Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2176.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.73 Mб
Скачать

6.4. Определение степени использования несущей способности сваи

Степень использования несущей способности сваи для крайней коло-

ны определяется по формуле

С

δ =

 

Рг' Nimax

100(%);

(41)

 

 

 

 

 

 

 

 

P'

 

 

 

 

 

г

 

где Ni max – макс мальное усилие для крайней колоны из п. 6.3

 

тепень

 

 

 

несущей способности сваи для средней коло-

спользования

 

ны определяется по формуле

 

 

δ =

1,2Рг' Nimax

100(%).

(42)

 

 

 

1,2P'

 

бА

 

 

 

 

 

г

 

где Ni max – макс мальное усилие для средней колоны из п. 6.3

При этом степень перегрузки свай (при δ<0) не должна превышать

5 %, степень недогрузки (при δ>0) допускается принимать не более 15 %.

 

 

7.

РАСЧЕТ КОНЕЧНОЙ ОС

КИ СВАЙНОГО

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

ФУНД МЕНТА

 

Осадка запроектированного фундамента должна удовлетворять усло-

вию:

 

 

 

 

 

S Su ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(43)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая

расчетом (см. п.7.4);

Su – предельное значение совместной деформации

основания и сооружения, табл.23.

 

 

 

 

Относительная разность осадок [1, прил.4], согласно условию должна

быть:

 

 

 

 

 

S

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(44)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

L u

 

 

где S S

cp

S

кр

39

 

 

 

 

 

 

разность осадок смежных фундаментов средней и

крайней колонны промышленного здания, м;

L – пролет промышленного

здания, м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельные деформации основания фундаментов объектов нового строительства принимается по таблице 23.

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 23

 

 

 

Предельные деформации основания фундаментов

 

 

 

 

(извлечение из СП 24.13330-2011[7])

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельные деформации основания

 

 

 

 

Сооружения

 

 

фундаментов

 

 

 

 

 

Относительная

Крен

Максимальная

 

С

 

 

 

разность осадок

iu

Sumax или сред-

 

 

 

 

 

 

 

 

( s/L)u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

няяSu осадка, см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Производственные

гражданские одно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этажные

многоэтажные здания с полным

 

 

 

 

 

 

 

 

каркасом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здания

 

0,002

10

 

 

железобетонным

 

 

 

 

 

то же, с устройством железобетонных

 

0,003

15

 

 

поясов

ли монол тных перекрытий, а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

также здан

монол тной конструкции

 

0,0016

12

 

 

крупных панелейбескаркасные

 

 

стальным

 

 

 

 

0,004

15

 

 

то же, с устройством железо етонных

 

0,005

18

 

 

поясов

ли монол тных перекрытий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

сооружен я, в конструкциях

 

0,006

20

 

 

которых не возн кают ус л я от неравно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мерных осадок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Многоэтажные

здания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

несущими стенами из:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

крупных блоков или кирпичной кладки

 

0,0020

12

 

 

без армирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то же, с армированием, в том числе с уст-

 

0,0024

18

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

ройством железобетонных поясов или мо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нолитных перекрытий, а такжеАздания мо-

 

 

 

 

 

нолитной конструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1 Расчет осадки свайного куста

 

 

 

 

 

Определяем количество свай n в кусте по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n k Nd

,

 

(45)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c Fd

 

 

 

 

 

 

где n–коэффициент надежности по назначению (ответственности)

 

 

сооружения, принимаем – 1,15;

 

 

 

 

 

 

k

–коэффициент надежности по грунту, тИ.к. несущая способность

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

сваи определена расчетом, принимается равным – 1,4;

 

c

–коэффициент условий работы сваи – 1,15;

 

 

 

 

 

Nd – суммарная нагрузка, передаваемая на сваю, кН по табл.21; Fd – несущая способность сваи по табл.21, кН.

Полученное значение необходимо округлить до целого числа. Нагрузка на одну сваю будет равна:

39

Nсв=Nd/n,

(46)

Выполняем расстановку свай в кусте (рис.9). Расстояние между осями двух соседних свай 3d.

Расстояние от оси крайней сваи до края ростверка 0,15+d/2. Устанавливаем окончательные размеры ростверка в плане ар и bр. Полученные значения округляем до десятых.

