Осадка свайных фундаментов кочеткова сучкова определяется как величина, на которую свайный фундамент опускается под воздействием нагрузок и деформаций грунта. Этот процесс зависит от ряда факторов, включая тип и размер свай, характеристики грунта, а также уровень нагрузки, который они воспринимают. Осадка может быть как временной, так и постоянной, что требует тщательного анализа на этапе проектирования.
Для точной оценки осадки свайных фундаментов кочеткова сучкова применяются различные методики, включая расчеты на основе эмпирических данных и численные модели. Важно учитывать как первичное, так и вторичное сжатие грунтов, что позволит избежать возможных деформаций и обеспечить долговечность конструкции. Правильное определение осадки является ключевым аспектом, обеспечивающим надежность и устойчивость всего здания.
Расчет осадок свайных фундаментов со сваями различной длины тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.02, кандидат наук Боков Игорь Алексеевич
Оглавление диссертации кандидат наук Боков Игорь Алексеевич
1. Обзор исследований по теме диссертации
1.1. Обзор практики проектирования и расчетов свайных фундаментов со сваями различной длины и диаметра
1.2. Выводы по главе
2. Методы расчета свайных фундаментов по деформациям. Факторы влияющие на осадку свайного фундамента и податливость индивидуальных свай
2.1. Выводы по главе
3. Разработка способа расчета осадки свайных групп со сваями различной длины
3.1. Решение задачи о расчете осадки ненагруженной сваи в группе из двух свай одна из которых нагружена
3.2. Расчет осадки ненагруженной сваи в условиях упругого полупространства
3.3. Расчет осадки ненагруженной сваи для условий двухслойного полупространства
3.4. Расчет осадки ненагруженной сваи в условиях наличия жесткого подстилающего слоя
3.5. Анализ допустимости перехода от задачи о расчете осадки ненагруженной свай в группе из двух свай, одна из которых нагружена к задаче об осадке свайной группы большого размера
3.6. Задача о взаимном влиянии двух свай неодинаковой длины. Расчет осадки ненагруженной сваи для группы свай неодинаковой длины в условиях однородного упругого полупространства
3.7. Выводы по главе
4. Способ расчета осадки свайных фундаментов со сваями различной длины
4.1. Алгоритм расчета осадки свайного фундамента со сваями различной длины
4.2. Методика учета нелинейности работы грунта вблизи сваи
4.3. Выводы по главе
5. Сопоставление результатов расчетов по предлагаемому способу с результатами расчетов по МКЭ и опубликованными результатами расчетов других авторов, сравнение с результатами полевых экспериментов и натурными наблюдениями за осадками фундаментов
5.1. Сопоставление результатов расчетов по предлагаемому способу с результатами расчетов по МКЭ и опубликованными результатами расчетов других авторов
5.2. Сравнение результатов расчетов по МКВВ с опубликованными результатами экспериментов и наблюдений за осадками зданий и сооружений
5.3. Сопоставление результатов МКВВ расчетов свайных фундаментов со сваями различной длины с результатами расчетов по МКЭ
5.4. Выводы по главе
Приложение А. Справки о внедрения результатов диссертационного исследования
Актуальность темы исследования
В настоящее время, в промышленном и гражданском строительстве наблюдается постоянный рост доли свайных фундаментов (СФ). Указанная тенденция объясняется постоянным ростом нагрузок на основание, застройкой территорий ранее считавшихся малопригодными для строительства [14], ростом масштабности и сложности строительства в целом.
