Расстояние между сваями и трение кожи в свайной группе определяет конструкцию свайного фундамента, его эффективность и мощность в любом строительстве. Основное назначение свайного фундамента – обеспечить передачу нагрузки через слабые слои грунта (слои грунта с низкой несущей способностью).
Свайный фундамент считается экономичным выбором, когда грунтовые пласты на достаточной глубине слабые. Окончание свайного фундамента должно доходить до пластов, обладающих достаточной несущей способностью. В зависимости от условий, для повышения несущей способности можно установить несколько свай.
Сваи также применяются в местах, где нагрузка должна передаваться с определенным сопротивлением трения по глубине за счет трения кожи с окружающим грунтом. Это обеспечивает адекватное сопротивление сдвигу.
Свайный фундамент также помогает избежать строительства перемычек для опоры пирсов в воде. Здесь свая передает нагрузку на ощутимую несущую среду ниже значительной глубины воды.
Сваи, забиваемые под углом, называются сваями-ракерами. Они используются для сопротивления наклонным силам. Наклонные силы являются следствием горизонтальной тяги.
Сваи, которые передают нагрузку на нижележащий слой или через него посредством трения, называются фрикционная свая. Здесь одной из заделанных поверхностей является поверхность сваи.
Сваи с торцевой опорой это сваи, передающие нагрузку на нижележащий пласт. Специально разработанные сваи передают нагрузку обоими способами.
- Таблица.1: Коэффициенты поверхностного трения насыщенной глины
Пригодность свайного фундамента в строительстве
Свайный фундамент обычно используется в следующих типах грунтовых толщ:
Расстояние между свайными фундаментами при групповом строительстве на сваях
Сваи должны быть расположены таким образом, чтобы сила, оказываемая одной из свай на другую, была наименьшей. В случае с фрикционными сваями этот фактор очень важен. Это связано с тем, что грунт, окружающий сваи, находится в напряженном состоянии. Это усилие влияет на способность соседних свай сопротивляться трению.
Линии влияния скопления свай на окружающий грунт показаны на рисунке 1. Линии показывают интенсивность напряжений в конкретной точке. Чем больше расстояние от поверхности края сваи, тем меньше интенсивность напряжения. Таким образом, это дает представление о минимальном расстоянии, которое должно быть обеспечено между двумя сваями.
Распределение давления, представленное линиями влияния в случае свай с торцевым подшипником
Распределение давления, представленное линиями влияния в случае свай трения
Для удобства забивки и для корректировки ошибок при установке или проблем, связанных с выходом сваи из отвеса, в результате чего сваи сближаются, в случае точечных свай применяется минимальное расстояние между сваями. В индийском кодексе IS 2911 дано надлежащее объяснение этому замечанию.
В случае фрикционных свай расстояние между ними должно быть таким, чтобы зоны влияния линий на окружающий грунт не перекрывали друг друга. Это, следовательно, уменьшит значения несущей способности и снизит осадку. Отсюда следует, что минимальное расстояние между сваями не должно быть меньше, чем размер диагонали или диаметр сваи.
Расстояние между концевыми несущими сваями, используемыми в сжимаемых грунтах, должно составлять минимум 2,5d, а для свай, установленных на менее сжимаемых или жестких глинистых грунтах – 3,5d (максимум).
Индийский дорожный конгресс устанавливает для свай трения минимальное расстояние между сваями 3d или расстояние, равное периметру сваи. В случае свай с торцевой опорой расстояние между соседними сваями не должно быть меньше наименьшей ширины сваи.
Расстояние между сваями в соответствии с практикой, принятой в Великобритании, определяется по следующим формулам:
Концевые несущие сваи: Расстояние S = 2,5d + 0,02L
Когезионные сваи: Расстояние между сваями S = 3,5d + 0,02L
Здесь d – диаметр сваи, а L – ее длина. Стандарт также предусматривает, что для свай мощностью до 300 кН расстояние от края сваи до ее ствола должно составлять 100 мм. Для более высоких мощностей указанное расстояние должно составлять 150 мм.
Максимальное расстояние между сваями в фундаменте
Максимальное расстояние между сваями должно определяться с учетом двух факторов:
- конструкция оголовка сваи
- Опрокидывающие моменты
С увеличением расстояния между сваями оголовок сваи будет тяжелее. Поэтому при выборе расстояния между сваями следует также оценить конструкцию оголовка сваи.
Устойчивость всей группы свай к действию опрокидывающего момента должна оцениваться вместе с расстоянием между сваями.
Коэффициенты трения грунта для свайного фундамента
Коэффициенты трения грунта помогают в предварительной оценке мощности свай. Значение коэффициента трения грунта варьируется от забивных до буронабивных свай. Этот коэффициент можно использовать только для предварительных расчетов.
Перед принятием окончательного решения необходимо провести полномасштабные испытания под нагрузкой. В таблице-1 приведены приблизительные коэффициенты трения кожи в насыщенной глине. Здесь Ro – коэффициент консолидации.
Таблица.1: Коэффициенты трения кожи в насыщенной глине
Длина сваи в метрах
Глиняные забивные сваи Нормально консолидированные
Свыше консолидированной глины – забивная свая
Свыше консолидированной глины – буронабивная свая
20
0.3
0.3
0.15
40
0.2
0.2
0.1
60
0.15
0.15
0.08
Читать далее:
Мощность группы свай и эффективность
Определение осадки свай с помощью нагрузочных испытаний
Бетонирование свайных фундаментов – Работоспособность и качество бетона для свай
- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Отрицательное трение кожи на сваях и свайных группах.
- Как выбрать тип свайного фундамента для строительства?.
- Выбор свайного фундамента на основе состояния грунта.
- Рассчитать мощность группы свай и эффективность.
- Геотехнические рекомендации для свайного фундамента.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.