При расчете осадок малой группы (n ≤ 25) висячих свай (свайно-

го куста) необходимо учитывать их взаимное влияние. Расчет осадки i-й сваи в группе свай з n свай (свайного куста) при известном распределении нагрузок между ij-й сваями определяется по формуле [7]:

СSi

S(Nсв,i ) ij

 

Nсв, j

,

(47)

 

G L

где S(Nсв,i) – осадка

 

 

 

 

 

1 св

 

 

 

сваи без уширенной пяты, м, определя-

ется по формуле:

 

 

Nсв

 

 

 

 

 

 

S(Nсв,i)

 

,

 

(48)

 

G1Lсв

 

одиночной

 

 

 

 

 

здесь Nсв – верт кальная нагрузка на сваю, МН, по формуле(31);

Gб1 – осредненный модуль сдвига, МПа, определяемый по формуле G1=E0 /2(1+v) в пределах глубины погружения сваи до несущего слоя;E0 – модуль о щей деформации по задаче 1; v – коэффици-

ент поперечной деформации по та л.22. Lсв полная длина сваи, м.

– коэффициент, определяемый по формуле:

 

 

1 ( / )

 

 

 

А,

(49)

 

1

 

 

 

 

 

здесь – коэффициент, соответствующий абсолютно сжатой свае

(ЕА= ), определяется по выражению:

 

 

 

 

 

kvG1Lсв

 

 

 

0,17ln

 

Д,

(50)

 

 

 

 

G d

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

где kv – коэффициент, определяемый по формуле:

 

 

kv=2,82-3,78 +2,18 2 ,

(51)

здесь – осредненное значение коэффициента поперечной дефор-

мации по выражению:

 

 

 

И

 

 

 

41

 

 

(52)

 

 

=( 1+ 2)/2;

 

где 1 осредненный коэффициент поперечной деформации в преде-

лах глубины заложения сваи, 2

в пределах несущего слоя ниже концов

свай принимаются по таблице 24.

 

 

 

 

40

Таблица 24

Коэффициент поперечной деформации v (Извлечение из СП 24.13330-2011[7])

 

Грунты

 

Коэффициент поперечной деформации v

 

 

Крупнообломочные грунты

 

 

 

 

 

 

0,27

 

 

 

Пески и супеси

 

 

 

 

 

 

0,30-0,35

 

 

 

углинки

 

 

 

 

 

 

0,35-0,37

 

 

 

Глины при показателе текучести IL:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL ≤ 0

 

 

 

 

 

 

0,20-0,30

 

 

 

0 < IL ≤ 0,25

 

 

 

 

 

 

0,30-0,38

 

 

 

0,25 < IL ≤ 1

 

 

 

 

 

 

0,38-0,45

 

 

С

 

 

 

4 A ,

 

(53)

 

 

 

 

 

 

 

ности d

 

 

 

 

G2 – модуль сдв га, МПа, определяемый по формуле

 

 

 

G2 =E0 /2(1+v2), в пределах 0,5Lсв от концов свай. Е0

 

 

 

модуль деформации слоя, в котором определяется G2;

 

 

 

d – расчетный диаметр для свай некруглого сечения, в част-

 

бА

 

 

 

стандартных за вных свай заводского изготовления, вычис-

 

ляется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здесь А – площадь поперечного сечения сваи, м2.

 

 

 

1 – параметр, характеризующий увеличение осадки за счет

 

сжатия ствола =

2,12 3/4

,

 

 

 

 

 

 

(54)

 

 

1 2,12 3/4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где – относительная жесткость сваи, по выражению:

 

 

 

 

 

Д

(55)

 

 

 

 

=E

b

A

/G L 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

1 св

 

 

 

здесь Еb – модуль упругости бетона – 20000МПа;

– коэффициент для основания с характеристиками грунта G1 и v1 по формуле:

 

kvG1Lсв

 

 

kvG1Lсв

И

0,17ln

 

2G2a

если

2G2a

1;

(57)

и

 

 

42

 

 

0если

kvG1Lсв

1.

 

 

(58)

 

 

 

 

 

2G2a

 

 

 

 

 

kv L

 

(56)

0.17ln

1

св

.

