5.7.В. Расчет осадки свайного фундамента. Осадка свайного фундамента

Расчет осадки свайного фундамента

Осадка свайного фундамента определяется одним из методов механики грунтов как для условного фундамента на естественном основании. Границы условного фундамента определяются следующим образом (рис. 3.2):

- сверху - поверхностью планировки грунта;

- снизу - плоскостью на уровне нижних концов свай;

- с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних свай на величину .

Величина определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями

, (3.13)

где и - соответственно углы внутреннего трения (для расчетов по второму предельному состоянию) и толщины слоев грунта, пройденных сваями от подошвы ростверка.

В собственный вес условного фундамента при определении осадки включаются вес свай NCB и ростверка ,а также вес грунта в объеме условного фундамента.

Размеры подошвы условного фундамента определяют по выражениям

(3.14)

(3.15)

где b, а - размеры в пределах внешних граней крайних свай, м;

l - глубина погружения сваи в грунт от низа ростверка, м.

Определяется площадь подошвы условного фундамента

Ау=bу ау , (3.16)

Производится проверка условия

, (3.17)

где -расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

- вес ростверка и свай;

- вес грунта в пределах условного фундамента АВСД;

- расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного фундамента АВСД, определяемого по формуле СНиП 5.01.-01- 2002 [3, с.50] для размеров .

Если условие (3.17) не соблюдается, то можно увеличить расстояние между сваями или применить сваи большей длины.

Рис. 3.2 - Схема к расчету осадки свайного фундамента

4. Расчет фундамента с применением пэвм

Для второго сечения, указанного в задании, также необходимо определить размеры подошвы фундамента. Это можно осуществить по методике, изложенной в п.2.3, либо расчетом с использованием ПЭВМ.

На ПЭВМ расчеты можно выполнить используя программные продукты «Фундамент 10.1» либо «Мономах 4».

Пример результатов расчета

с использованием программы «Фундамент 10.1».

Тип фундамента:

Cтолбчатый на естественном основании

1. - Исходные данные:

Тип грунта в основании фундамента:

Пылевато-глинистые, крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем 0.25&ltIL&lt0.5

Тип расчёта:

Проверить заданный

Способ расчёта:

Расчёт основания по деформациям

Способ определения характеристик грунта:

Фиксированное R

Конструктивная схема здания:

Жёсткая при 2.5<(L/H)&lt4

Наличие подвала:

Нет

Исходные данные для расчёта:

Расчётное сопротивление грунта основания 40 тс/м2

Высота фундамента (H) 2.7 м

Размеры подошвы фундамента: b= 1.8 м, a= 2.2 м

Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) 2.3 м

Усреднённый коэффициент надёжности по нагрузке 1.15

Расчетные нагрузки на фундамент:

Наименование	Величина	Ед. измерения	Примечания
N	124.7	тс
My	3	тс*м
Qx	6.3	тс
Mx	0	тс*м
Qy	0	тс
q	0	тс/м2	на грунт

studfiles.net

3.3 Определение осадки свайного фундамента

Осадку вычисляем методом послойного суммирования. Суммарная осадка не должна превышать предельно допустимых деформаций основания, которые составляют для данного вида сооружения 8 см.

Строим эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса в пределах глубины (4-6)b=(4-6)0,9=3,6-5,4м ниже подошвы. Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои:

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта определим по формуле:

σzq=Σγi (44)

- по подошве первого слоя:

σzq1 = 16,93,4=57,46кПа 0,2σzq1 = 11,49 кПа

- по подошве уровня грунтовых вод:

σzq2= 57,46+17,20,9=72,94 кПа 0,2σzq2 = 14,59 кПа

- по подошве второго слоя:

σzq3=72,94+7,9510,2=154,03 кПа 0,2σzq3 = 30,81 кПа

- по подошве третьего слоя на границе водоупора:

σzq4 = 154,03+10,78∙1,1=165,89 кПа 0,2σzq4 = 33,18 кПа

σzq4.1= 165,89+10∙11,3=278,89кПа 0,2σzq41 = 55,78 кПа

-по подошве условного фундамента:

σzq0= 278,89+19,5∙1=298,39кПа 0,2σzq0 = 59,68кПа

- по подошве четвертого слоя:

σzq5= 298,39+19,5∙3,4=364,69кПа 0,2σzq5 = 72,94кПа

Расчёты сведены в таблицу 4.

