7.2. Висячие забивные сваи

Несущую способность F_d [кН] висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи на ее боковой поверхности по формуле

, (5)

где _с – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый _с=1,0;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 1 [4];

А – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, м²;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, u= 1,2 м;

f_i – расчетное сопротивление i–го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2 [4];

h_i – толщина i–го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м. При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай f_i пласты грунтов необходимо расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м;

γ_cr,γ_cf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависящие от способа ее погружения, определяемые по таблице 3 [4].

ПРИМЕР 7.3. Определить длину и рассчитать несущую способность забивной призматической сваи для геологических условий, приведенных на рис.1.

Решение. По грунтовым условиям сваю целесообразно заглубить в третий слой (песок средней крупности), т. к. вышележащие слои (супесь пластичная и суглинок текучепластичный) характеризуются низким сопротивлением грунта.

Минимальная длина сваи ℓ должна быть

ℓ= 0,1+0,3+2,0+4,0+1,0=7,4 м,

где 0,1 – заделка сваи в ростверк, м;

0,3 , 2,0 и 1,0 – толщины грунтовых слоев, м;

1,0 – минимальное заглубление сваи в несущий слой, м.

Рис.1 к примеру 7.3

Принимаем сваю С8–30 (длина сваи 8 м, сечение 3030 см), длина острия 0,25м.

Несущая способность забивной висячей сваи определяется по формуле (5). Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи для песков средней плотности определяется по табл.1 [4] при расчетной глубине погружения нижнего конца сваи ℓ= 8,45м. Интерполируя между значениями R при глубине погружения 7 м и 10 м, получим R=3845 кПа.

Коэффициенты γ_c=1,0 , γ_cr=1,0 , γ_cf=1,0  (при погружении сваи дизель-молотом по табл.3 [4]).

Площадь опирания сваи на грунт A=0,3·0,3=0,09 м².Наружний периметр поперечного сечения свай u=0,3·4=1,2 м.

Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи f_i определяется в зависимости от средней глубины расположения слоя z и консистенции грунта (показателя текучести) I_L по табл.2 [4].

Для этого каждый слой (пласт) грунта делим на слои высотой не более 2 м и определяем расстояние от природного рельефа NL до середины рассматриваемого слоя.

Под подошвой ростверка залегает супесь пластичная мощностью 2м.

Следующий пласт–суглинок текучепластичный мощностью 4 м. Согласно вышеизложенному, разбиваем этот пласт на два слоя по 2 м. 

При определении расчетного сопротивления на боковой поверхности забивных свай по табл.2 [4] необходимо обращать внимание на примечания к этой таблице.

Сопротивление трению по боковой поверхности сваи f₁ в пластичной супеси (I_L=0,5) на глубине

z₁=0,6+2/2=1,6 м f₁=15 кПа.

Сопротивление трению f₂ в суглинке текучепластичном на глубине

z₂=0,6+2+2/2=3,6 м f₂=7 кПа,

а на глубине

z₃=0,6+2+2+ 2/2 =5,6 м f₃=7 кПа.

Сопротивление трению f₄ в песке средней крупности и плотности на глубине

z₄=0,6+2+2+2+ 1,85/2 =7,525 м f₄=61 кПа.

Несущая способность сваи

F_d=1·[1·3845·0,09+1,2·Σ(15·2+7·2+7·2+61·1,85)]=346,05+205,02=551,1кПа.