 

d

 

 

 

где kv1 – коэффициент по формуле (36) при = 1.

– коэффициенты, рассчитываемые в зависимости от расстояния

аij измеряемого между i – й и j – й осями свай определяются исходя из условий:

41

 

 

 

a1

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

 

ap

 

 

a4

 

a6

 

X

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15+d/2

 

4

a5

5

6

 

 

 

 

 

С

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bp

0.15+d/2

 

Р с.12. Схема

 

свай в ростверке и расчета осадки

 

размещения

 

 

 

 

 

7.2 Определен е осадки свайного фундамента (свайного поля)

 

1. Осадка

 

 

свайного фундамента (свайного по-

ля) рассчитывается по формуле:

 

 

 

большеразмерного

sс,

 

 

 

 

 

s=sef +

sp+

(59)

где sef осадка условного фундамента, см;

 

 

sp – дополнительная осадка за счет продавливания свай на

уровне подошвы условного фундамента, см;

 

 

 

 

А

 

 

sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай, см

 

Расчет осадки условного фундамента производят методом по-

слойного суммирования деформаций линейно-деформируемого осно-

вания с условным ограничением сжимаемой толщи.

 

 

 

 

 

 

Д

 

1.Определение размеров условного фундамента

 

 

Расположение

границ

условного

фундамента

показано

на

рис.13.

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DL

 

 

0,5a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5a

 

 

hf

 

 

 

 

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FL

 

 

 

 

 

 

 

 

aу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р с.13. Схема к определению размеров

 

напря2. Проверка

 

 

условного фундамента

 

 

 

женийна уровне нижних концов свай

На уровне н жн х концов свай давление в грунте р от нормативных

нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р ≤ R.

 

 

 

 

 

 

 

Для проверки давления на уровне нижних концов свай определяют

давление под подошвой условного фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

f

 

 

,

 

 

 

 

(60)

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aybу

 

 

 

 

 

 

 

здесь f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равное 1,2;

N – нагрузка от надфундаментной части, кН, по табл.40;

ау

– длина условного фундамента, м;

 

 

 

 

 

 

bу

– ширина условного фундаментаД, м;

Gнормативный вес условного фундамента, кН, по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

Gуф= ау bу hf ,

 

 

 

 

 

(61)

где – осредненный объемный вес бетона и грунта, равный 20 кН/м3;

hf – высота условного фундамента от уровень планировки (DL) до

уровня нижних концов свай (FL), м;

 

 

 

 

И

4.Определяем расчетное сопротивление грунта на уровне нижних

концов свай c учетом ширины условного фундамента bу по формуле:

 

R c1 c2 (M

 

k

z

b

II

M

d

'

c

II

M

c

).

(62)

 

k

 

 

 

 

44g 1

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициенты: с1, с2 ,k,M ,kz ,b, II ,Mg ,d1, II'

,cII ,Mс

те же, что в за-

даче 1 для несущего слоя основания.

 

 

 

 

 

 

 

43

Вформуле (92) b = bу , а d=hf (рис.18).

4.Определение осадки условного фундамента sef и нижней границы сжимаемой толщи основания.

Для определения осадки условного фундамента sef и нижней грани-

цы сжимаемой толщи основания, сжимаемую толщу грунта делят на эле-

С

 

 

 

 

 

 

менты, толщина которых hi не должна превышать 0,4bу. Границы элемен-

тов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта, т.к.

модули деформации грунтов для каждого слоя основания различны.

 

Выч сляем верт

кальные напряжения от собственного веса грунта:

 

При

n

 

 

hi i .

 

(63)

 

 

 

 

zg

 

 

 

 

 

 

i

 

 

где i

hi – соответственно удельный вес и толщина hi каждого слоя

грунта.

 

 

 

 

 

 

 

расчете пр родного давления грунтов, расположенных ниже уров-

ня подземных вод, нео ходимо учитывать взвешивающее действие воды. В

этом случае вместо

i

спользуют iвзв .

 

 

При определен

 

пр родного давления на кровле слоя водонепрони-

цаемого грунта (гл на, суглинок при IL≤0≤0,25) необходимо учитывать до-

полнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле:

 

 

 

 

 

 

pw whw ,

 

(64)

где hw – мощность грунта от уровня грунтовых вод (WL )

до кровли во-

донепроницаемого грунта, м

Д

 

w

 

 

 

 

 

удельный вес воды=9,81 кН/м3.

