Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования основано на анализе деформаций грунтов, в которых расположены сваи. Этот метод предполагает разделение грунтового массива на слои, каждый из которых имеет свои характеристики, такие как модуль упругости и специфическая сжимаемость. Учитывая нагрузки, возникающие от инфраструктуры, можно вычислить осадку каждого слоя по отдельности и затем суммировать результаты для получения общей осадки фундамента.

Применение метода послойного суммирования позволяет более точно оценить поведение свайного фундамента в сложных грунтовых условиях и учитывать влияние различных факторов, таких как нестабильность грунта или влияние подземных вод. Это особенно актуально при проектировании зданий и сооружений в районах с неоднородным геологическим строением, что способствует повышению надежности и долговечности фундамента.

Определение осадок свайного фундамента методом послойного суммирования

Осадки определяются от расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке γf=1.

Осадки определяют от дополнительного давления (давления от веса конструкций), равного среднему давлению по подошве фундамента РII за вычетом природного давления на уровне заложения фундамента σzg0:

где α — коэффициент рассеивания напряжений, определяется по таблице (приложение I, табл. 8)

Полная осадка s определяется как сумма осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи

где β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

σzp i — среднее значение дополнительных вертикальных напряжений в рассматриваемом i-ом слое;

hi — толщина рассматриваемого слоя.

Толщина элементарных слоев не должна превышать 0,4 ширины

подошвы фундамента (hi ≤ 0,4b). При слоистом основании каждый элементарный слой должен включать однородный грунт.

Ширина свайного ленточного фундамента b=1,18 м, глубина заложения d=2,45 м, среднее давление по подошве pII=278,39 кПа.

Разбиваем несущий слой основания высотой 1,65 м на пять отдельных слоя мощностью hi=0,33 м ≤ 0,4b=0,4·1,18=0,47м.

Определяем величины вертикальных напряжений:

— природное давление достаточно определять на границах геологических элементов

σ zg0= γ11·h = 11,79·2,45 = 28,89кПа,

σ zg1= 28,89 + 17,8·1,65 = 58,26 кПа;

— дополнительное давление необходимо определять на границах всех элементарных слоев

σ zp 0 = 1 ·249,5 = 249,5кПа,

σ zp1 = 0,933 ·249,5 = 232,78 кПа,

σ zp2 = 0,786·249,5 = 196,11 кПа,

σ zp3 = 0,619 ·249,5 = 154,44 кПа,

σ zp4 = 0,514 ·249,5 = 128,24 кПа,

σ zp5 = 0,42 ·249,5 = 104,79 кПа,

z, м	ξ=2·z/b	α	σzg.	0,2·σzg.,	σzp,	Слой основания
кПа	кПа	кПа
28,89	249,5	суглинок мягкопластичный
0,33	0,56	0,933	232,7835
0,66	1,12	0,786	196,107
0,99	1,68	0,619	154,4405
1,32	2,24	0,514	128,243
1,65	2,80	0,42	58,26	11,652	104,79
2,05	3,47	0,346	86,327	песок мелкий насыщенный водой
2,45	4,15	0,298	74,351
2,85	4,83	0,256	63,872
3,25	5,51	0,227	56,6365
3,65	6,19	0,202	50,399
4,05	6,86	0,182	45,409
4,45	7,54	0,169	78,26	15,652	42,1655
4,7	7,97	0,158	39,421	суглинок тугопластичный
4,95	8,39	0,15	37,425
5,2	8,81	0,143	35,6785
5,45	9,24	0,135	33,6825
5,7	9,66	0,13	32,435
5,95	10,08	0,126	31,437
6,2	10,51	0,12	29,94
6,45	10,93	0,116	28,942
6,7	11,36	0,111	139,69	27,94	27,6945

Таким образом, нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине 5,45 м от подошвы фундамента.