Указанные наблюдения подтверждаются заметным ростом средней этажности возводимых зданий и ещё более быстрым ростом этажности высотных зданий [117]. Так в начале прошлого века самым высоким (здесь и далее по тексту высотой считается высота шпиля) зданием было здание Зингера в Нью-Йорке высотой 205.4 м, к концу прошлого века самым высоким зданием стали башни-близнецы Petronas Tower в Куала-Лумпур высотой 451.9 м, а всего через 15 лет было возведено здание Бурдж-халифа в Дубае высотой 829.8 м [134], что почти в два раза выше, чем Петронас Тауэрс [100]. В РФ, в 2019 г. было завершено строительство небоскреба Лахта Центр высотой 465м. В Москве продолжается застройка ММДЦ Москва-Сити [50, 134]. К 2020 году планируется завершение строительства высотного здания Jeddah (Kingdom) Tower [162] планируемая высота которого составляет 1008 м. Следует отметить, что для строительства Petronas Towers, Лахта Центра и Jeddah Tower применены свайные фундаменты со сваями различной длины (СФРД).
Для повышения эффективности применения свайных фундаментов постоянно разрабатываются комбинированные фундаменты [38-40] и способы их возведения [41-43], новые типы свай и строительная техника для их изготовления. Постоянно совершенствуются методы расчета свайных фундаментов.
Одним их наиболее новых и перспективных видов свайных фундаментов являются фундаменты со сваями различной длины. Целью применения СФРД является улучшение технических и экономических показателей, заключающееся в снижении относительной неравномерности деформаций фундамента и в снижении материалоемкости соответственно.
Указанные эффекты достигаются путем локального изменения (регулировки) податливости свайного основания за счет уменьшения или увеличения длины индивидуальных свай.
Трудно достоверно установить, когда впервые был применен фундамент со сваями разной длины, однако наиболее известными из ранних упоминаний о СФРД являются работы Катценбаха [122-127, 195], посвященные строительству высотных зданий во Франкфурт-на-
Майне в Германии. Появление СФРД в области проектирования высотных зданий объяснимо повышенными требованиями к надежности их фундаментов и чувствительности к неравномерности деформаций.
В последнее время все более актуальной становится задача повторного использования свайных фундаментов при реконструкции, когда в существующий свайных фундамент добавляются новые сваи, длина которых может отличаться от выполненных ранее.
Задача расчета СФРД актуальна при анализе свайных оснований содержащих сваи различной длины в результате некачественного производства работ или при невозможности погрузить сваи забивкой до требуемой отметки.
Рассматривая многообразие свайных фундаментов, можно отметить, что проектирование СФРД характеризуется высокой степенью сложности расчетов. В настоящее время, за исключением численных методов, методы расчета осадок свайных фундаментов со сваями различной длины отсутствуют. Более того, даже для фундаментов со сваями равной длины, большинство широко применяемых методов расчета осадок рассматривают свайный фундамент как некоторое, весьма существенное геометрическое упрощение (условный фундамент, условная свая), что не позволяет рассматривать жесткости индивидуальных свай в составе свайного фундамента и такие базовые параметры как шаг и положение свай.
Тем не менее, объемы применения СФРД растут. С каждым годом распространение технологии постепенно выходит за рамки области фундаментостроения высотных зданий и распространяется на обыкновенные жилые здания, производственные объекты и даже объекты дорожного строительства.
Указанный рост объемов применения объясним тем, что технология не имеет явных существенных недостатков или же они до сих пор не ясны. Среди известных недостатков технологии можно отметить сложность расчетов и небольшую изученность технологии, повышение сложности производства работ по устройству фундаментов.
