![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет одиночных свай и свайных групп по деформациям
1. Осадки свай, как и осадки фундаментов на естественном основании, согласно СНиП II-15-74, определяются при помощи расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства. 2. Рассматриваются сваи длиной l и диаметром d, расположенные в двухслойном основании. Верхний слой толщины l, который сваи прорезают, имеет модуль сдвига G1 и коэффициент Пуассона m1, а нижний, на который опираются сваи, представляет собой однородное линейно-деформируемое полупространство с характеристиками G2 и m2. Здесь Gi = Eoi /2(1 + mi), где Еoi — модуль общей деформации i -го слоя. Осадка головы сваи под действием приложенной к ней вертикальной нагрузки Р равна:
Безразмерный коэффициент b определяется по формуле
где b* = 0, 171 ln (km G1 l/G2d) — коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (EF =¥); a* = 0, 171 ln (km1 l/d) — тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G1 и m1; c1 = EF/G1l2 — относительная жесткость сваи; EF — жесткость ствола сваи на сжатие; l1 — определяется по графику на рис. 1 при c = c1; km — определяется по формуле (3) при m = (m1 + m2)/2; km1 — определяется по формуле (3) при m = m1. 3. Коэффициент km, входящий в формулы для определения коэффициентов b* и a*, вычисляется по формуле km = 2, 82 — 3, 78m + 2, 18m2. (3) Показатель l, определяющий увеличение осадки за счет сжатия ствола, берется по графику на рис. 1. Рис. 1. График зависимости l (х) 4. Формулами (1), (2) можно пользоваться при нагрузках, не превосходящих предела пропорциональности, и при условии l/d > 5, G1l / G2d > 1. В качестве предела пропорциональности можно в первом приближении принять несущую способность свай, определенную по формуле (7) СНиП II-17-77, с учетом коэффициента надежности. Для случая G1l / G2d < 1, когда свая работает как свая-стойка, а также для свай со значительным уширением пяты, передающих нагрузку в основном через пяту, осадку головы можно приближенно подсчитать по формуле
Здесь первый член дает осадку пяты сваи как полусферического штампа диаметром d п на однородном полупространстве (коэффициент 0, 22 соответствует значению коэффициента Пуассона m2 = 0, 33), а второй определяет сжатие ствола сваи. 5. При подсчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимовлияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии w (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка Р, равна:
где
km — определяется по формуле (3) при m = (m1 + m2)/2. 6. В отличие от формул (1), (2), которые справедливы только при нагрузках, не превышающих предел пропорциональности, формулы (5), (6) работают при любых нагрузках. 7. Для того чтобы от основания общего вида перейти к двухслойному, описанному в п. 2, нужно осреднить по глубине деформативные характеристики грунта вокруг сваи и под ней. При этом G1 и m1 определяются осреднением соответствующих характеристик грунтов, залегающих до глубины l, равной длине сваи, а для определения G2 и m2 осредняют характеристики грунтов, залегающих на глубину l до 1, 5 l, т.е. на глубину 0, 5 l ниже острия сваи. Осреднение проводится по формуле
где Х — рассматриваемая характеристика; hi — толщина i -го слоя грунта, в пределах которого изменением характеристики Х можно пренебречь. 8. Таким образом, расчет осадки каждой сваи в группе при заданном распределении нагрузок между сваями включает: а) определение деформативных характеристик основания G1, m1, G2, m2; б) определение осадки сваи под действием приложенной к ней нагрузки; в) определение дополнительных осадок от действия нагрузок, приложенных к сваям, находящимся от данной на расстоянии, не превышающем kmG1l /2 G2; г) суммирование осадок, определенных в пп. «б» и «в». 9. В случае когда распределение нагрузок между сваями в группе неизвестно, формулы (1), (4) и (5) могут использоваться для расчета взаимодействия свайного фундамента с надфундаментной конструкцией. При этом для определения нагрузок на сваи удобно использовать метод сил строительной механики. Пример расчета. Рассмотрим куст, состоящий из трех буронабивных свай диаметром 0, 6 м и длиной 16 м. Расстояние между осями свай w = 2 м (рис. 2, 3). Грунт от поверхности до глубины 8, 5 м представляет собой суглинок с модулем деформации Е¢ о = 1000 тс/м2 и коэффициентом Пуассона m¢ = 0, 36. Ниже залегает супесь с параметрами деформируемости Е ¢ ¢ о = 2300 тс/м2 и m¢ ¢ = 0, 33. Рис. 2. Свая и деформативные параметры основания Рис. 3. План свайного куста Определим деформационные характеристики приведенного двухслойного основания по п. 7:
Подсчитаем все необходимые для расчета коэффициенты и параметры: km1 = 2, 82 ‑ 3, 78× 0, 35 + 2, 18× 0, 352 = 1, 77;
km = 2, 82 ‑ 3, 78× 0, 34 + 2, 18× 0, 342 = 1, 79;
Модуль Юнга материала ствола сваи Е = 2× 106 тс/м2, поэтому жесткость ствола на сжатие
Относительная жесткость сваи
По графику (см. рис. 1) находим l1 = 0, 85;
таким образом полная осадка каждой сваи, если все сваи загружены одинаковой нагрузкой Р, равна (с учетом взаимовлияния):
При P = 300 тс S = 1, 32× 10-4× 300 = 3, 96× 10-2» 4 см. 10. Расчет винтовой сваи, работающей на вдавливающую или выдергивающую нагрузку, по деформациям сводится к ограничению расчетной осевой нагрузки N, тс, действующей на сваю от сооружения (при коэффициенте перегрузки, равном единице): N £ rФ, (7) где r — коэффициент, зависящий от соотношения S/D и определяемый по графику рис. 4 (S — допустимое осевое перемещение, м; D — диаметр лопасти винтовой сваи, м); Ф — величина несущей способности винтовой сваи, тс, определяемая по формуле [18(14)] или по результатам испытаний сваи осевой вдавливающей или выдергивающей нагрузкой. Рис. 4. График зависимости r от S/D Пример 2. Требуется проверить винтовую сваю по деформациям, используя данные примера 17 раздела 5 настоящего Руководства, приняв допустимое перемещение S = 0, 01 м и расчетную нагрузку N = 60 тс. Находим По графику рис. 3 определяем r = 0, 62; rФ = 0, 62× 85, 4 = 52, 9 тс. Условие (7) не удовлетворяется, так как 60 тс > 52, 9 тс. В соответствии с приведенным расчетом по деформациям следует расчетную нагрузку на сваю N принять не более 52, 9 тс, увеличив для этого число свай. Пример 3. Требуется проверить сваю по деформациям, используя данные примера 17 и приняв допустимое перемещение S = 0, 02 м и расчетную нагрузку N = 60 тc. Находим По графику рис. 3 определяем r = 0, 78; rФ = 0, 78× 85, 4 = 66, 6 тс. Условие (7) удовлетворяется, так как 60 тс < 66, 6 тс. ПРИЛОЖЕНИЕ 8
|