Осадка I-го слоя суглинка мягкопластичного

Осадка II-го слоя песка мелкого насыщенного водой

Осадка III-го слоя суглинка тугопластичного

Полная осадка фундамента

ΣS = 0,02 + 0,01+0,001 = 0,031м

Осадка свайного фундамента

После возведения здания фундамент начинает оседать под действием нагрузок. Осадка может привести к перекосу конструкции с последующим ее разрушением. Чтобы этого избежать, производится расчет осадки.

Полученный результат сравнивают с допустимой осадкой (СНиП). Если расчетное значение больше, проект фундамента надо корректировать.

Что такое осадка свайного фундамента

Определение осадки – это расчет по деформациям (предельным состояниям) грунта. Оптимум – S ≤ Su, где Su – предельная осадка, S – расчетная.

Если это условие не соблюдается, нужно усиливать фундамент за счет увеличения длины свай таким образом, чтобы их концы опирались на более глубокие и устойчивые слои грунта.

Сваи создают нагрузку на грунт во всех направлениях, своей боковой поверхностью и нижними концами. На расчет нагрузок влияют следующие факторы:

Свойства грунта, его сжимаемость, степень уплотнения.
Длина свай.
Количество.
Расстояние между сваями.

При определении осадки принимается ряд допущений, облегчающих расчет, но снижающих его точность.

Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Расчетная осадка получается при суммировании сжатий всех слоев грунта, на которые давит фундамент.

Для этого определяется осадка отдельных слоев:

– Р – среднее уплотняющее давление в слое (берется из графика);

– m – сжимаемость грунта, коэффициент, полученный по результатам компрессионных испытаний;

– h – толщина слоя.

Соответственно, S = ∑ Si.

Или S = ∑ (h * β/E * P),

– E – модуль деформации слоя (если он известен);

– β – коэффициент 0,8 (СНиП).

Перед Вами расчетная схема для определения осадки фундамента методом послойного суммирования, где: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности естественного рельефа; FL — метка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сдавливаемой толщи; Нс — сжимаемая (сдавливаемая) толща.

Изображение схемы распределения вертикальных давлений и напряжений в линейно-деформируемом полупространстве расчета осадок основания с использованием метода послойного суммирования.

Определение осадки свайного фундамента

Расчет производится по аналогии с массивным фундаментом, т.е. принимается, что нагрузка равномерно распределена по всей площади фундамента, условно принятого за монолитный блок.

Верхняя поверхность условного монолита проходит через оголовки свай.
Нижняя – через их наконечники.
Боковые — по крайним рядам свай.

По составленному разрезу фундамента выстраивается график Р (уплотняющих напряжений слоев).

Допустимая осадка свайного фундамента

Допустимые (предельные) значения осадки фундаментов приведены в СНиП 2.02.01-83, приложение 4. Они зависят от типа здания:

Сооружения с железобетонным каркасом – 8 см
Со стальным каркасом – 12 см
Панельные и блочные бескаркасные – 10 см, и т.д.

Наши услуги

Наша компания "Богатырь" базируется исключительно на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Билет №36 №2. Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования. Порядок расчёта

При расчёте осадки методом послойного суммирования свайный фундамент рассматривается как условный массивный фунд на естественном оснований, размеры которого обозначены контуром авсd на рис.1, а нагрузка, передаваемая на грунт основания, принимается равномерно распределённой интенсивностью. (1)

где N0,II — расчётная нагрузка от веса здания или сооружения на уровне верхнего обреза фундамента;Nc,II, Np,II, Nг,II — вес соответственно свай, ростверка и грунта в объёме уловного фундамента авсd; Ау=by· l y — площадь подошвы условногофундамента.Найденное значение pIIне должно превышать расчетное сопративление грунтаоснования R на уровне нижних концов свай, которое определяется так же, как и при расчёте фундаментов мелкого заложения, но с заменой фактической ширины фундамента на условную.Последовательность расчёта осадки свайного фундамента, как условного массивного, следующая.После проверки условия pII ≤R по оси фундамента строят эпюру природного давления грунта σzg.

