Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

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:

. (1)

Безразмерный коэффициент b определяется по формуле

, (2)

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

. (4)

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:

, (5)

где

(6)

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:

тс/м2;

тс/м2;

тс/м2;

;

тс/м2; .

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

тс.

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;

= 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;

= 0, 78× 85, 4 = 66, 6 тс.

Условие (7) удовлетворяется, так как 60 тс < 66, 6 тс.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.