет несущей способности вертикально нагруженных висячих свай производится только по прочности грунта, поскольку по прочности материала сваи она заведомо выше.

Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник , страница 24

В процессе забивки свай вокруг них изменяется природное состояние грунта. В водонасыщенных глинистых грунтах при динамическом воздействии происходит их тиксотропное разупрочнение, в результате чего сопротивление грунта погружению сваи уменьшается (отказ сваи возрастает). После забивки сваи, во время ее «отдыха», в окружающем грунте происходит восстановление структурных связей и постепенное увеличение несущей способности сваи. Наблюдается так называемое явление засасывания свай, а ее отказ от контрольного удара в это время будет меньше, чем до «отдыха».

При забивке свай в песчаные грунты у ее нижнего конца образуется зона из сильно уплотненного грунта, а погружение свай замедляется (значение отказа уменьшается). В процессе «отдыха» сваи напряжения в уплотненной зоне грунта рассасываются (релаксируют), а сопротивление погружению сваи уменьшается (отказы увеличиваются). Отказ от сваи до ее «отдыха» называют ложным, а после «отдыха» — истинным. Для оценки несущей способности свай используют истинные значения отказов. При этом сваи после их погружения должны «выстояться» не менее 3 суток в песчаных грунтах и не менее 6 суток — в глинистых.

Расчетное значение несущей способности свай Fd по результатам динамических испытаний определяют в соответствии с формулой (4.8).

Динамический метод испытаний свай по сравнению со статическим дает менее точные результаты, что объясняется различным характером работы грунта у свай при динамическом воздействии на него в процессе забивки и при действии статических нагрузок от сооружения.

Динамическим испытаниям подлежат только забивные сваи. Набивные, буровые, а также сваи-оболочки большого диаметра, винтовые и камуфлетные сваи испытывают статическими пробными нагрузками.

4.4.5 Несущая способность свай по результатам статического зондирования грунтов

Статическое зондирование используют для приближенной оценки несущей способности забивных висячих свай [6, 7]. Суть его состоит в том, что в грунт вдавливают со скоростью не более 0,5 м/мин специальный зонд, позволяющий регистрировать раздельно силы трения по его боковой поверхности и сопротивление вдавливанию конического наконечника диаметром 36 мм с углом заострения 60°.

Частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования определяют по формуле:

Fui = b1qsA + b2fsuh, (4.11)
где b1 и b2 — коэффициенты, определяемые по графикамрис. 4.23; qs — среднее значение сопротивления грунта вдавливанию наконечника зонда вблизи острия проектируемой сваи, полученное делением силы вдавливания наконечника на площадь его горизонтальной проекции; A и u — площадь и периметр поперечного сечения сваи; fs — среднее значение удельного сопротивления грунта трению по боковой поверхности грунта в пределах глубины погружения сваи h.

Расчетную несущую способность по результатам зондирования вычисляют так же, как и при испытании натурных свай, по формуле (4.8).

4.23 Графики

4.4.6 Совместная работа куста свай при вертикальной нагрузке

Работа в грунте группы висячих свай, размещенных друг от друга на близком расстоянии, существенно отличается от работы одиночной сваи, что связано с проявлением так называемого «кустового эффекта».

Несущая способность кустовой висячей сваи меньше одиночной, а осадка группы (куста) одинаково загруженных свай больше осадки одиночной сваи. Объясняется это тем, что после погружения группы близко расположенных свай грунт между ними сильно уплотняется и оказывается включенным в работу вместе со сваями в единый свайно-грунтовый массив. При этом нормальные напряжения на грунт от сил трения по боковой поверхности и лобового давления свай в уровне их нижних концов будут суммироваться (рис. 4.24),что усиливает напряженное состояние грунта по глубине основания фундамента и увеличивает его осадку в сравнении с осадкой одиночной сваи при одинаковых нагрузках на каждую сваю.