 

 

НапряжениебАот давления, создаваемого сооружением, под центром

подошвы фундамента на глубине z от его подошвы, вычисляется по фор-

муле:

 

 

 

 

p ,

 

 

 

 

 

 

 

 

(65)

где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по табл.25, в зависимости от соотношения сторон

прямоугольного фундамента n

aу

и относительной глубины

2z

 

 

, зна-

by

 

 

 

by

чения z отсчитываются от подошвы условного фундамента до кровли ка-

ждого слоя hi.

И

44

 

 

 

 

Коэффициент (извлечение из СП 22.13330-2016[5])

Таблица 25

 

 

 

 

 

 

 

 

2z

 

прямоугольных с соотношением сторон, n aу равным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

by

 

 

 

 

by

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

1,4

 

1,8

2,4

 

3,2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

4

5

 

6

 

7

 

 

0

 

1,000

1,000

 

1,000

1,000

 

1,000

 

1,000

 

 

0,4

 

0,960

0,972

 

0,975

0,976

 

0,977

 

0,977

 

 

0,8

 

0,800

0,848

 

0,866

0,876

 

0,879

 

0,881

 

 

1,2

 

0,606

0,682

 

0,717

0,739

 

0,749

 

0,754

 

 

 

и

 

0,578

0,612

 

0,629

 

0,639

 

 

1,6

 

0,449

0,532

 

 

 

 

 

2,0

 

0,336

0,414

 

0,463

0,505

 

0,530

 

0,545

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,4 0,257

0,325

 

0,374

0,419

 

0,449

 

0,470

 

 

2,8

0,201

0,260

 

0,304

0,349

 

0,383

 

0,410

 

 

3,2

0,160

0,210

 

0,251

0,294

 

0,329

 

0,360

 

3,6

 

бА

 

0,285

 

0,319

 

0,131

0,173

 

0,209

0,250

 

 

 

 

4,0

0,108

0,145

 

0,176

0,214

 

0,248

 

0,285

 

 

4,4

0,091

0,123

 

0,150

0,185

 

0,218

 

0,255

 

 

4,8

0,077

0,105

 

0,130

0,161

 

0,192

 

0,230

 

 

5,2

0,067

0,091

 

0,113

0,141

 

0,170

 

0,208

 

 

5,6

0,058

0,079

 

0,099

0,124

 

0,152

 

0,189

 

 

6,0

0,051

0,070

 

0,087

0,110

 

0,136

 

0,173

 

 

6,4

0,045

0,062

 

0,077

0,099

 

0,122

 

0,158

 

 

6,8

0,040

0,055

 

0,064

0,088

 

0,110

 

0,145

 

 

7,2

0,036

0,049

 

0,062

0,080

 

0,100

 

0,133

 

 

7,6

0,032

0,044

 

0,056

0,072

 

0,091

 

0,123

 

8,0

0,029

0,040

 

Д

 

 

 

0,051

0,066

 

0,084

 

0,113

 

 

8,4

0,026

0,037

 

0,046

0,060

 

0,077

 

0,105

 

 

8,8

0,024

0,033

 

0,042

0,055

 

0,071

 

0,098

 

 

9,2

0,022

0,031

 

0,039

0,051

 

0,065

 

0,091

 

 

9,6

0,020

0,028

 

0,036

0,047

 

0,060

 

0,085

 

10,0

0,019

0,026

 

0,033

И

 

 

0,043

 

0,056

 

0,079

 

 

10,4

0,017

0,024

 

0,031

0,040

 

0,052

 

0,074

 

 

10,8

0,016

0,022

 

0,029

0,037

 

0,049

 

0,069

 

 

11,2

0,015

0,021

 

0,027

0,035

 

0,045

 

0,065

 

 

11,6

0,014

0,020

 

0,025

0,033

 

0,042

 

0,061

 

 

12,0

0,013

0,018

 

0,023

0,031

 

0,040

 

0,058

 

 

 

 

p – среднее давление под подошвой фундамента по формуле (90).