Степень разработанности темы
Расчет свайных фундаментов по деформациям является одной из важнейших задач механики грунтов и фундаментостроения. В разное время указанной проблемой занимались отечественные ученые, такие как Барвашов В.А. [1, 2], Бартоломей [4, 5], Бахолдин Б.В. [6, 7], Безволев С.Г. [8, 34], Власов АН. [35], Готман А Л. [22], Готман Н.З. [23], Григорян А.А. [24], Дзагов А.М. [26, 28], Джантемиров Х.А. [25], Зерцалов М.Г. [29], Знаменский В В. [30], Колыбин ИВ. [47] , Курилло, С В. [61, 60], Мангушев Р.А. [31], Мирсаяпов И Т. [33], Петрухин В.П. [16, 159, 47, 46], Разводовский Д.Е. [27], Ставницер Л.Р. [54], Тер-Мартиросян А.З [55] , Тер-Мартиросян З.Г. [55], Улицкий В.М. [58], Федоровский В.Г. [61, 9, 10, 12, 13, 15, 59, 75], Чунюк,
Д.Ю. [62], Шашкин А.Г. [58], Шулятьев О.А. [16, 63], Ястребов П.И. [7], а также зарубежные ученые Banerjee, P. K. [71, 83, 72], Basile, F. [74, 73], Briaud, J.-L. [77], Burland, J. B. [80], Butterfield, R [81-83],Cairo, R. [84], Caputo, V. [85], Chow, H. S.W [88-90, 189], Chow Y.K. [199, 91, 200], Clancy, P. [92], Cooke, R. W. [93-96], Fleming, W. G. K. [107], Guo, W.D. [114], Jardine, R. J. [67, 121], Katzenbach, R. [127], Lehane B. [132, 160, 183], Mandolini, A. [144-146], Mylonakis,
G. [151], O’Neill, M. W. [154], Poulos, H. G. [147, 167], Randolph, M. [177-179, 181], Russo, G. [110, 185], Sheil, B. [160], Tejchman, A. [202], Tomlinson, M. J. [204], van Impe, W. F. [209], Viggiani, C [146], Whitaker [212] и другие ученые.
На настоящий момент практика проектирования СФРД характеризуется отсутствием относительно доступных и апробированных методов расчета. Расчёты, как правило, выполняются по методу конечных элементов или с применением программного обеспечения, использующего основные принципы механики грунтов и теории упругости с существенными допущениями. Грубость расчетных допущений существенно влияет на точность расчёта. Применение теории упругости для решения задач механики грунтов одним из первых предложил
H.М. Герсеванов [17, 18]. При строительстве особо сложных объектов, часто, после расчета по упрощенной методике выполняется полный расчёт СФРД в расчётном комплексе, реализующем численные методы.
Целью исследования является разработка способа расчета осадок свайных фундаментов со сваями различной длины.
• Выполнить обзор и анализ теоретических и экспериментальных исследований влияния наличия свай различной длины на осадку фундамента по публикациям отечественных и зарубежных авторов.
• Провести исследование зависимости осадки сваи и окружающего ее грунта от схемы грунтового основания для условий однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым основанием.
• Разработать методику моделирования пространственной задачи об определении осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на основе численного решения задачи об осадке одиночной сваи и окружающего ее грунта в осесимметричной постановке.
• Определение допустимости подхода о распространении результатов решения задачи об осадке ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на группу большого размера.
• Провести исследование по определению осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай разной длины, одна из которых нагружена.
• Разработать эффективный с точки зрения вычислительных затрат способ расчета свайного фундамента со сваями различной длины, обладающий удовлетворительной точностью и учитывающий нелинейный характер работы грунта вблизи свай.
• Определение достоверности предлагаемого метода путем сопоставления результатов расчетов по предлагаемому способу с результатами расчетов по наиболее точному известному методу (численный метод) и с опубликованными результатами расчетов другими методами, с опубликованными результатами экспериментов и результатами натурных наблюдений за осадками существующих зданий и сооружений.
Научную новизну диссертационной работы составляют
• На основе исследований взаимодействия сваи с грунтом, проведенных численными методами, выявлены характерные особенности осадки сваи и окружающего ее грунта для расчетных схем грунтового основания в виде однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым слоем.
• Разработана новая методика расчета осадки свайной группы, в отличии от существующих, позволяющая учитывать большее количество свай в группе и различные расчетные схемы грунтовых условий.
• На основе результатов теоретических исследований разработана новая методика расчета осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай различной длины, одна из которых нагружена.
Теоретическая значимость работы
• Выявлены и численно описаны зависимости осадки сваи и окружающего грунта для расчетных схем грунтового основания в виде однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым слоем.
