Расчет несущей способности свай определяет предельную нагрузку, которую может выдержать свайный фундамент в условиях эксплуатационной нагрузки. Эта способность также называется несущей способностью свай.
Установленные сваи могут быть одиночными или групповыми. Следовательно, расчет нагрузки для одиночной и групповой сваи будет отличаться. Это делается для заданных условий нагрузки или для размера фундамента.
Здесь приведен расчет несущей способности для одиночных и групповых свай.
Расчет несущей способности одиночной сваи
Здесь необходимо определить вертикальную и горизонтальную нагрузку, действующую на сваю.
Расчет вертикальной нагрузки
Вертикальная нагрузка на сваю
Допустимое сопротивление сжатию Rac одиночной сваи обеспечивается концевой опорой, Feb и трением кожи для каждого пласта, Fsf. Таким образом,
Rac = Feb + Total (Fsf ) Экв.1
Таким образом, максимальная сжимающая эксплуатационная нагрузка, которую может выдержать одна свая, равна ее полному сопротивлению Rac , за вычетом собственного веса сваи W. Таким образом
Nser < Rac -W = Rnet Экв.2
Свая также может сопротивляться растягивающей нагрузке. Максимальная эксплуатационная нагрузка на растяжение, которую может выдержать свая, равна
Rat = Total (Fsf )+ W Экв.3
Детали исследования грунта предоставят подробную информацию о концевой опоре и значении трения кожи. Эти значения получены в результате испытательных нагрузок и энергетических процедур забивки свай. Эти предельные значения делятся на частичный коэффициент безопасности от 2 до 3, чтобы получить допустимые значения Feb и Fsf.
Расчет горизонтальной нагрузки
Горизонтальная нагрузка на сваи
Двумя основными факторами, ограничивающими горизонтальную мощность сваи, являются:
Максимальная горизонтальная грузоподъемность для данного прогиба определяется по модулю реакции грунтового основания (кН/м3). Существует несколько методов определения модуля реакции грунтового основания.
Расчет несущей способности групповых свай
Для того чтобы выдерживать большие нагрузки, сваи располагают группами. Сваи располагаются группами, чтобы уменьшить размер и стоимость строительства оголовка сваи.
Рис.3.Мощность групповых свай
Невозмущенная несущая способность и требуемые условия забивки достигаются путем обеспечения минимального расстояния между сваями. Это расстояние будет равно удвоенному диаметру сваи.
Рис.4.Минимальное свободное расстояние между сваями
Общая вертикальная эксплуатационная нагрузка на группу свай не должна превышать групповую мощность, которая определяется следующим образом:
Мощность группы = мощность трения группы + мощность концевого подшипника группы
= 2D(L+K)k1 + BLk2 Экв.4
Где k1 и k2 – коэффициенты грунта. Нагрузка на отдельные сваи в группе ограничивается мощностью одной сваи.
Читайте далее:- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Отрицательное трение кожи на сваях и свайных группах.
- Мостовые подшипники – типы подшипников для мостовых конструкций и детали.
- Расстояние между сваями и трение кожи в конструкции свайной группы.
- Рассчитать мощность группы свай и эффективность.
- Типы оборудования для забивки свай – применение, преимущества и подробности.
- Выбор свайного фундамента на основе состояния грунта.