Примечание. Уплотнение производится выштамповкой вплотную к свае котлована размером А ?? В ?? h (0,5 ?? 0,9 ?? 0,6 м) с последующим заполнением его бетоном или грунтом с уплотнением. Как показали испытания, это может на 40 % повысить несущую способность сваи на горизонтальную нагрузку.

7.11. Расчет свай со шпонкой следует выполнять по формулам (10)-(15) настоящих указаний.

7.12. В просадочных грунтах допускается применение свай под малочувствительные к неравномерным осадкам одноэтажные производственные и складские здания, передающие нагрузку на фундамент до 400 кН, при условии выполнения мероприятий, гарантирующих защиту основания от возможного замачивания, а также учета, что под нижним концом сваи просадочная часть слоя должна находиться в пределах уплотненного при забивке свай грунтового массива.

Для остальных типов зданий и сооружений использование свай в просадочных грунтах допускается в случае прорезки сваей всей просадочной толщи.

8. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СВАЙ СВД

Пример 1. Выполнить расчет на вертикальную нагрузку (обычные грунтовые условия) при таких исходных данных: свая висячая забивная марки СВД 4.75.50; грунты: 1 - суглинки (JL = 0,24), 2 - лесс (JL = 0,35); 3 - супесь полутвердая, водонасыщенная (JL = 0,8).

Несущую способность F??, кН, сваи, работающей на вертикальную нагрузку, определяем по формуле (4) настоящих указаний. В соответствии с табл. 1: А = 0,32 м2; Кf1 = 1,76; up = 2,4 м; ??p = 3,7 м; Kf2 = 1,64; Кf3 = 1,8;

.

Толщина первого рабочего слоя определяется разностью длины участка от верха сваи до отметки низа первого рабочего слоя и длины нерабочего участка сваи: ??1 = (190,25??189,14)??0,3 = 0,81 м; ??2 = 2,4м; ??3 = 186,74??186,25 = 0,49 м.

Остальные буквенные обозначения принимаем по табл. 1-3 [2]: ??с = 1; ??ск = 1; ??сf = 1; R = 3560 кН/м2; f1 = 29 кН/м2; f2 = 30 кН/м2; f3 = 45 кН/м2 (определяется интерполяцией). Тогда F?? = 1 / 1 ?? 3560 ?? 0,32 + 1,687 ?? 2,4 / 1 ?? 29 ?? 0,81 + 1 ?? 30 ?? 2,4 + 1 ?? 45 ?? 0,49 / = 1615 кН.

Согласно формуле (2) [2] допускаемая расчетная нагрузка на сваю составит:

кН.

Примечание. Боковое сопротивление грунта на длине 0,3 м не учитывается.

Пример 2. Требуется рассчитать однорядный фундамент из свай СВД 5.75.50 под железнодорожную эстакаду с площадками для приема минудобрений. Расчет промежуточной опоры № 6 выполняем исходя из предпосылки, что рамная опора состоит из двух стоек, по верху объединенных ригелем; фундамент - двух свай СВД 5.75.50, объединенных монолитным ростверком, в который жестко заделаны сваи и стойки опоры, изготовляемые из тяжелого бетона класса В25 по прочности на сжатие. Расчет свай СВД 5.75.50 проводим на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента.

Расчетная вертикальная нагрузка приведена к осевой силе Р = 750 кН, приложенной в уровне подошвы ростверка (отм. 145,9). На ростверк в уровне подошвы действует поперечная горизонтальная сила Нх, направленная вдоль оси эстакады, расчетная величина которой равна 84 кН (нормальная 80 кН). В плоскости оси эстакады действует изгибающий момент Мх, приложенный в уровне подошвы ростверка, расчетная величина которого равна 528 кН??м.

Необходимые для расчета данные о грунтах, уровни и размеры приведены на прилагаемой схеме. Определяем расчетный величины продольной и поперечной силы, изгибающего момента, действующих в верхнем сечении каждой из свай в уровне подошвы ростверка.

Усредненный момент инерции сечения сваи СВД 5.75.50

м4.

Жесткость при изгибе поперечного сечения сваи

EJ = 0,9 ?? 3,06 ?? 107 ?? 12,7 ?? 10-3 = 35??104 кН??м2, где в соответствии с п. 3.32 [13] (табл. 28, с. 38) значение модуля упругости бетона класса В25 при сжатии и растяжении.

Ев = 0,9??3,06??106 = 2,754 тс/м2.

Коэффициент пропорциональности для суглинка полутвердого принят по табл. 1 приложения 1 к [2]:

К = 0,5 (12000 ?? 18000) = 15000 кН/м4.

Условная ширина сваи Вр = 1,5??0,45+0,5 = 1,175 м.

Определяем коэффициент деформации для случая одностадийного расчета свай применительно к условиям развития только I стадии напряженно-деформированного состояния системы "свая - грунт" по формуле (11) приложения 1 к [2]:

.

По формуле (6) определяем приведенную (безразмерную) глубину погружения сваи (ее нижний конец) в грунт от уровня подошвы ростверка: = ?????? = 4,3 ?? 0,44 = 1,892 ?? 1,9.

При одностадийном расчете согласно п. 12 приложения 1 к [2] горизонтальное перемещение, м, и угол поворота ??o, рад, в уровне подошвы ростверка (см. п. 5 приложения 1 к [2]) следует определять по формулам (30) и (31) [2]:

uo = Ho ??нн + Мо ??нм; ??о = Ho ??мн + Мо ??мм,

где Но = Н = 42 кН - расчетное значение поперечной силы; Мо = М = 264 кН??м - расчетный изгибающий момент; ??нн - горизонтальное перемещение сечения, м/кН, от действия силы Н = 1, приложенной в уровне подошвы ростверка; ??нм - горизонтальное перемещение сечения, 1/кН, от момента М = 1, действующего в уровне подошвы ростверка; ??мн - угол поворота сечения, 1/кН, от силы Н = 1; ??мм - то же, от момента М = 1.

