Потребная длина свай-стоек, передающих своими нижними концами нагрузку на материк, подлежит определению на основании изучения геологических разрезов. Длину таких свай можно, с известным приближением, устанавливать также исходя из результатов пробной бойки свай на строительной площадке. Следует, однако, иметь в виду, что фактические длины свай могут существенно отличаться от полученных опытным путем.
Сваи могут передавать нагрузки на грунт либо путем опирання нижних концов на подстилающий пласт, либо за счет поверхностного трения обо все грунты, которые они прорезают. Поверхностное трение может сопровождаться частичным опиранием за счет скоса сваи по ее длине. При всех обстоятельствах в конечном счете нагрузка от свай-стоек прилагается к грунту, окружающему острия свай и находящемуся под ними, от несущей способности которого зависит сопротивляемость свай осадкам. В этом отношении условия нагружения грунта аналогичны с имеющими место под подошвой уширенного фундамента. При забивке свай до плотной (скальной) породы эти соображения теряют свое значение.
Иллюстрируется случай, когда нагрузка сваи-стойки практически полностью передается ее нижним концом на материк. Свая работает как колонна с неопределенной величиной бокового опирания на пронизываемый ею материал. Расстояния между такими сваями в различных кустах должны быть минимальными, какие только позволяют условия производства работ.
Купить тут дробильное оборудование
Случай погружения концов свай в слой плотного песка или гравия без подстилающего слоя пластичной глины или иного подобного грунта, когда имеет место передача нагрузки за счет трения в нижней части, сопровождаемого концевым опиранием. Так как передача нагрузки на песок происходит на нижних частях свай, то несущая способность их определяется этим же свойством данного слоя при любом расстоянии между сваями.
Иллюстрируетс аналогичные условия с той лишь разницей, что принят слой пластичной глины или иного грунта с низкой несущей способностью под слоем песка или гравия. В этом случае решающей является несущая способность поверхности глины. Нагрузка от одиночной сваи или даже от куста может распределяться на достаточную площадь, вызывая лишь незначительную осадку при испытании; но когда выполнен весь фундамент, то взаимное перекрывание зон сжатия может иметь своим последствием чрезмерную непрерывную осадку. Расстояния между сваями, передающими нагрузку какому-либо отложению сжимающегося грунта, должны назначаться так, чтобы не была превышена несущая способность выбранного для этой цели слоя на глубине, составляющей, по крайне мере, полуторакратную ширину всего фундамента.
Иллюстрируется случай полностью висячих свай. Если при этом окружающим грунтом является ил или пластичная глина, то такая конструкция в целом называется висячим свайным основанием. И в этом случае несущая способность ограничивается несущей способностью ненарушенного грунта ниже уровня концов свай, так как общее смещение по направлению вниз выше названного несущего тела грунта вокруг куста определяется податливостью слоев грунта под остриями свай, что характеризует обычные повреждения в случаях нижележащих сжимаемых слоев.
Для этого случая имеют значения еще два дополнительных обстоятельства, а именно: прочность сцепления между грунтом и сваей, т. е. поверхностное трение, и прочность грунта на сдвиг. Величина предельного сдвигающего напряжения в грунте является мерой касательного сопротивления, воспринимаемого грунтом.
Бойка свай в некоторых видах водонасыщенных глин может в конечном счете вызывать перемятие грунта между сваями и под их остриями. Это явление может иметь своим последствием повышенную сжимаемость материала и образование скотьзящего слоя вокруг каждой сваи, сокращающего величину трения. С другой стороны, некоторые глины становятся плотнее после забивки свай. Вопрос этот исключительно сложен и для определенного суждения по поводу свай, проходимых во многих видах водонасыщенных глин и илов, необходимо располагать данными дополнительных изысканий и исследований.
Иллюстрируется случай нахождения свай по всей их длине в слое рыхлого песка с основной задачей уплотнения материала за счет вибрации и поперечного смещения. При забивке достаточного числа этих свай на должных взаимных расстояниях образуется более или менее плотный и прочный блок, примерно ограничиваемый периметром куста свай. При условии отсутствия нижележащего слоя с меньшей несущей способностью показатели такой конструкции определяются несущей способностью рыхлого песка под остриями свай.
Для расчета несущей способности свай существуют формулы, основанные как на динамических, так и на статических представлениях. Динамическими формулами пользуются уже в течение многих лет со сравнительно успешными результатами. Статические формулы пока не получили широкого применения. При пользовании динамическими формулами определяют допускаемую статическую нагрузку, которую способна передать одиночная индивидуальная свая окружающему грунту исходя из замедления движения сваи под действием удара бабы в условиях сопротивляемости грунта.
При всех присущих подобной формуле недостатках и неопределенностях она может служить ориентиром, помогающим инженеру получить в целом достаточно приемлемые надежные и постоянные результаты. Необходимые поправки в отношении длины свай и их числа применительно к требующимся фундаментным нагрузкам могут вноситься уже на месте работ. На крупном строительстве, где условия грунтов, оборудование и самые сваи однотипны, следует проводить пробные бойки с испытанием их под фактическими нагрузками. После этого в формулы вводится соответствующий коэффициент, что дает возможность получать эмпирические, но достаточно правильные значения допускаемых нагрузок. При забивке многих свай должно быть учтено групповое влияние их на массив грунта, в соответствии с чем в формулу вводится эмпирический коэффициент, выведенный на основании соответствующих дополнительных испытаний нагружением.