• Определен радиус распространения осадки и характер изменения ее величины для рассмотренных расчетных схем грунтового основания.
• Выявлена зависимость осадки ненагруженной сваи в группе из двух свай одна из которых нагружена от осадки грунта, возникающая в результате вдавливания одиночной сваи.
• Проведена количественная оценка зависимости осадки нагружаемой сваи в составе группы в зависимости от шага и количества ненагруженных свай.
• Получены зависимости осадки и радиуса влияния одиночной сваи расположенной в упругом слое конечной толщины от его относительной толщины.
Практическая значимость работы
• Разработан способ расчета свайных фундаментов со сваями различной длины обладающий удовлетворительной точностью.
• Разработаны инженерные методы расчета осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай одна из которых нагружена для условий однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым слоем.
• Произведена оценка точности и определены границы применения формулы 7.4.2 СП
• Разработан инженерный метод расчета осадки грунта вокруг сваи для одиночной сваи расположенной в упругом слое конечной толщины подстилаемым несжимаемым основанием.
• Предложен поправочный коэффициент к величине осадки свайного фундамента рассчитанной по методике 7.4 СП 24.13330.2011 учитывающий разницу характера работы группы из двух свай и большой группы свай.
• Разработана методика расчета осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на основе результатов численного решения задачи об осадке одиночной сваи и окружающего ее грунта. В отличии от существующих, предлагаемая методика не требует выполнения пространственного расчета.
• Разработан алгоритм расчета свайных фундаментов со сваями различной длины с учетом нелинейного характера работы индивидуальных свай для компьютерных расчетов
Методология и методы исследований
Работа выполнена на основе расчетно-теоретических исследований апробированных на опубликованных результатах экспериментов и наблюдений за осадками зданий и сооружений. Расчетно-теоретические исследования работы одиночной сваи, пары свай, свай разной длины и вмещающего их массива грунта проведены путем численного моделирования. Расчеты
проведены в осесимметричной и пространственной постановках в сертифицированных расчетных комплексах Plaxis 2D 2018 и Plaxis 3D
Обработка результатов, разработка алгоритма и вычисления по программе расчетов по методу коэффициентов взаимного влияния (МКВВ) производились с применением системы компьютерной алгебры Wolfram Mathematica.
Разработка аналитических аппроксимаций численных решений производилась путем сопоставления функций полученных численным расчетом с набором заранее определенных известных математических функций с различным количеством коэффициентов. Результаты сопоставления были проранжированы по методу наименьших квадратов с точки зрения соответствия вида функции теоретическим представлениям и обеспечению требуемой точности в заданном диапазоне.
Расчеты по предлагаемому методу показали удовлетворительную сходимость с результатами расчетов по наиболее точному из известных методов, опубликованными результатами решения модельных задач и с результатами экспериментов и натурных наблюдениях за осадками зданий и сооружений на свайных фундаментах.
Личный вклад автора
• Проведении обзора и анализа теоретических и экспериментальных исследований влияния наличия свай различной длины на осадку фундамента по публикациям отечественных и зарубежных авторов.
• Разработка методики моделирования пространственной задачи об определении осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на основе численного решения задачи об осадке одиночной сваи и окружающего ее грунта в осесимметричной постановке.
• Исследование зависимости осадки сваи и окружающего ее грунта от схемы грунтового основания для условий однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым основанием.
• Исследование по определению осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай разной длины, одна из которых нагружена.
• Определение допустимости подхода о распространении результатов решения задачи об осадке ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на группу большого размера.
• Разработка эффективный с точки зрения вычислительных затрат способ расчета свайного фундамента со сваями различной длины, обладающий удовлетворительной точностью и учитывающий нелинейный характер работы грунта вблизи свай.
• Определение достоверности предлагаемого метода путем сопоставления результатов расчетов по предлагаемому способу с результатами расчетов по наиболее точному известному методу (численный метод) и с опубликованными результатами расчетов другими методами, с опубликованными результатами экспериментов и результатами натурных наблюдений за осадками существующих зданий и сооружений.
