Выбор типа, длины и поперечного сечения сваи

Сваи по условиям работы в грунте (в зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижним концом) подразделяются на сваи стойки и висячие сваи.

Сваи, которые передают нагрузку нижним концом на практически несжимаемые грунты (скальные, полускальные породы, гравийно-галечные отложения, глины твердой консистенции), относят к сваям стойкам. Силы трения грунта по боковой поверхности свай стоек при расчете их несущей способности не учитываются. Свая-стойка работает как сжатая стойка.

Если основание имеет значительную толщу слабых грунтов, то применяются висячие сваи – сваи трения, которые своим концом должны быть заглублены в несущий относительно прочный слой. Висячие сваи передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.

Длина сваи назначается после принятия глубины заложения ростверка и определяется глубиной заложения прочного грунта, в который заглубляется свая и уровнем расположения подошвы ростверка. При назначении длины сваи слабые грунты (насыпные, торф, грунты в текучем и рыхлом состоянии) необходимо прорезать, а концы свай заглублять в прочные грунты. Глубина внедрения сваи в несущий слой должна быть:

- в пески гравелистые, крупные и средней крупности и глинистые грунты с показателем текучести J_L ≤ 0,1 на глубину не менее 0,5 м;

- в прочие виды нескальных грунтов - не менее 1,0 м.

При центральном нагружении ростверка минимальная длина сваи 2,5 м, при внецентренном нагружении – 4,0 м.

Длина сваи – L (расстояние от головы до начала заострения) определяется из выражения:

L = δ + H + L_{несущ. слоя},

где δ – глубина заделки сваи в ростверк, м;

H – мощность слабых грунтов, которые проходит свая, м;

L_{несущ. слоя} – глубина внедрения сваи в несущий слой, м.

Глубина заделки сваи в ростверк зависит от вида соединения:

- при свободном соединении головка сваи входит в ростверк на глубину 5-10 см, такое соединение возможно для центрально нагруженных свай;

- при жестком соединении величина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 30 диаметра рабочей арматуры, такое соединение предусматривается при расположении свай в слабых грунтах при действии нагрузки с большим эксцентриситетом или при значительных горизонтальных нагрузках.

Полученную длину сваи округляют до длины стандартной сваи (в большую сторону) и принимают поперечное сечение свай (таблица 7).

Т а б л и ц а 7 Сваи железобетонные забивные призматические

Сечение сваи, мм	Длина свай, м	Марка бетона	Сечение и класс продольной арматуры
200 200	3,0 - 6,0 (кратной 0,5 м)	В15	4d12 А400
250 250	4,5 – 6,0 (кратной 0,5 м)	В15	4d12 А400
300 300	3,0 – 6,0 (кратной 0,5 м); 7,0	В15	4d12 А400
300 300	8,0; 9,0; 10,0	В20	4d12 А400
300 300	11,0; 12,0	В20	4d16 А400
350 350	8,0; 9,0; 10,0 (кратной 1,0 м)	В20	4d12 А400
350 350	11,0; 12,0	В20	4d16 А400
350 350	13,0 - 16,0 (кратной 1,0 м)	В25	8d16 А400
400 400	13,0 - 16,0 (кратной 1,0 м)	В25	8d16 А400

Расчетная (допустимая) нагрузка на сваю определяется по формуле:

, где (33)

γ_g = 1,4– коэффициент надежности по грунту.

Конструирование ростверка

Конструирование ростверка начинают с размещения свай в плане. Желательно сваи размещать в плане фундамента правильными рядами. Оси одиночных свайных рядов должны совпадать с линиями действия нагрузок. Сваи могут располагаться в рядовом или шахматном порядке. Ряды свай располагают на равных расстояниях.

Если сваи висячие, то минимальное расстояние между осями свай принимают не менее 3d.

Если свая стойка, то минимальное расстояние между осями свай принимают не менее 1,5d.

Ленточные фундаменты – сваи располагаются в один, два и три ряда. Расстояние между сваями можно определить из выражения:

, (39)

где k_p – число рядов свай;

N – расчетная нагрузка от сооружения и от веса ростверка, грунта на 1 м длины фундамента, кН/м.

Расстояние от наружной грани сваи до края ростверка (свес) принимается не менее 0,25 м