Рис. 4.24 Кустовой эффект: а — одиночная свая; б — группа свай;

1 — эпюры sz от одиночной сваи;

2 — суммарная эпюра напряжений от группы свай

Висячие сваи можно рассматривать работающими как одиночные, если расстояние между их осями составляет более 6d (d — размер поперечного сечения сваи). При расстоянии от 3d до 6d взаимное влияние свай хотя и имеет место, но на их несущей способности фактически не сказывается. Если расстояние между осями свай будет меньше 3d, то снижение их несущей способности может быть существенным.

В фундаментах выгоднее использовать максимальную несущую способность свай по грунту при наименьшем расстоянии между сваями. Поэтому расстояние между осями забивных висячих свай в фундаментах назначают не менее 3d. При этом несущую способность свай принимают, как для одиночных, а их взаимное влияние на осадку фундамента учитывают особо.

«Кустовой эффект» у групповых свай-стоек не проявляется, и их размещают в фундаментах, исходя из конструктивных соображений.

4.5 Конструирование свайных фундаментов

Разнообразие геологического строения оснований и свойств грунтов не позволяют разработать типовые конструкции свайных фундаментов в зависимости только лишь от расчетных нагрузок, передающихся надземным сооружением на фундаментную часть. Поэтому и для свайного основания выполняется индивидуальное проектирование и расчет фундамента.

Прежде всего назначается положение обреза фундамента и устанавливаются расчетные нагрузки, действующие в его уровне. Далее выбирается тип свайного фундамента и предварительно составляется его схема. Основными параметрами свайного фундамента являются: тип сваи, глубина погружения свай в грунт, число свай и их размещение, т.е. свайное поле. Затем можно назначить необходимые размеры плиты ростверка, объединяющей головы свай и выполнить чертеж предварительной конструкции свайного фундамента. Окончательные параметры свайного основания могут быть утверждены после выполнения необходимых расчетов по предельным состояниям.

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 266
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 602
• БГУ 153
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 962
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 119
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1967
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 300
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 409
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 497
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 130
• ИжГТУ 143
• КемГППК 171
• КемГУ 507
• КГМТУ 269
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2909
• КрасГАУ 370
• КрасГМУ 630
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 139
• КубГУ 107
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 367
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 330
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 636
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 454
• НИУ МЭИ 641
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 212
• НУК им. Макарова 542
• НВ 777
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1992
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 301
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 119
• РАНХиГС 186
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 243
• РГГМУ 118
• РГПУ им. Герцена 124
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 122
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 130
• СПбГАСУ 318
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 147
• СПбГПУ 1598
• СПбГТИ (ТУ) 292
• СПбГТУРП 235
• СПбГУ 582
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 193
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 380
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1655
• СибГТУ 946
• СГУПС 1513
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2423
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 324
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 306

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Совместная работа свай в фундаменте понятие о кустовом эффекте

Несущая способность одиночных свай зависит от прочности ма­териала сваи и от прочности грунта основания. Поэтому расчет несущей способности одиночной сваи делают дважды: по прочности материала сваи и по прочности грунта основания. За расчетную не­сущую способность одиночной сваи (или, как говорят, расчетное сопротивление) принимают меньшую из определенных расчетами несущих способностей по грунту и материалу сваи.

Несущую способность одиночных свай по материалу определяют расчетом по первому предельному состоянию, как указано выше при описании различных конструкций свай. Для железобетонных свай в высоких ростверках дополнительно проводится расчет на образо­вание трещин.

Величина несущей способности одиночной сваи по грунту зави­сит от механических свойств грунта и от метода устройства или по­гружения сваи. В практике проектирования и устройства свайных фундаментов используют три метода определения несущей способности одиночной сваи:
— теоретически-статический метод, основанный на применении таб­лиц и формул СНиП II-Б. 5-67;
— динамический метод, использующий результаты пробной забивки свай;
— метод пробных статических нагрузок, основанный на данных, полученных при нагружении свай статическими нагрузками.