Положения, выносимые на защиту
На защиту выносятся результаты разработки метода расчета осадок свайных фундаментов
со сваями различной длины включающие:
• Инженерные методы расчета осадки ненагруженной сваи в составе группы из двух свай одна из которых нагружена для условий однородного упругого полупространства, двухслойного упругого полупространства и упругого слоя конечной толщины подстилаемого несжимаемым слоем.
• Методика получения приближенного решения пространственной задачи об осадке ненагруженной сваи в составе группы из двух свай, одна из которых нагружена, на основе результатов численного решения задачи об осадке одиночной сваи и окружающего ее грунта.
• Алгоритм расчета СФРД с учетом нелинейного характера работы индивидуальных свай для компьютерных расчетов.
Степень достоверности результатов исследования
Достоверность результатов исследований обеспечена:
• Учетом при выполнении численных расчетов положений действующих нормативных документов;
• Использованием численных методов расчетов в сертифицированных геотехнических программных комплексах;
• Применению апробированных статистических методов при разработке аналитических аппроксимаций
• Хорошей сходимостью результатов расчетно-теоретических исследований и разработанной методики с опубликованными данными экспериментальных исследований и натурных наблюдений отечественных и зарубежных авторов.
Определение осадки свайных фундаментов
Осадки – такие деформации, которые не вызывают коренного изменения структуры грунта и происходят вследствие уплотнения грунта под влиянием внешних нагрузок или собственного веса грунта.
Расчеты осадок оснований фундаментов по СНиПу производят методом послойного суммирования и линейно-деформированного слоя конечной толщины. Общая осадка фундаментов складывается из следующих элементов:
1.Остаточные осадки перемятого верхнего слоя грунта при подготовки котлована землеройными механизмами.
2. Пластических местных выдавливаний грунта в момент установки фундаментов и их загрузки.
3. Длительных осадок уплотнения и затухающей ползучести сжатой зоны грунта под фундаментами.
Для расчета осадок фундамента необходимо иметь следующие данные:
1.Инженерно-геолочические условия стройплощадки с указанием местности слоев грунта (литологический разрез), уровня грунтовых вод и физико-механиеческие свойства грунтов основания в пределах активной зоны сжатия и т.д.
2. Размер и формы фундамента, чувствительность здания к неравномерным осадкам.
3. Данные о глубине заложения фундамента и нагрузки на грунт от надфундаментных конструкций.
Расчет осадок методом послойного суммирования заключается в том, что осадку грунта под действие сооружений определяют как сумму осадок элементарных слоев грунта такой толщины, для которых можно принимать без особых погрешностей средние значения действующих напряжений и характеристик грунтов.
Осадка основания фундамента определяется по формуле 
, 
где n – число слоев на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания; hi — толщина i-го слоя грунта; Ei – модуль деформации i-го слоя грунта;δZPi – среднее дополнительное вертикальное напряжение в i-м слое грунта, β- безразмерный коэффициент равный 0,8.
При расчете осадки фундамента методом послойного суммирования сначала находят дополнительное среднее давление р0, распределенное по подошве фундамента: где pII – среднее давление по подошве фундамента от нагрузок, учитываемых при расчете по деформациям, δzgo- природное напряжение на уровне подошвы фундамента,γ- удельный вес грунта в пределах глубин заложения фундамента от природного рельефа dn.
Зная р0, определяют напряжение на разных глубинах под центром площади загружения и строят эпюру δzp. Величина δzp с глубиной убывает, поэтому при расчете целесообразно ограничиваться толщей, ниже которой деформации грунтов пренебрежительно малы. Нормы рекомендуют для обычных грунтов принимать сжимаемую толщу Нс до глубины, на которой напряжение δ / zp не превышает 20% природного напряжения, т.е. δ / zp≤0,2δzg, где δ | zg — природное вертикальное напряжение на глубине Нс.