 

 

 

Осадку условного фундамента sef

определяют путем суммирова-

ния осадок по элементам слоёв hi. Расчет ведут в табличной форме, табл.26.

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 26

2z

z by ,

 

 

p,

 

 

кПа,

 

n

 

 

 

 

 

 

 

, м

zg,i

ihi ,

 

0,5

 

by

2

 

 

=

кПа

 

i

 

i 1

zy,i zg,i

zg,i

 

i

h

 

 

 

м

 

zp,i

h

 

 

кПа

 

 

 

 

 

 

i

 

кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

4

 

 

6

 

7

 

8

9

После этого строят эпюры zg,i,

,i

и zy,i

(рис.14). Находят ВС

(НГ Т – н жняя гран ца сжимаемой толщи),

горизонт, при котором со-

блюдается услов

е zp

0,5 zg ).

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

DL

0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разнов дность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИГЭ1

грунта ИГЭ 1

 

h 1

 

 

 

 

Dd

 

 

 

 

,кН/м3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Разнов дность

 

 

WL

 

 

 

 

 

 

 

 

игрунта ИГЭ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,кН/м3;

 

h 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИГЭ2

в,кН/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dhw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

zg,0

 

 

 

zp,0=p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разновидность

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

грунта ИГЭ 3

 

 

 

FL

Hhi

 

 

 

 

 

ИГЭ3

,кН/м3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z,1м

z,2м

 

 

 

 

 

 

сс,кПа;

 

 

 

Эпюра zg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,градбА;

 

 

 

Е,кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпюра zp

 

Нс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпюра zy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B.C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мz,i

 

0.5 zg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

Рис. 14. Схема к определению осадки условного фундамента:

 

 

DL — отметка планировки; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

подземных вод; В.С — нижняя граница сжимаемой толщи; p — среднее давление

под подошвой фундамента; σzg и σzg,0 вертикальное напряжение от собст-

венного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от

подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzy,i — вертикальное напряжение

от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глуби-

 

не z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи

 

 

46

Осадку условного фундамента sef определяют по формуле:

n

(

zp,i

 

zy,i

)h

n

 

zy,i

h

 

 

Sef

 

 

i

 

 

i

,

(66)

 

 

Ei

 

 

Ee,i

i 1

 

 

 

 

i 1

 

 

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzp,i – среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

hi

толщ на i-го слоя грунта, см;

значение

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного

Снагружен я, кПа;

вертикального напряжения в i-м слое

σzy,i

среднее

 

грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы

 

бА

 

фундамента, от со ственного веса выбранного при отрывке

 

котлована грунта, кПа;

Ее,i модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружен я, кПа, принимается равным 5Еi;

п – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

5.Определяем дополнительную осадку sp за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента.

Величина осадки продавливания s зависит от шага свай в свайном поле, причем шаг может быть переменнымДp . Расчет следует выполнять

применительно к цилиндрическому объему (ячейке), в пределах которого все точки находятся ближе к оси данной сваи, чем к осям остальных свай

(это не относится к крайним сваям). Площадь горизонтального поперечно-

го сечения ячейки равна а2, где а – шаг свайного поля в окрестности дан-

 

 

 

 

 

 

 

 

И

ной сваи. Грунт в объеме ячейки делится на две однородные части: в пре-

делах длины сваи Lсв с модулем общей деформации Е1 и коэффициентом

поперечной деформации 1, ниже -

с аналогичными параметрами Е2

и 2.

(В общем случае неоднородного по глубине основания эти параметры по-

лучаются осреднением, рис. 12.).

 

 

 

 

 

 

 

Внешняя нагрузка на ячейку составляет: P=p .

(67)

 

 

 

 

 

 

2

 

здесь – площадь поперечного сечения ячейки, рис.12,= π (0,564a) ;

p – среднее давление под подошвой фундамента (45).

 

Осадка продавливания sp (в общем случае 0<Е1≤Е2) будет равна:

 

Sр

 

 

Sp1

 

 

,

(68)

Sp1

 

E

E

 

 

 

(1

1

)

1

 

 

 

 

 

Sp0

 

E2

 

 

 

 

E2

 

47

где Е1 модуль общей деформации, кПа, в пределах длины сваи Lсв, без учета заделки сваи в ростверк. В случае неоднородного по глубине основания этот параметр получают осреднением значений

Еi, рис.11.

