3.4. Расчеты по первой группе предельных состояний

Расчеты по первой группе предельных состояний предусматривает проектирование такой конструкции фундамента, при которой не должны происходить разрушения отдельных его элементов и потеря прочности (устойчивости) грунтов основания. Эти расчеты производят на расчетные сочетания нагрузок и включают:

1. проверки по несущей способности свай на вдавливание в грунт и выдергивание из грунта

2. проверки прочности ствола сваи

3. проверку устойчивости грунта, окружающего сваю

4. проверку прочности опорного и подстилающего слоев основания

Расчеты устойчивости (несущей способности) основания свайного фундамента на глубокий сдвиг в курсовой работе не выполняют, поскольку проектируемый фундамент не подвержен действию больших горизонтальных нагрузок, не расположен на откосе и его основание не имеет крутопадающих слоев грунта.

3.4.1. Проверки несущей способности свай на вдавливание в грунт и выдергивание из грунта

По несущей способности грунтов в основании сваи в составе фундамента следует рассчитывать исходя из условия:

(3.18)

где - то же, что и в формуле (3.3).

При расчете свай как на вдавливание, так и на выдергивание, продольное усилие , возникающее в свае от расчетной нагрузки, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке  1.1 (вес сваи определяют по массе, указанной в табл., умножением ее на ускорение свободного падения)

Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют несколько рядов, то при учете нагрузок от торможения, давления ветра и льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10% при четырех сваях в ряду и на 20% при восьми и более. При промежуточном числе свай процент повышения определяется интерполяцией.

Проверки 3.4.2 и 3.4.3 студентам заочного факультета допускается не выполнять.

3.4.2. Проверка прочности ствола сваи

Прочность ствола сваи проверяют на сжатие с изгибом и на растяжение. Первая проверка производится в сечении, где действуют наибольший (по абсолютной величине) момент . Для того, чтобы определить такое сечение строят эпюру изгибающих моментов по длине сваи. В случае высокого ростверка построение эпюры выполняется:

на участке свободной длины сваи (от подошвы ростверка до расчетной поверхности грунта) по формуле:

(3.19)

ниже расчетной поверхности основания по формуле ( > 0 ) по формуле:

(3.20)

где

;

;

- расстояние по вертикали, отсчитываемое от расчетной поверхности основания (положительное направление отсчета вниз); - коэффициенты, значения которых принимаются по таблице П.7.5 в зависимости от приведенной величины координаты .

Условия прочности - той сваи на сжатие с изгибом удовлетворяются, если точка с координатами располагается ниже соответствующей кривой прочности сваи (кривые прочности свай приведены на рис.) В пояснительной записке к курсовой работе необходимо привести график кривой прочности, принятой в работе сваи, и нанести эти точки.

Для растянутых свай должно удовлетворяться условие прочности ствола сваи на растяжение:

(3.21)

- расчетная прочность сваи на растяжение, принимается по таблице П.6.1.