Перемещения ??нн, ??нм = ??мн, ??мм вычисляются по формулам (32)??(34) приложения 1 к [2]:

??нн = 5,19 / 0,443 ?? 35 ?? 104 = 1,74 ?? 10-4/кН;

??мн = 3,879 / 0,442 ?? 35 ?? 104 = 0,57 ?? 10-4/кН;

??мм = 3,679 / 0,44 ?? 35 ?? 104 = 0,24 ?? 10-4/кН,

где Ао, Во, Со - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 5 приложения 1 к [2] при приведенной глубине погружения сваи в грунт ?? = 1,9. Тогда горизонтальное перемещение

uo = 42 ?? 1,74 ?? 10-4 + 264 ?? 0,57 ?? 10-4 = 22,3??10-3 м, угол поворота в уровне подошвы ростверка ??о = 42 ?? 0,57 ?? 10-4 + 264 ??0,24 ?? 10-4 = 8,7 ??10-3 рад.

Расчетное давление ??z, МПа, на грунт по контакту с боковой поверхностью сваи, возникающее на глубине Z, а также расчетный изгибающий момент Мz, кН??м, поперечную силу Нz и продольную силу Nz, кН, действующие на глубине Z в сечении сваи, при одностадийном расчете свай следует определять по формулам (36)??(39) приложения 1 к [2]:

;

;

.

Результаты расчетов сводим в табл. 6-8.

Таблица 6

Z, м

А4

В4

С4

D4

665 A4

-590 B4

116 C4

42 D4

HZ

0

0

0

0

0

1,0

0

0

0

42

42

0,45

0,2

-0,020

-0,001

0

1,0

-13,3

1,8

0

42

30,5

0,68

0,3

-0,045

-0,009

-0,001

1,0

-29,9

5,3

-0,2

42

17,2

0,91

0,4

-0,080

-0,021

-0,003

1,0

-53,2

12,4

-0,3

42

0,9

1,14

0,5

-0,125

-0,042

-0,008

0,999

-83,1

24,8

-0,9

42

-17,2

1,82

0,8

-0,320

-0,171

-0,051

0,989

-212,8

100,9

-5,9

41

-76,8

2,27

1,0

-0,499

-0,333

-0,125

0,967

-331,8

196,5

-14,5

41

-108,8

3,64

1,6

-1,105

-1,116

-0,630

0,630

-734,8

658,4

-73,1

31,4

-118,1

4,09

1,8

-1,547

-1,906

-1,299

0,374

-1028,8

1124,5

-150,7

15,7

-39,1

4,32

1,9

-1,699

-2,227

-1,608

0,181

-1129,8

1313,9

-186,5

7,6

-5,2

Примечание. Даны результата расчета давления на грунт, вычисленные по формуле

HZ = (665 A4 ?? 590 B4 + 116 C4 + 42 D4), кН.

Таблица 7

Z, м

А3

В3

С3

D3

1513 A3

-1340 B3

264 C3

95 D3

MZ

0

0

0

0

1,0

0

0

0

264

0

264

0,45

0,2

-0,001

0

1,0

0,2

-1,5

0

264

19

282

0,68

0,3

-0,005

-0,001

1,0

0,3

-7,6

1,3

264

28,5

286

0,91

0,4

-0,011

-0,002

1,0

0,4

-16,6

2,6

264

38

288

1,04

0,5

-0,021

-0,005

0,999

0,5

-32,0

7,0

264

48

287

1,82

0,8

-0,085

-0,034

0,992

0,799

-129

46

264

76

255

2,27

1,0

-0,167

-0,083

0,975

0,994

-252

111

251

94

210

3,64

1,6

-0,676

-0,543

0,739

1,507

-1021

728

195

143

45

4,09

1,8

-0,956

-0,867

0,53

1,612

-1444

1162

140

153

11

4,32

1,9

-1,118

-1,074

0,385

1,64

-1689

1439

102

156

8

Примечание. Даны результаты расчета изгибающего момента в свае, произведенного по формуле

МZ = (1513 A3 - 1340 B3 + 264 C3 + 95 D3) кН??м.

Таблица 8

Z, м

А1

В1

С1

D1

22,3 А1

-19,8 В1

3,9 С1

1,4 D1

??(8,9,10,11)

??Z

0

0

1,0

0

0

0

22,3

0

0

0

22,3

0

0,45

0,2

1,0

0,2

0,02

0,001

22,3

-3,96

0,08

0,0014

18,42

12,6

0,68

0,3

1,0

0,3

0,045

0,005

22,3

-5,94

0,18

0,007

16,55

16,9

0,91

0,4

1,0

0,4

0,07

0,011

22,3

-7,92

0,31

0,015

14,71

20,1

1,14

0,5

1,0

0,5

0,125

0,021

22,3

-9,9

0,49

0,029

12,92

22,0

1,82

0,8

0,997

0,799

0,32

0,085

22,2

-15,8

1,25

0,12

7,77

21,2

2,27

1,0

0,992

0,997

0,499

0,167

22,1

-19,7

1,95

0,23

4,58

15,6

3,64

1,6

0,913

1,553

1,264

0,678

20,4

-30,7

4,93

0,95

-4,42

-24,1

3,09

1,8

0,843

1,706

1,584

0,961

18,Ю8

-33,8

6,18

1,44

-7,48

-45,9

4,32

1,9

0,795

1,77

1,752

1,126

17,7

-35,0

5,83

1,58

-8,89

-56,6

Примечание. Даны результаты расчета поперечных сил в свае, вычисляемые по формуле