Е2 модуль общей деформации, кПа, несущего слоя основания;

С

 

 

 

 

 

 

 

 

Sp1– осадка продавливания, для случая однородного основания

(E1=E2, 1= 2), определяется по формуле:

 

 

 

 

(1

2) p

 

 

 

 

 

 

 

Sp1

 

2

(a 1,5dс),

 

(69)

 

4E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где 2 – коэфф ц ент поперечной деформации несущего

 

слоя основания по табл.22;

 

 

 

 

 

а

бА

 

 

шаг свайного поля вблизи рассматриваемой сваи, м,

рис.12;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иdс – д аметр сваи, принимается равной = 0,30 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

а

а

 

ростверквзаделки)

 

 

 

Свая

 

 

 

 

 

 

 

 

Дr

 

 

r= 0.564a

а

учета без

 

 

 

 

 

 

r

 

 

(

И

 

 

 

 

свL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dc

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hсж

 

 

Свая

Рис.15. Расчетная схема метода ячейки

48

Sp0 – осадка идеальной сваи при (E1=0) определяется по выраже-

нию:

С

 

 

 

 

Sp0

 

 

(1 22)(1 k)Р

,

 

 

(70)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dс E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где k

A

 

, здесь А – площадь опирания сваи на грунт,м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sс – дополн

тельная осадка за счет сжатия ствола свай опреде-

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sc

P(Lсв a)

,

 

 

 

 

 

(71)

 

 

 

 

 

 

 

 

Eb

A

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

где Р – внешняя нагрузка на ячейку, кПа, по формуле (52);

Lсв – дл на сваи

ез учета заделки в ростверк = Lсв - 0,05, м;

 

Еb модуль упругости

етона сваи – 20 106 кПа.

 

 

 

 

 

 

8.

ПОДБОР М РКИ СВАИ

 

Подбор марки сваи сводится к подготовке исходных данных для

расчета по программе КОСТ-2.

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перемещение несущего элемента от единичной силы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FF 3Е I 0,8,

 

 

 

 

(72)

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

С0

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В0

 

.

 

 

 

(73)

 

 

 

 

 

 

 

2E I 0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

b

 

 

 

 

 

 

 

Перемещение несущего элемента от единичного момента:

 

 

 

 

 

 

MM

 

 

 

 

,

 

 

 

(74)

 

 

 

 

 

 

э

E I 0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

где A0, В0, С0 коэффициенты, определяемые по табл 15, при

 

 

= эh,

l

если l > 4, то l = 4, т.к. сопряжение свай с ростверком принято шар-

нирным;

49

 

Значение коэффициентов A000

Таблица 27

 

 

 

 

(извлечение из СП 24.13330.2011)

 

 

 

Приведенная глубина погружения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сваи

 

 

 

При опирании сваи на нескальный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грунт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

72,004

 

192,026

576,243

 

 

и

 

 

 

50,007

 

111,149

278,069

 

 

0,6

 

 

 

 

 

С0,7

 

 

 

36,745

 

70,023

150,278

 

0,8

 

 

 

28,140

 

46,943

88,279

 

0,9

 

 

 

22,244

 

33,008

55,307

 

 

бА

24,106

36,486

 

1,0

 

 

 

18,030

 

 

1,1

 

 

 

14,916

 

18,160

25,123

 

1,2

 

 

 

12,552

 

14,041

17,944

 

1,3

 

 

 

10,717

 

11,103

13,235

 

1,4

 

 

 

9,266

 

8,954

10,050

 

1,5

 

 

 

8,101

 

7,349

7,838

 

1,6

 

 

 

7,154

 

6,129

6,268

 

1,7

 

 

 

6,375

 

5,189

5,133

 

1,8

 

 

 

5,730

 

4,456

4,299

 

1,9

 

 

 

5,190

 

3,878

3,679

 

2,0

 

 

 

4,737

 

3,418

3,213

 

2,2

 

 

 

4,032

 

2,756

2,591

 

2,4

 

 

 

3,526

 

2,327

2,227

 

2,6

 

 

 

3,163

 

2,048

2,013

 

2,8

 

 

 

2,905

 

1,869

1,889

 

3,0

 

 

 

2,727

 

1,758

1,818

 

3,5

 

 

 

2,502

 

1,641

1,757

 

 

 

Д2,441 1,621

1,751

 

 

αэ – коэффициент деформации; Н – фактическая глубина погружения

 

сваи.

