Расчет сваи на выдергивание

Расчет выдергивающей нагрузки на сваю

Испытания свай на выдергивание

Методика проведения испытания грунтов статической выдергивающей нагрузкой

Испытания свай на выдергивание применяются для контроля устойчивости в случае, когда на фундаменты действуют значительные выдергивающие нагрузки.
Для испытания статической выдергивающей нагрузкой не применяют бетонные и составные сваи, железобетонные предварительно напряженные сваи без поперечного армирования, сваи с уширенной пятой и винтовые сваи.
Допускается использовать сваи, с помощью которых проводилось испытание грунтов статической вдавливающей нагрузкой. При этом продолжительность "отдыха" сваи после предыдущих испытаний принимают согласно ГОСТ 5686-2012.
Глубину погружения сваи при испытании, проводимом с целью определения сил негативного трения в просадочных грунтах, принимают равной глубине просадочной толщи.Нагружение сваи статической выдергивающей нагрузкой и снятие отсчетов по приборам проводят аналогично испытаниям статической вдавливающей нагрузкой.
За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость выхода сваи из грунта на каждой ступени приложения выдергивающей нагрузки не более 0,1 мм за последние 2 ч наблюдений для свай фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов), а для свай фундаментов опор мостов — не более 0,1 мм за последний час наблюдений.
Нагрузка при испытании грунтов выдергивающей нагрузкой при инженерных испытаниях для строительства должна быть доведена до значения, вызывающего подъем сваи из грунта не менее 25 мм. При контрольных испытаниях максимальная выдергивающая нагрузка определяется программой испытаний.
Нагрузка при контрольном испытании сваи выдергивающей нагрузкой при строительстве не должна превышать расчетную выдергивающую нагрузку на сваю, указанную в проекте свайного фундамента.
В процессе испытания ведут журнал согласно ГОСТ 5686-2012.

Работаем по всей России и СНГ!
Рассчитайте стоимость испытаний

Получите консультацию специалиста по телефону:
Инженер ООО НПО "Геосмарт" Александр +7-908-933-43-54

Другие услуги компании "ГЕОСМАРТ":

Страница 17 из 22

12. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

12.1. Свайные фундаменты опор воздушных линий электропередачи (ЛЭП) и открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций допускается применять во всех видах грунтов, в которых обеспечиваются возможность их погружения и экономическая целесообразность.

12.2. Для свайных фундаментов опор воздушных линий электропередачи не допускается применение булавовидных, пирамидальных и ромбовидных свай.

12.3. Глубина погружения свай в грунт, воспринимающих выдергивающие или горизонтальные нагрузки, должна быть не менее 4,0 м, а для фундаментов деревянных опор — не менее 3,0 м.

12.4. Деревянные сваи для фундаментов деревянных опор воздушных линий электропередачи допускается применять независимо от наличия и положения уровня подземных вод. При этом в зоне переменной влажности необходимо предусматривать усиленную защиту древесины от гниения.

12.5. Несущую способность забивных висячих и набивных свай, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять соответственно по формулам (8) и (11) с учетом указаний, приведенных в пп.12.7 и 12.8; при этом коэффициент условий работы в формулах (8) и (11) следует принимать:

для нормальных промежуточных опор 1,2

в остальных случаях 1,0

12.6. Несущую способность забивных и набивных свай, работающих на выдергивание, следует определять по формулам (10) и (14) с учетом дополнительных указаний, приведенных в пп. 12.7-12.9; при этом коэффициент условий работы в формулах (10) и (14) следует принимать для опор:

нормальных и промежуточных 1,2

анкерных и угловых 1,0

больших переходов:

если удерживающая сила веса свай и

ростверка равна расчетной

выдергивающей нагрузке 1,0

если удерживающая сила составляет

65 % и менее расчетной

выдергивающей нагрузки 0,6

в остальных случаях по интерполяции

12.7. Расчетные сопротивления грунта под нижним концом забивных свай R и расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай fi в фундаментах опор воздушных линий электропередачи принимаются по табл.

1 и 2, причем в фундаментах нормальных опор расчетные значения fi для пылевато-глинистых грунтов при их показателе текучести IL ³ 0,3 следует повышать на 25 %.

12.8. Расчетные сопротивления грунта на боковой поверхности забивных свай fi, вычисленные в соответствии с требованиями п. 12.7, должны быть умножены на дополнительные коэффициенты условий работы приведенные в табл. 19.