Природное давление грунта выше уровня подземных вод определяется по формуле σzg=γz, а ниже уровня подземных вод — по формуле σzg=γsbz, где σzg=γz и γsb — удельный вес грунта выше и ниже уровня подземных вод соответственно.Зная природное давление на уровне подошвы условного фундамента σzg,0, определяют дополнительное вертикальное давление (сверх природного) на грунт р0, которое иногда называют осадочным, подразумевая, что существенная осадка грунта произойдёт только от действия дополнительного давления.р0= pII- σzg,0 (2)

Установив величину р0, строят эпюру дополнительных вертикальных напряжений в грунте σzp. Эпюру строят по точкам, для чего сжимаемую толщу основания разбивают на элементарные слои толщиной не более 0.4by. Напряжения на границе каждого слоя определяют по формуле:σzp =α р0 (3)

где α — коэффициент, определяемый по таблицам в зависимости от соотношений m=2z/by и n= l y/by (z — расстояние от подошвы условного фундамента до точки на оси z, в которой определяется напряжение σzp).

Построив эпюры σzg и σzp, находят нижнюю границу сжимаемой толщи из условия:σzp =0,2σzg (4)

И наконец осадка фундамента находится как сумма величин сжатия каждого элементарного слоя в пределах сжимаемой толщи по формуле: (5)

где n — число слоев в пределах сжимаемой толщи;

hi и Ei — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

σzp,i — дополнительное напряжение в середине каждого элементарного слоя;β -безразмерный коэффициент, равный 0,8.

Билет №36 №3 Обеспечение пространственной работы стального каркаса промздания. Связи –важные элементы стального каркаса, который необходимы для выполнения следующих требований: обеспечение неизменяемости пространственной системы каркаса и устойчивости его сжатых элементов; восприятия и передача на фундаменты некоторых нагрузок (ветровых, горизонтальных от кранов); обеспечение совместной работы поперечных рам при местных нагрузках(например, крановых); создание жесткости каркаса, необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации; обеспечение условий высококачественного и удобного монтажа. Связи подразделяют на связи между колоннами и связи между фермами(связи по покрытию).

Связи между колоннами. Система связей между колоннами обеспечивает во время эксплуатации и монтажа геометрическую неизменяемость каркаса, его несущую способность и жесткость в продольном направлении (воспринимая при этом некоторые нагрузки), а также устойчивость колонн из плоскости поперечных рам.Для выполнения этих функций необходим хотя бы один жесткий диск по длине температурного блока и система продольных элементов, прикрепляющих колонны, не входящие в жесткий диск, к последнему. В жесткие диски включены две колонны, подкрановая балка, горизонтальные распорки и решетка, обеспечивающая при шарнирном соединении всех элементов диска геометрическую неизменяемость.

В точке А (рис. 1а) гибкий элемент связей 1 не может воспринимать сжимающую силу, поэтому Fw передается более короткой и достаточно жесткой распоркой 2 в точку Б. Здесь сила по элементу 3 передается в точку В. В этой точке усилие воспринимается подкрановыми балками 4, передающими силу Fw на связевой блок в точку Г. Аналогично работают связи и на силы продольных воздействий кранов F (рис. 1б). элементы связей выполняются из уголков, швеллеров. Прямоугольных и круглых труб.

Связи по покрытию. Связи между фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса, обеспечивают устойчивость сжатых элементов ригеля из плоскости ферм, перераспределение местных нагрузок (например крановых), приложенных к одной из рам, на соседние рамы, удобство монтажа, заданную геометрию каркаса, восприятие и передачу на колонны некоторых нагрузок. Система связей покрытия состоит из горизонтальных и вертикальных связей. Горизонтальные связи располагаются в плоскостях нижнего и верхнего поясов ферм и верхнего фанаря. Горизонтальные связи состоят из поперечных и продольных.(рис.2)

Билет №36 №3/2

Рис.1 Работа связей между колоннами при воздействии:

а – ветровой нагрузки на торец здания; б- мостовых кранов

Билет №36 №3/3

Рис. 1 Связи между фермами: а- по верхним поясам, б- по нижним.

Билет №36 №2. Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования. Порядок расчёта.

Билет №36 №2/2.