 

 

 

 

 

 

И

 

э

5

Кdp

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

(75)

 

 

3E I

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

где К, кН/м4 коэффициент пропорциональности грунта определяемый по формуле

50

 

K h h 2h

2

K

2

h2

 

K

1 1 1

 

2

;

(76)

hm2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где h1 , h2 – мощности первого и второго слоев грунта (сверху вниз) в пределах hm = h1 + h2,м;

К12 – соответственно коэффициенты пропорциональности слоев грунта, кН/м4, табл.28;

 

 

 

 

 

 

Таблица 28

 

 

 

Коэфф циент пропорциональности К,

 

 

(

звлечен е из табл.1 прил.1 СНиП 2.02.03-85)

 

Грунты, окружающ е сваи, и их характеристики

Коэффициент пропорциональ-

 

ности К, кН/м4

С

 

 

 

 

крупные (0,55

е 0,7); глины и суглинки твер-

18 000-30 000

 

дые (IL < 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пески мелк е (0,6 е 0,75); пески средней крупности

12 000-18 000

 

(0,55 е 0,7), супеси твердые (IL < 0); глины и суг-

 

линки тугопласт чные

полутвердые (0 IL 0,75)

 

 

Пески

 

 

Пески пылеватые (0,6 e 0,8); супеси пластичные (0

7000-12 000

 

IL 0,75); гл ны

сугл

нки мягкопластичные (0,5

 

IL 0,75)

 

 

 

 

 

 

Глины и суглинки текучепластичные (0,75 IL 1)

4000-7000

 

Пески гравелистые (0,55

0,7);

 

 

 

крупнообломочные

50 000-100000

 

грунты с песчаным заполнителем

 

 

 

Пр имеч ани я:

1. Меньшие значения коэффициента соответствуют более

высоким значениям показателяАтекучести IL глинистых и коэффициентов пористости е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения коэффициента К - соответственно более низким значениям IL и е. ля грунтов с промежуточными значениями характеристик IL и е значения коэффициента определяются интерполяцией.

 

 

 

 

 

И

Еb – модуль упругости материала сваи принимается по табл.29 с ко-

эффициентом условия работ γш =Д0,8

 

 

Модуль упругости бетона

 

Таблица 29

Класс бетона

В15

 

В20

В25

 

В30

В35

 

Еb ,кПа

20,5·106

 

24,0·106

27·106

 

29,0·106

31·106

 

dp – расчетный диаметр, м, ствола свай определяется по формуле:

dp=Kэ(1,5dc+0,5), (77)

где Kэ=1 – для прямоугольного сечения сваи;

I – момент инерции поперечного сечения сваи (по таблице 30);

51

Таблица 30

Данные по типовым сваям из обычного железобетона

 

ечение

Площадь

Момент

 

 

 

Класс

Тип

 

 

инерции

 

Длина, м

 

 

 

сваи, см

сечения, м2

4

 

бетона

армирования

 

 

 

 

 

 

 

сечения, м

 

 

 

 

 

 

 

30х30

0,09

 

 

 

0,000675

 

4-8

 

В20

2 - 7

 

 

 

 

 

 

9-12

 

В25

2 - 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 - 12

 

В25

2 - 7

 

 

35х35

0,1225

 

 

 

0,001225

 

13

 

В30

2 - 7

 

 

 

 

 

 

14

 

В30

3 - 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 - 16

 

В30

4 - 7

 

 

dс – размер поперечного сечения сваи, м.

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hm

 

 

слоев грунта (рис. 16), определяющих в основ-

 

ном работу свай на гор зонтальные нагрузки:

 

 

 

 

мощности hm=3,5dc+1,5.