Таблица 19

Вид фундамента, характеристика грунта и нагрузки Дополнительные коэффициенты условий работы при длине сваи
l &#179; 25d l < 25 d и отношении
£ 0,1 = 0,4 = 0,6
1. Фундамент под нормальную промежуточную опору при расчете:
а) одиночных свай на выдергивающие нагрузки:
в песчаных грунтах и супесях 0,9 0,9 0,8 0,55
в глинах и суглинках при IL < 0,6 1,15 1,15 1,05 0,7
то же, при IL > 0,6 1,5 1,5 1,35 0,9
б) одиночных свай на сжимающие нагрузки и свай в составе куста на выдергивающие нагрузки:
в песчаных грунтах и супесях 0,9 0,9 0,9 0,9
в глинах и суглинках при IL < 0,6 1,15 1,15 1,15 1,15
то же, при IL > 0,6 1,5 1,5 1,5 1,5
2. Фундамент под анкерную, угловую концевую опоры, под опоры больших переходов при расчете:
а) одиночных свай на выдергивающие нагрузки:
в песчаных грунтах и супесях 0,8 0,8 0,7 0,6
в глинах и суглинках 1,0 1,0 0,9 0,6
б) свай в составе куста на выдергивающие нагрузки:
в песчаных грунтах и супесях 0,8 0,8 0,8 0,8
в глинах и суглинках 1,0 1,0 1,0 1,0
в) на сжимающие нагрузки во всех грунтах 1,0 1,0 1,0 1,0
В табл.

Испытания свай на выдергивание

19 приняты обозначения:

d — диаметр круглого, сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения сваи;

Н — горизонтальная составляющая расчетной нагрузки;

N — вертикальная составляющая расчетной нагрузки,

Примечание. При погружении одиночной сваи с наклоном в сторону действия горизонтальной составляющей нагрузки при угле наклона к вертикали более 10° дополнительный коэффициент условий работы следует принимать как для вертикальной сваи, работающей в составе куста (по поз. 1, б или 2, б).

12.9. При расчете на выдергивающие нагрузки сваи, работающей в свайном кусте из четырех свай и менее, расчетную несущую способность сваи следует уменьшить на 20 %.

12.10. Для свай, воспринимающих выдергивающие нагрузки, допускается предусматривать погружение их в лидерные скважины, при этом разница между поперечным размером сваи и диаметром лидерной скважины должна быть не менее 0,15 м.

« Пред. — След. »

РАСЧЕТ ОДИНОЧНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ГРУПП ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

1. Осадки свай, как и осадки фундаментов на естественном основании, согласно СНиП II-15-74, определяются при помощи расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства.

2. Рассматриваются сваи длиной l и диаметром d, расположенные в двухслойном основании.

Расчёт куста свай

Верхний слой толщины l, который сваи прорезают, имеет модуль сдвига G1 и коэффициент Пуассона m1, а нижний, на который опираются сваи, представляет собой однородное линейно-деформируемое полупространство с характеристиками G2 и m2. Здесь Gi = Eoi/2(1 + mi), где Еoi — модуль общей деформации i-го слоя. Осадка головы сваи под действием приложенной к ней вертикальной нагрузки Р равна:

. (1)

Безразмерный коэффициент b определяется по формуле

, (2)

где b* = 0,171 ln (km G1 l/G2d) — коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (EF =¥);

a* = 0,171 ln (km1 l/d) — тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G1 и m1;

c1 = EF/G1l2 — относительная жесткость сваи;

EF — жесткость ствола сваи на сжатие;

l1 — определяется по графику на рис. 1 при c = c1;

km — определяется по формуле(3) при m = (m1 + m2)/2;

km1— определяется по формуле (3) при m = m1.

3. Коэффициент km, входящий в формулы для определения коэффициентов b* и a*, вычисляется по формуле

km= 2,82 — 3,78m + 2,18m2. (3)

Показатель l, определяющий увеличение осадки за счет сжатия ствола, берется по графику на рис. 1.

Рис. 1. График зависимости l(х)

4. Формулами (1), (2) можно пользоваться при нагрузках, не превосходящих предела пропорциональности, и при условии l/d > 5, G1l/G2d > 1. В качестве предела пропорциональности можно в первом приближении принять несущую способность свай, определенную по формуле (7) СНиП II-17-77, с учетом коэффициента надежности. Для случая G1l/G2d < 1, когда свая работает как свая-стойка, а также для свай со значительным уширением пяты, передающих нагрузку в основном через пяту, осадку головы можно приближенно подсчитать по формуле

. (4)

Здесь первый член дает осадку пяты сваи как полусферического штампа диаметром dп на однородном полупространстве (коэффициент 0,22 соответствует значению коэффициента Пуассона m2 = 0,33), а второй определяет сжатие ствола сваи.

5. При подсчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимовлияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии w (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка Р, равна:

, (5)

где

(6)

km — определяется по формуле (3) при m = (m1 + m2)/2.