При залегании сильносжимаемых грунтов с модулем деформации E0≤5МПа 
ниже глубины, соответствующей условию, деформации учитывают до δ / zp≤0,1δ / zg. с целью проверки выполнения условия δ / zp≤0,2δ | zg или δ / zp≤0,1δ / zg строят эпюру δzg. Найдя значения δzg в пределах сжимаемой толщи, последнюю разбивают на слои применительно к напластованию грунтов. При большей толщине отдельных пластов их делят на слои толщиной hi не более 0,4b, где b ширина подошвы фундамента. Зная, среднее давление δzp0 в каждом слое сжимаемой толщи, находят осадки фундамента s в виде суммы осадок поверхностей отдельных слоев 
где n число грунта в пределах сжимаемой толщи; hi — толщина i-го слоя грунта;mν коэффициент относительной сжимаемости i-го слоя грунта. Заменив значение mν, согласно выражению mν=β/Е0, и вынося 
за знак суммы, получим , .
 | Расчет по деформациям свайного фундамента Определяем контур условного фундамента. Для этого определяем осреднённое значение угла внутреннего трения грунта φIImt,град по следующей формуле  где  — расчётные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоёв грунта толщиной соответственно  ; Находим  — сторону подошвы условного фундамента  , где l´ -расстояние между крайними сваями.  длина заглубления сваи в грунт Вычисляем среднее давление по подошве условного фундамента по формуле  V = AH, A = ab |
3. Проектирование свайных фундаментов.
Свайные фундаменты следует проектировать:
Исходя из условий строительной площадки на основе данных инженерно-геологических, геодезических и гидрометеорологических изысканий, расчетных нагрузок действующих на фундамент, на основе данных, характеризующих конструктивные и технологические особенности проектируемого здания или сооружения, назначения и условий их эксплуатации, на основе результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений фундаментов, с учетом местных условий строительства.
Классификация свай и свайных фундаментов:
Сваи представляют собой погруженные в грунт или изготовленные в грунте стержни, передающие нагрузки от сооружения на более плотные слои грунта.
-по материалу: ж/б, бетонные, деревянные, металлические
-по способу изготовления:
А) забивные ж/б, стальные, деревянные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств
Б) сваи-оболочки ж/б, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполненные частично или полностью бетонной смесью
В) набивные бетонные и ж/б, песко- и грунобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта
Г) буровые ж/б, бетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин грунтовой смесью или установки в них ж/б элементов
Д) винтовые-по условиям взаимодействия с грунтом основания:
А) сваи-стойки, передающие нагрузки на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные и малосжимаемые грунты, к которым относятся крупноблочные грунты с песчаным заполнением средней плотности
Б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Забивные сваи и сваи оболочки
Забивные сваи подразделяются на:
А) по форме поперечного сечения
Б) по форме продольного сечения
В) по способу армирования: с ненапрягаемой продольной арматурой и поперечным армированием, предварительно напряженные со стержневой или проволочной арматурой и поперечным армированием или без него
Г) по конструктивным особенностям: цельные, составные
Д) по конструкции нижнего конца: с заостренным концом, с плоским концом, с объемным или плоским уширением.
Набивные сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Их подразделяют:
— по форме поперечного сечения – круглые сплошные и кольцевые
— по форме продольного сечения – цилиндрические, гофрированные, конические, пирамидальные
— по способу образований скважин
-по способу устройства
Ростверки – плиты, объединяющие головы свай и обеспечивающие их совместную работу классифицируют:
— по роду материала: бетонные, ж/б
— по форме в плане: ростверк, в основном повторяет план опорных частей сооружения или здания
— по заделки головы свай в ростверк: жесткая, шарнирная
— по расположению относительно поверхности основания: низкий или высокий свайный ростверк.
Выбор типа сопряжения свай зависит от конструктивной схемы здания или сооружения, наличия и величины горизонтальных нагрузок, а также соотношения между вертикальными и горизонтальными нагрузками.