 

(78)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Схема к определению

 

 

приведенного значения коэффициента

 

 

 

 

 

 

 

 

пропорциональности грунта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

Приведенное значение K получают из предположения, что влияние различных значений Ki на работу сваи уменьшается до нуля в

пределах

Момент в голове сваи

 

Мв=0,

(79)

Поперечная сила в голове сваи

 

Qв=Qx /n,

(80)

где п – количество свай;

52

Qx – принимаем по табл.3, графа 21 соответственно для средней и

крайней колонн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l0 свободная длина сваи, l0=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет изгибающего момента Мz

осуществляется с помощью ЭВМ по

программе КОСТ – 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При свободном опирании ростверка на сваи принимается MB=0.

N – количество сечений свай, в которых вычисляем вышесказанные вели-

чины

 

 

при

l

эh 4,принимаем N=18; при

l

3,5

N=17;при

l

≤3,0;

N

 

 

l

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ничной

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные для расчета сводятся в табл. 31.

 

 

 

Таблица 31

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные к расчету Mz, Qz, P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перемещен е свай от ед

FF

 

 

 

м/кН

 

 

силы

 

 

 

 

 

Перемещен е свай от ед

FM

 

 

 

І/кН

 

 

силы

 

 

 

 

 

Перемещен е свай от ед ничного

MM

 

 

 

І/(кН·м)

 

 

момента

 

 

 

 

 

Момент в голове сваи

МВ

 

 

 

кН·м

 

 

Поперечная сила в голове сваи

QB

 

 

 

кН

 

 

Свободная длина сваи

l0

 

 

 

м

 

 

Коэффициент деформации сваи

э

 

 

 

І/м

 

 

Жесткость сечения ствола сваи

EJ

 

 

 

кН/м2

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

Коэффициент пропорциональности

 

4

 

 

 

 

грунта

K

 

 

 

кН/м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число сечений

N

 

 

 

-

 

 

 

Наибольший момент по длине элемента устанавливается по эпюре Mz.

Марку сваи определяют по типовомуДпроекту 1.001–10.1[8].

Маркировка свай. Железобетонные сваи маркируются в соответст-

вии с требованиями ГОСТ 19804–89.

Пример маркировки сваи:

Свая обычной ударостойкости, например С 80.30–2

С – свая сплошного квадратного сечения; И

80

– длина сваи, дм;

30

– сечение сваи, см;

2

– тип армирования (табл.32).

53

Таблица 32

Условные обозначения типа армирования свай

 

 

Условные

Диаметр и класс

Условные

Диаметр и класс

 

обозначения

продольной

обозначения

продольной

 

армирования

арматуры

армирования

арматуры

 

 

 

1

10AI

8

14AIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

10AII

9

16AIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

10AIII

10

18AIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

12AI

11

20AIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

12AII

12

22AIII

С

 

 

 

 

 

 

6

12AIII

13

25AIII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

14AII

 

 

 

проверки

 

 

Для

 

свай на внецентренное сжатие, прочности и раскры-

тия трещ

н от эксплуатационных нагрузок допускается пользоваться

графиками (

.10-15).

 

 

 

На графиках приведены предельные усилия М (изгибающий мо-

мент относительнотаблпродольной оси сваи в кНм) и N (нормальная сила

вдоль оси сваи в кН), сечении сваи от внешних нагрузок.

По графикам определяютАположение точки с координатами М и N для принятого класса бетона при определенной величине раскрытия трещин. Если точка с координатами М и N лежит ниже кривой, соответствующей принятому сечению и армированию свай, то выбранная свая удовлетворяет расчету на внецентренное сжатие по прочности и

55

 

раскрытию трещин, если точка лежит выше – не удовлетворяет. В

последнем случае, воспользовавшись этими же графиками, можно

Д

подобрать соответствующее расчету армирование сваи.

Пример работы с графиками приведен на рисунке 17.

 

И

54

Си

бАРис.17. Пример ра оты с графиком для проверки

прочности железобетонных свай Д И

55

Си бА Д

Рис. 18 Сваи сечением 30х30 смИ. Бетон В25

56

Си бА Д

Рис.19 Сваи сечением 30х30 смИ. Бетон В20

57

Си бА Д И

Рис.20 Сваи сечением 35х35 см. Бетон В30

58

Си бА Д И

Рис.21 Сваи сечением 35х35 см. Бетон В20

59

Си бА Д И

Рис.22 Сваи сечением 35х35 см. Бетон В25

60

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]