Несущая способность свайного фундамента из свай-стоек равна сумме несущих способностей отдельных сваи. Однако при этом не­обходимо, чтобы мощность практически несжимаемого слоя грунта, на который оперты сваи-стойки, была достаточной. В противном случае может произойти продавливание свайного фундамента в подстилающий слабый грунт.

Для иллюстрации этого положения рассмотрим такой пример. Допустим, что в практически несжимаемый слой оперта свая-стойка сечением 30х30 см, которая передает давление Р-50 Т (рис. 2.1.). На глубине 2 м ниже острия сваи в грунте возникает

Рис. 2.1. Схемы передачи давления через плотный гравий на слабый грунт:
а — передача давления от одиночной сваи; б — передача давления от большого количе­ства свай, забитых частаком

добавочное давление. Полагая угол распределения давления в грунте около 30°, получим, что это давление передается на площадь основания конуса радиусом r = 1,5 м, а величина добавочного давления будет равна

Полученная величина настолько мала, что на такой глубине может быть без­опасно передана на любой грунт.

Допустим теперь, что свайный фундамент состоит из большого количества свай-стоек, забитых по квадратной сетке, с взаимным расстоянием между осями свай равным 1,0 м. В таком случае, не будет происходить рассеивания давлений и на глубине 2 м ниже свай будет действовать добавочное давление, равное
р = 50000 : 1002 = 5,0 кГ/см 2 .

Величина этого давления настолько велика, что если на данном уровне будет залегать уже слабый грунт, то вполне возможно продавливание свайного фунда­мента и общая авария сооружения.

Отсюда следует вывод, что глубина разведки должна быть та­кой, чтобы можно было проверить давление в грунте на достаточно большой глубине ниже острия свай.

При устройстве свайных фундаментов из висячих свай несущая способность такого фундамента почти во всех случаях будет меньше суммы несущих способностей одиночных свай.

Уменьшение несущей способности свайного фундамента по срав­нению с суммой несущих способностей отдельных висячих свай на­зывают кустовым эффектом, который зависит от особенности работы фундамента из висячих свай.

Рассмотрим висячую сваю, погруженную в грунт и нагруженную силой Р. Возьмем точку М на поверхности сваи. Через частицу грунта, прилегающую к точке М, передается на сваю некоторая часть силы трения . По условию рав­новесия на эту частицу грунта будет передаваться некоторое давление от сваи . Сумма вертикальных давлений создает вокруг сваи напряженную зону, ограниченную конической поверхностью. В любой горизонтальной плоскости ниже острия сваи давление на грунт неравномерно и выражается эпюрой давле­ний, представленной на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Напряженное состояние грунта под сваями в зависимости от рас­стояния между ними

По данным А. А. Луга, радиус круга, в котором возникают напряжения в грунте от нагрузки сваи, равен

(2.1)

где: l — глубина погружения сваи; d — диаметр (сторона сечения) сваи; — угол распределения напряжений в грунте, принимаемый в среднем около 30° к вер­тикали.

Если отдельные сваи, составляющие свайный фундамент, распо­ложены достаточно далеко одна от другой, то эпюры давлений в грунте не пересекаются (см. рис. 2.2, а) и несущая способность каж­дой сваи используется полностью. Если же сваи расставлены доста­точно часто, то эпюры давлений на грунт будут пересекаться (рис. 2.2, б, в). Такое пересечение эпюр до известной степени условно, по­тому что при частой расстановке свай силы трения вокруг каждой сваи возникнут неполностью.

Следовательно, при частом расположении сваи уменьшают свою несущую способность, и при проектировании свайных фундаментов с достаточно частым расположением свай необходимы дополнитель­ные расчеты, учитывающие действие кустового эффекта.

Практически при расчете свайных фундаментов из висячих свай кустовой эффект не определяют, но ведут расчет свайного фунда­мента в целом по второму предельному состоянию (по деформаци­ям) грунта основания.