Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента

Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного поля) подсчитывается по формуле:

s = s_ef + Δ s_p + Δ s_c, (2.17)

где s_ef - осадка условного фундамента;

Δ s_p - дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента;

Δ s_с - дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай.

Границы условного фундамента (см. рисунок 2.18) определяют следующим образом:

Рисунок 2.18. Определение границ условного фундамента при расчете осадки свайных фундаментов

снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

с боков - вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от осей крайних рядов вертикальных свай на расстоянии 0,5 шага свай (рисунок 2.18, а), но не более 2 d (d - диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай - проходящими через нижние концы этих свай (рисунок 2.18, б);

сверху - поверхностью планировки грунта ВГ.

Расчет осадки условного фундамента производят методом послойного суммирования деформаций линейно-деформируемого основания с условным ограничением сжимаемой толщи (см. Свод правил СП 22.1333.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

Вертикальное нормальное напряжение σ _zр, определяющее деформации и глубину сжимаемой толщи, подсчитывается только от действия нагрузки, приложенной к свайному фундаменту, т.е. вес грунта в пределах условного фундамента не учитывается. Начальные напряжения σ _zи определяются с учетом отрывки котлована.

Возможен также трехмерный численный расчет осадки условного фундамента как анизотропного массива с учетом его конечной жесткости на сдвиг по вертикальным плоскостям.

Примечание - При расчете оснований опор мостов условный фундамент допускается принимать ограниченным с боков вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h (tgφ _{ll , n} /4).

Величина осадки продавливания Δ s_p зависит от шага свай в свайном поле, причем шаг может быть переменным. 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 поперечного сечения ячейки равна а ², где а - шаг свайного поля в окрестности данной сваи. Грунт в объеме ячейки делится на две однородные части: в пределах длины сваи l с модулем общей деформации Е ₁ и коэффициентом поперечной деформации v ₁, а ниже - с аналогичными параметрами Е ₂ и v ₂. (В общем случае неоднородного по глубине основания эти параметры получаются осреднением, см. рисунок 2.)

Рисунок 2.19. Расчетная схема метода ячейки

Внешняя нагрузка на ячейку составляет Р = p Ω. В случае однородного основания (Е ₁ = Е ₂, v ₁ = v ₂) осадка продавливания равна

(2.18)

где d - диаметр сваи.

Для идеальной сваи (Е ₁ = 0)

(2.19)

где .

В общем случае 0 < Е ₁ ≤ Е ₂ осадка продавливания равна:

(2.20)

7.4.9 Осадку за счет сжатия ствола допускается определять по формуле

(2.21)

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ:

1. Конструкции свайных фундаментов. Область применения.

2. Классификация свайных фундаментов и свай.

3. Конструктивные элементы фундаментов и нормативные требования к их расчетам по предельным состояниям.

4. Определение несущей способности сваи по материалу (на уровне расчетной схемы).

5. Определение несущей способности сваи по грунту. Расчетный метод с использо ванием характеристик физического состояния грунтов.

6. Метод пробных статических нагрузок (статический метод). Понятие об «отды-

хе» сваи.

7. Динамический метод с использованием «отказа» сваи. Теоретические основы метода. Остаточный и упругий «отказ».

8. Метод зондирования грунтов (общее представление).

9. Анализ достоинств и недостатков рассмотренных методов.

10. Характерные ошибки при использовании динамического метода и объективные причины его «старения». Область использования методов определения несущей способности сваи по грунту.

11. Расчетная нагрузка на сваю. Особенности работы висячих свай в кусте.

12. Правила компоновки свай в кусте, при ленточном расположении и в свайном поле.

13. Работа свай в кусте при внецентренном загружении.

14. «Негативное» трение грунта и его учет при определении несущей способности сваи.

15. Расчет основания свайного фундамента по деформациям. Расчет осадки основания при кустовом, ленточном и при одиночном расположении свай по нормативным методикам СНиП 2.02.03-85 и СП24.1333.2011.

16. Особенности расчета осадки в случае действия «негативного» трения грунта. О