Курсовая работа "Расчет и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай"
1.Расчет и конструирование свайного фундамента……………………………3 1.1 Выбор типовой конструкции и длины сваи…………………………….3 1.2.Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю………………………………………………………5 1.3. Определение расстояний между сваями. Конструирование свайного фундамента……………………………………………………………………….7 1.3.1.
Исходные данные…………………………………………………..7 1.3.2. Определение шага свай…………………………………………. 7 2. Определение усилий в ростверке и конструирование свайного фундамента……………………………………………………………………….19 2.1. Определение усилий в ростверке………………………………………19 2.2. Расчёт продольной арматуры…………………………………………..23 2.3. Расчёт поперечной арматуры………………………………………….27 3. Расчет осадки свайного фундамента……………………………………….28 Список литературы……………………………………………………………..32
1. А.А. Кочеткова, Е.О. Сучкова «Расчёт и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай» Н.Новгород, ННГАСУ, 2018. – 22с. 2. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. 3.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированнаяредакция СНиП 2.01.07-85*, М.: Минрегион России, 2011.
4.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. 5. СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции. .
1.1 Выбор типовой конструкции и длины сваи
— Из-за условий забивки оголовок сваи выступает над котлованом на 0,5м. — В соответствии с СП 24.13330.2011 принимаем высоту ростверка hp=0,5м. — Глубина заложения подошвы ростверка от пола подвала: 0,6 м. Отметка низа ростверка: FL=BL- 0,6= -2,900 — 0,6 = — 3,500; Глубина заложения подошвы ростверка от поверхности природногорельефа (глубина котлована): hк=|FL|-||=3,5–1,5=2,0 м. — Т.к. ростверк монолитный, то под него выполняется бетонная подготовка,толщиной δ=100мм. — В соответствии с СП 24.13330.2011 длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи не менее чем на 1 метр в ниже залегающий более прочный слой грунта (несущий слой). За несущий слой принимаем ИГЭ-3. .
1.2.Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю
Расчетная схема к определению несущей способности сваи представлена на (рис. 1.2). В соответствии с СП 24.13330.2011 несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определить как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи FdR и на ее боковой поверхности Fdf по формуле:
где: Fdf – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кН; FdR – расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи, кН; γс– коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γс=1,0; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяется по табл. 1. приложения: R=f(L; ); где: L – глубина погружения нижнего конца сваи относительно поверхности рельефа, м: R=f(L=5,5 м; ) = 7885,5 кПа. .
1.3.2. Определение шага свай. Шаг свай определяется из условий: 1. , кН/м 2. — из условия производства работ по забивке свай; — ввиду усложнения конструкции и сложности ростверка при увеличении шага между сваями. Число свай на 1 м.п. длины фундамента определяется по формулам:
Собственный вес фундамента и пола ( определяется по формуле:
Где: — собственный вес ростверка, кН/м: кН/м – вычисляются соответственно по формулам с учетом коэффициента =1.1; где: ; Сечение 1-1 Предварительный шаг свай: Предварительно число свай на 1м.п. длины фундамента:
Т.к. , то принимаем однорядное расположение свай по длине фундамента с размерами ростверка: — высота: — ширина: Конструкция свайного фундамента приведена на (рис.1.3). кН/м.
Вес грунта на уступах ростверка:
Нагрузка в уровне подошвы ростверка:
Требуемый шаг свай: Принимаем a=1,0м Требуемое число свай на 1м.п. длины фундамента: n=1. .
1. А.А. Кочеткова, Е.О. Сучкова «Расчёт и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай» Н.Новгород, ННГАСУ, 2018. – 22с. 2. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. 3.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*, М.: Минрегион России, 2011.