6. В отличие от формул (1), (2), которые справедливы только при нагрузках, не превышающих предел пропорциональности, формулы (5), (6) работают при любых нагрузках.

7. Для того чтобы от основания общего вида перейти к двухслойному, описанному в п. 2, нужно осреднить по глубине деформативные характеристики грунта вокруг сваи и под ней. При этом G1 и m1 определяются осреднением соответствующих характеристик грунтов, залегающих до глубины l, равной длине сваи, а для определения G2 и m2 осредняют характеристики грунтов, залегающих на глубину l до 1,5l, т.е. на глубину 0,5l ниже острия сваи. Осреднение проводится по формуле

,

где Х — рассматриваемая характеристика;

hi — толщина i-го слоя грунта, в пределах которого изменением характеристики Х можно пренебречь.

8. Таким образом, расчет осадки каждой сваи в группе при заданном распределении нагрузок между сваями включает:

а) определение деформативных характеристик основания G1, m1, G2, m2;

б) определение осадки сваи под действием приложенной к ней нагрузки;

в) определение дополнительных осадок от действия нагрузок, приложенных к сваям, находящимся от данной на расстоянии, не превышающем kmG1l/2G2;

г) суммирование осадок, определенных в пп. «б» и «в».

9. В случае когда распределение нагрузок между сваями в группе неизвестно, формулы (1), (4) и (5) могут использоваться для расчета взаимодействия свайного фундамента с надфундаментной конструкцией. При этом для определения нагрузок на сваи удобно использовать метод сил строительной механики.

Пример расчета. Рассмотрим куст, состоящий из трех буронабивных свай диаметром 0,6 м и длиной 16 м. Расстояние между осями свай w = 2 м (рис. 2, 3). Грунт от поверхности до глубины 8,5 м представляет собой суглинок с модулем деформации Е¢о = 1000 тс/м2 и коэффициентом Пуассона m¢ = 0,36. Ниже залегает супесь с параметрами деформируемости Е¢¢о = 2300 тс/м2 и m¢¢ = 0,33.

Рис. 2. Свая и деформативные параметры основания

Рис. 3. План свайного куста

Определим деформационные характеристики приведенного двухслойного основания по п. 7:

тс/м2;

тс/м2;

тс/м2;

;

тс/м2; .

Подсчитаем все необходимые для расчета коэффициенты и параметры:

km1 = 2,82 &#8209; 3,78×0,35 + 2,18×0,352 = 1,77;

;

km = 2,82 &#8209; 3,78×0,34 + 2,18×0,342 = 1,79;

;

;

.

Модуль Юнга материала ствола сваи

Е = 2×106 тс/м2,

поэтому жесткость ствола на сжатие

тс.

Относительная жесткость сваи

.

По графику (см. рис. 1) находим l1 = 0,85;

,

таким образом полная осадка каждой сваи, если все сваи загружены одинаковой нагрузкой Р, равна (с учетом взаимовлияния):

.

При P = 300 тс

S = 1,32×10-4×300 = 3,96×10-2 » 4 см.

10. Расчет винтовой сваи, работающей на вдавливающую или выдергивающую нагрузку, по деформациям сводится к ограничению расчетной осевой нагрузки N, тс, действующей на сваю от сооружения (при коэффициенте перегрузки, равном единице):

N £ rФ, (7)

где r — коэффициент, зависящий от соотношения S/D и определяемый по графику рис. 4 (S — допустимое осевое перемещение, м; D — диаметр лопасти винтовой сваи, м);

Ф — величина несущей способности винтовой сваи, тс, определяемая по формуле или по результатам испытаний сваи осевой вдавливающей или выдергивающей нагрузкой.

Рис. 4. График зависимости r от S/D

Пример 2. Требуется проверить винтовую сваю по деформациям, используя данные примера 17 раздела 5 настоящего Руководства, приняв допустимое перемещение S = 0,01 м и расчетную нагрузку N = 60 тс.

Находим .

По графику рис. 3 определяем r = 0,62;

= 0,62×85,4 = 52,9 тс.

Условие (7) не удовлетворяется, так как 60 тс > 52,9 тс. В соответствии с приведенным расчетом по деформациям следует расчетную нагрузку на сваю N принять не более 52,9 тс, увеличив для этого число свай.

Пример 3. Требуется проверить сваю по деформациям, используя данные примера 17 и приняв допустимое перемещение S = 0,02 м и расчетную нагрузку N = 60 тc.

Находим .

По графику рис. 3 определяем r = 0,78;

= 0,78×85,4 = 66,6 тс.

Условие (7) удовлетворяется, так как 60 тс < 66,6 тс.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Читайте также:


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *