Несущая способность сваи

В этом режиме определяется несущая способность свай-стоек и висячих свай, работающих на вертикальную сжимающую нагрузку F_d и вертикальную выдергивающую нагрузку F_du. Рассматриваются забивные, набивные, буровые сваи, а также сваи-оболочки в соответствии с требованиями раздела 4 СНиП 2.02.03–85 (раздел 7.2 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011, раздел 8.1 «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в г. Москве»), а также с требованиями раздела 5 «Руководства по проектированию свайных фундаментов». При определении несущей способности свай учтены особенности их проектирования в сейсмических районах (раздел 11 СНиП 2.02.03–85, раздел 12 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011 и раздел 12 «Руководства по проектированию свайных фундаментов»). Если в качестве норм проектирования выбран ДБН В.2.1-10-2009, то учтены требования п. Н.7 приложения Н этого ДБН.

В расчете учитывается возможное наличие (устройство) на конце свай уширения, а также сохранение или удаление грунтового ядра в сваях-оболочках при заполнении их внутренней полости бетоном. Учитывается также возможность планировки прилегающей территории (срезкой, подсыпкой или намывом), а также наличие котлована в месте устройства сваи. Коэффициенты условий работы сваи в грунте — γ_c, под нижним концом сваи — γ_cr, а также по боковой поверхности сваи — γ_cf задаются пользователем самостоятельно (при этом есть возможность выбора этих коэффициентов из представленного набора).

Подготовка данных

На странице Общие данные в группе Сваи-стойки или Висячие сваи указывается вид сваи. В зависимости от вида сваи из выпадающих списков выбираются значения коэффициента надежности грунта γ_g, коэффициентов условий работы сваи в грунте γ_c и грунта под нижним концом сваи γ_cR.

Если площадка строительства находится в сейсмическом районе и указана висячая свая, то следует активизировать соответствующий маркер и выбрать в появившихся списках класс бетона, расчетную сейсмичность площадки и повторяемость сейсмического воздействия, а также задать в таблице значения расчетных нагрузок (M и Q), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмического воздействия. Для сваи-стойки дополнительные данные не требуются и для учета сейсмического района достаточно активизировать маркер.

Следует обратить внимание, что в существующей редакции СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» отсутствуют информация о повторяемости землетрясений, хотя в таблице 12.1 Свода правил есть ссылка на эти данные. Вероятно, эти данные следует брать из старой редакции СниП II-7-81*.

На странице Конструкция в зависимости от выбранного типа сваи назначается сечение сваи и его размеры, а также вводятся дополнительные данные. Для различных видов сваи-стойки это может быть глубина заделки сваи в скальный грунт и, если свая полая, высота заполнения полости бетоном.

Для висячих свай к дополнительным данным относятся также глубина погружения нижнего конца сваи, глубина котлована, параметры планировки территории, а для сваи с уширением — диаметр уширения и характер сопряжения сваи с ростверком (шарнирное или жесткое).

При задании размеров сечения сваи предусмотрена возможность сохранить их под уникальным именем в базе данных (кнопка — $image\underg_2.jpg$ ), а также загрузить из базы (кнопка — $image\underg_1.jpg$ ). Контроль сечения выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — $image\print_preview.png$ .

Характеристики грунтов задаются в таблице на одноименной странице. Перед вводом характеристик очередного слоя грунта (включая первый) следует нажать кнопку Добавить, после чего в таблице будет добавлена новая строка. Тип грунта выбирается из списка. Если выбран песчаный грунт, то в списке столбца Разновидность песка устанавливается его вид. Для пылевато-глинистых грунтов необходимо задать показатель текучести. Для удаления строки или нескольких подряд идущих строк необходимо отметить эти строки (установить курсор на номер слоя и нажать левую кнопку мыши; не отпуская кнопку, провести курсором по номерам других удаляемых слоев) и нажать кнопку Удалить.

Поскольку при расчете несущей способности сваи СНиП требует информацию о том, является ли тот или иной слой песчаного грунта плотным, — в таблице грунтов для песков запрашивается информация о коэффициенте пористости. Вывод о плотности делается на основании рекомендаций таблицы 10 Пособия к СНиП.

Если висячая свая расположена в сейсмическом районе, то для песчаных грунтов следует дополнительно задать информацию о водонасыщенности того или иного слоя (маркер Водонасыщенность в соответствующих строках таблицы грунтов).

Контроль заданного пакета грунтов выполняется нажатием кнопки Предварительный просмотр — $image\print_preview.png$ .

Результаты расчета

Расчет выполняется после нажатия кнопки Вычислить. Результаты расчета в установленных в настройках единицах выдаются на странице Результаты и включают следующие величины:

а) для сваи-стойки — несущая способность сваи, работающей на вертикальную нагрузку F_d;

б) для висячей сваи — несущая способность сваи, работающей на вертикальную нагрузку F_d, и несущая способность сваи, работающей на выдергивающую нагрузку F_du. Кроме того, для висячих свай строятся графики зависимости F_d и F_du от глубины погружения сваи.

По результатам расчета может быть сформирован отчет (кнопка Отчет), который создается в RTF формате и автоматически загружается в ассоциированное с этим форматом приложение (например, MS Word).

Ограничения реализации

Не рассматриваются забивные сваи, опирающиеся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6.
Не рассматриваются пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, винтовые и бурозавинчивающиеся сваи.
Не учтены примечания 4–7 к табл. 1 (табл. 7.1 СП 50-102-2003, табл. 7.2 СП 24.13330.2011), примечания 3–4 к табл. 2 (табл. 7.2 СП 50-102-2003, табл. 7.3 СП 24.13330.2011), а также примечания к табл. 7 СНиП 2.02.03–85 (табл. 7.7 СП 50-102-2003).
Не учитываются отрицательные (негативные) силы трения грунта на боковой поверхности свай.

Несущая способность сваи по сопротивлению материала ствола

Проверка несущей способности сваи по сопротивлению материала ствола выполняется с учетом требований пунктов 3.7 и 3.8 СНиП 2.02.03-85 (пп. 7.1.8, 7.1.9 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011). При этом по п. 3.7 учитывается только первый абзац и длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта принята равной нулю (l₀=0).

Проверка прочности материала сваи выполняется в режиме Сопротивление ж/б сечений программы АРБАТ. Из программы ЗАПРОС в АРБАТ передаются тип сечения и размеры сваи, а также расчетная длина и характеристики тяжелого бетона с учетом коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства свайных работ.

В этом режиме рекомендуется следующий порядок выполнения операций:

инициализировать в программе ЗАПРОС режим Несущая способность сваи;
задать исходные данные и выполнить расчет
на странице Результаты нажать кнопку $image\save.png$ — Сохранить данные для анализа несущей способности по материалу в программе АРБАТ;
в появившемся диалоговом окне Дополнительные данные указать способ производства свайных работ и нажать кнопку ОК;
в диалоговом окне указать директорию и имя файла (с расширением .sav), в котором сохраняются данные, необходимые для проверки несущей способности;
загрузить программу АРБАТ и инициализировать режим Сопротивление ж/б сечений;
в разделе меню Файл выбрать операцию Открыть и загрузить ранее указанный файл, сформированный программой ЗАПРОС;
дополнить недостающие данные, необходимые для проверки сечения сваи (класс продольной и поперечной арматуры, величину защитного слоя, положение, диаметр и количество стержней продольной арматуры, диаметр, шаг, и количество стержней поперечной арматуры);
выполнить анализ кривых взаимодействия.

Проверка сваи по материалу ствола выполняется как для железобетонного элемента, согласно требований СНиП или СП, регламентирующих расчет железобетонных конструкций (см. п.3.6 СНиП 2.02.03-85, п. 7.1.7 СП 50-102-2003 или СП 24.13330.2011).