С учетом действия сил отрицательного трения

Проектирование свайных фундаментов на просадочных грунтах выполняют с учетом полного замачивания основания.

Последовательность расчета:

1) Определяют показатель текучести при полном замачивании основания:

2) Определяют длину сваи с учетом прорезки всех просадочных грунтов и заглубления в непросадочный слой:

L_св=0, 5+(h₁ - d)+

где: h_i -мощность прорезаемых сваей просадочных грунтов, м;

d - глубина котлована, м;

l - заглубление сваи в несущий слой, принимают не менее 0, 5 м.

По табл. 5.4 Приложения подбирается типоразмер сваи.

3) Вычерчивают расчетную схему (М 1: 100, рис. 4.1), на которой показывают геологический разрез, котлован глубиной d и сечение сваи. На схеме строят эпюру распределения просадки грунта от собственного веса S_{sl, g} по глубине z (по результатам задачи №1). С ее помощью определяют участок сваи, на котором действуют силы отрицательного трения. Длину участка определяют от дна котлована до расчетной глубины h_sl, где просадка S_{sl, g}= 5см.

Если просадка грунта от собственного веса S_{sl, g} ≤ 5см, определять силы отрицательного трения не требуется.

4) Вычисляют несущую способность сваи ниже глубины h_sl с учетом положительных сил трения по боковой поверхности сваи:

, кН (4.1)

где: - коэффициенты условий работы сваи, грунта под ее подошвой и по боковой поверхности, в РГР принимают ;

R - расчетное сопротивление грунта под подошвой сваи (табл. 5.5 Приложения), кПа;

А, u – площадь (м²) и периметр (м) поперечного сечения сваи;

- толщина условного слоя, на которые делятся ИГЭ, пройденные сваей, ниже глубины h_sl, но не более 2м;

- расчетное сопротивление трению грунта по боковой поверхности сваи, кПа (табл. 5.6 Приложения).

5) Вычисляют расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунтов в пределах участка h_sl:

φ _I = φ /1, 15 (4.2)

с_I = с/1, 5; кПа (4.3)

6) На схеме (рис. 4.1) строят эпюру напряжений от собственного веса грунтов в водонасыщенном состоянии σ _zg (см. задачу №1).

7) Определяют расчетное сопротивление грунта сдвигу τ _i, которое до глубины h= 6, 0м (от дна котлована) вычисляют по формуле:

τ _i =0, 7· _{zg, i} ·tg φ _{I, i} + с_i, кПа (4.4)

где: σ _{zg i}- среднее значение напряжения от собственного веса грунта в i-м условном слое толщиной h_i на участке h_sl; значения _zg определяют по эпюре (рис. 4.1).

При глубине h < 6м ≤ h_sl значения τ _i принимают постоянными и равными по значению τ _i на глубине 6, 0м.

8) Определяют отрицательную силу трения:

P_n = u τ _i · h_i (4.5)

где: u - периметр поперечного сечения сваи, м;

h_i - толщина условного слоя, на которые делятся грунты, пройденные сваей, до глубины h_sl; принимается не более 2, 0м.

Результаты расчета , τ _i и Р_{n, i} сводят в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

№

zi, м

IL

U, м

Сопротивление трению по боковой поверхности

Отрицательные силы трения по боковой поверхности сваи,

hi

fi

Uγ c hi fi

φ I

cI, кПа

tgφ I

zg

τ I

Pn, кПа

9) Вычисляют расчетную нагрузку на сваю с учетом действия сил отрицательного трения:

N _св = , кН (4.6)

где: γ _к = 1, 4- коэффициент надежности;

γ _с - коэффициент условий работы, зависящий от величины просадки грунта от собственного веса S_{sl, q} (см. задачу №1):

при S_{sl, q} ≤ 5 см γ _с = 0, при S_{sl, q} ≥ 2 S_u, γ _с = 0, 8, для промежуточных значений S_{sl, q} коэффициент γ _с определяют интерполяцией.

Рис. 4.1. Схема к расчету сваи с учетом действия сил

отрицательного трения.