Тема 1. 3 (занятие 2) фундаменты глубокого заложения

Общие сведения

В опорах мостов применяют фундаменты из свай и оболочек, когда давление надо передать на глубоко залегающие слои грунта.

Свая — это полностью или частично погруженный в грунт стержень, служащий для передачи давления от сооружения на нижележащие слои грунта. Если сваи проходят через слабые грунты и опираются своими нижними концами на плотную породу, то их называют сваями-стойками (рис. 4, а). Сваи, передающие давления главным образом за счет трения своих боковых поверхностей о грунт, называют висячими (рис. 4, б). По материалу различают сваи деревянные, бетонные, железобетонные и металлические, по способу погружения в грунт — забивные, буровые, винтовые.

Оболочка представляет собой сваю кольцевого поперечного сечения диаметром более 80 см. Оболочки делают железобетонными и при больших диаметрах погружают вибропогружателями.

Рисунок 4. Виды свайных фундаментов

Конструкция, объединяющая головы свай или оболочек и распределяющая на них давление от вышележащей части сооружения, представляет собой ростверк. В опорах современных мостов ростверк делают в виде бетонной или железобетонной плиты, в которой надежно заделывают головы свай. В зависимости от уровня расположения ростверка по отношению к поверхности грунта различают низкие и высокие свайные ростверки. Низкий ростверк располагают на таком уровне, чтобы головы свай всегда были ниже поверхности грунта, даже в случае возможного его размыва (см. рис. 4, а, б). В низком ростверке горизонтальные силы передаются частично на сваю, но в большей степени на грунт боковой поверхностью фундамента. В высоком ростверке верхнюю часть свай располагают выше поверхности грунта (рис. 4, в). В таком ростверке горизонтальные силы полностью передаются сваям, вызывая в них большие изгибающие моменты.

В плане сваи располагают рядами или в шахматном порядке. Расстояния между центрами нижних концов свай принимают не менее трех ее диаметров (толщин), так как при забивке свая хорошо уплотняет примерно такую зону окружающего ее грунта.

Сваи значительно хуже сопротивляются действию горизонтальных сил, чем вертикальных, поэтому при передаче фундаменту больших горизонтальных усилий часть свай нужно забивать наклонно с тем, чтобы их направление было ближе к направлению равнодействующих усилий, передаваемых фундаменту (см. рис. 4, в).

Несущая способность сваи слагается из усилия, которое она может передавать грунту своим острием, и усилия, которое она может передать боковой поверхностью окружающему грунту через трение. Сваи-стойки передают преобладающую часть давления через острие, поэтому их несущая способность зависит от прочности грунта под острием сваи, а также от несущей способности самой сваи как сжатой стойки.

В висячих сваях давление передается как острием, так и боковой их поверхностью, поэтому несущая способность висячих свай зависит от их диаметра и глубины забивки, степени уплотнения грунта, а иногда и от способа погружения. Наиболее надежный способ определения несущей способности свай — это испытание их пробной нагрузкой. В тех случаях, когда нет возможности провести такие испытания, несущую способность свай определяют теоретически по формулам.

Сваи-столбы, или просто столбы, отличаются от забивных свай или оболочек способом их возведения. Столбы сооружают без принудительного заглубления, устраивая в грунте или скальном основании скважины, заполняемые затем бетонной смесью. Скважины и, следовательно, бетонируемые в них столбы могут иметь уширения в нижней части для увеличения их несущей способности.

Дата добавления: 2015-08-27