4.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. 5. СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
Фрагменты работ
Фрагмент работы Список литературы
1.Расчет и конструирование свайного фундамента……………………………3 1.1 Выбор типовой конструкции и длины сваи…………………………….3 1.2.Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю………………………………………………………5 1.3. Определение расстояний между сваями. Конструирование свайного фундамента……………………………………………………………………….7 1.3.1.
Исходные данные…………………………………………………..7 1.3.2. Определение шага свай…………………………………………. 7 2. Определение усилий в ростверке и конструирование свайного фундамента……………………………………………………………………….19 2.1. Определение усилий в ростверке………………………………………19 2.2. Расчёт продольной арматуры…………………………………………..23 2.3. Расчёт поперечной арматуры………………………………………….27 3. Расчет осадки свайного фундамента……………………………………….28 Список литературы……………………………………………………………..32
1. А.А. Кочеткова, Е.О. Сучкова «Расчёт и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай» Н.Новгород, ННГАСУ, 2018. – 22с. 2. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. 3.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
Актуализированнаяредакция СНиП 2.01.07-85*, М.: Минрегион России, 2011. 4.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. 5. СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции. .
1.1 Выбор типовой конструкции и длины сваи
— Из-за условий забивки оголовок сваи выступает над котлованом на 0,5м. — В соответствии с СП 24.13330.2011 принимаем высоту ростверка hp=0,5м. — Глубина заложения подошвы ростверка от пола подвала: 0,6 м. Отметка низа ростверка: FL=BL- 0,6= -2,900 — 0,6 = — 3,500; Глубина заложения подошвы ростверка от поверхности природногорельефа (глубина котлована): hк=|FL|-||=3,5–1,5=2,0 м. — Т.к. ростверк монолитный, то под него выполняется бетонная подготовка,толщиной δ=100мм. — В соответствии с СП 24.13330.2011 длина сваи подбирается из условия погружения нижнего конца сваи не менее чем на 1 метр в ниже залегающий более прочный слой грунта (несущий слой). За несущий слой принимаем ИГЭ-3. .
1.2.Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю
Расчетная схема к определению несущей способности сваи представлена на (рис. 1.2). В соответствии с СП 24.13330.2011 несущую способность висячей забивной сваи, погружаемой без выемки грунта, работающей на сжимающую нагрузку, следует определить как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи FdR и на ее боковой поверхности Fdf по формуле:
где: Fdf – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кН; FdR – расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи, кН; γс– коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γс=1,0; R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяется по табл. 1. приложения: R=f(L; ); где: L – глубина погружения нижнего конца сваи относительно поверхности рельефа, м: R=f(L=5,5 м; ) = 7885,5 кПа. .
1.3.2. Определение шага свай. Шаг свай определяется из условий: 1. , кН/м 2. — из условия производства работ по забивке свай; — ввиду усложнения конструкции и сложности ростверка при увеличении шага между сваями. Число свай на 1 м.п. длины фундамента определяется по формулам:
Собственный вес фундамента и пола ( определяется по формуле:
Где: — собственный вес ростверка, кН/м: кН/м – вычисляются соответственно по формулам с учетом коэффициента =1.1; где: ; Сечение 1-1 Предварительный шаг свай: Предварительно число свай на 1м.п. длины фундамента:
Т.к. , то принимаем однорядное расположение свай по длине фундамента с размерами ростверка: — высота: — ширина: Конструкция свайного фундамента приведена на (рис.1.3). кН/м.
Вес грунта на уступах ростверка:
Нагрузка в уровне подошвы ростверка:
Требуемый шаг свай: Принимаем a=1,0м Требуемое число свай на 1м.п. длины фундамента: n=1. .
1. А.А. Кочеткова, Е.О. Сучкова «Расчёт и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай» Н.Новгород, ННГАСУ, 2018. – 22с. 2. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов. 3.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*, М.: Минрегион России, 2011.
4.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. 5. СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции.
Купить эту работу
Курсовая работа "Расчет и конструирование свайных фундаментов из забивных призматических свай"
Перейти к оплате
или заказать новую
Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания