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

σzр0 = Рср— σzq0 = 522,07 —298,39 =223,68 кПа (45)

Далее строим эпюру распределения дополнительных (к боковому) вертикальных напряжений в грунте по формуле , σzр =α∙Р0, где  определяем в зависимости от Чтобы избежать интерполяции зададимсяz = hi.

Осадку определим по формуле(46) в пределах сжимаемой толщи, т.е. до точки пересечения эпюр Zpi =0,2Zqi.

; (46)

Эпюры Zqi , 0,2Zqi и Zpi показаны в графической части.

Таблица 4 – К расчету осадки свайного фундамента под стакан

Наименование Грунта	Еi , МПа	Толщина пласта грунта, м	i или sbi, кН/м3	Z0, кПа	0,2Zq, кПа	hi, м	Zi, м	=2Z b b= 2,4м		Zp, кПа	Si , м
Суглинок полутвердый	18,5	4,4	19,5	298,39	59,68	0	0	0	1	223,68	-
				305,41	61,08	0,36	0,36	0,8	0,881	197,06	0,0033
				312,43	62,49	0,36	0,72	1,6	0,642	143,60	0,0026
				319,45	63,89	0,36	1,08	2,4	0,477	106,69	0,0019
				326,47	65,29	0,36	1,44	3,2	0,374	83,66	0,0015
				333,49	66,70	0,36	1,8	4,0	0,306	68,45	0,0012
				340,51	68,10	0,36	2,16	4,8	0,258	57,71	0,0009

Суммируем осадку в пределах сжимаемой толщи Hl=2,00м.

Si=0, 0033+0,0026+0,0019+0,0015+0,0012+0,0009=0,0114=1,14 см

Su=8см.

Следовательно, основное условие расчета по 2-ой группе предельных состояний виполняется.

studfiles.net

5.7.В. Расчет осадки свайного фундамента

Сложность определения осадок свайного фундамента связана с тем, что они предают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай. При этом соотношение предаваемых нагрузок зависит от многих факторов:

числа свай в фундаменте
их длины
расстояния между сваями
свойств грунта и степени его уплотнения при погружении свай.

Поэтому при расчете принимают упрощающие допущения, снижающие их точность. С другой стороны, чем точнее расчетная схема, тем сложнее методика расчета.

В настоящее время в большинстве случаев свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании, т.е. все, что находится в пределах АБВГ (рис) рассматривается как единый массив.

– углы внутренниго трения для отдельнных пройденых свай и слоев грунта толщинами

Рис. 11.17. Схемы условных фундаментов для расчета по второй группе предельных состояний

При наличии в фундаменте наклонных свай, плоскости АБ и ВГ проходят через их концы (рис. б). Размеры подошвы условного фундамента в этом случае определяются расстояниями между нижними концами наклонных свай.
Если в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то, поскольку трение в них принимается равным нулю, осадку свайного фундамента из висячих свай определяют с учетом уменьшенных габаритов условного фундамента (рис. в). Уширение учитывается только у слоев, залегающих ниже слоя торфа или ила.
Во всех рассмотренных случаях при определении осадок расчетная нагрузка, передаваемая условным фундаментом на грунт основания, принимается равномерно распределенной.

Расчет осадки свайного фундамента, как условного массивного, выполняется теми же методами, что и расчет фундамента мелкого заложения. При этом также требуется выполнение условия. Чтобы среднее давление (Р) по подошве условного фундамента не превышало расчетное сопротивление грунта основания на данной глубине, т.е.

определяется, как и при расчете ФМЗ, но заменой фактической ширины и глубины заложения фундамента на условные.

Осадка свайного фундамента определяется, как правило, методом эксменторного суммирования.

§ 6. Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах

6.1. Общие положения

К структурно-неустойчивым грунтам относят мерзлыеивечномерзлыегрунты;лессовые просадочныегрунты,слабые водонасыщенные,пылевато-глинистые,засоленные, заторфованныегрунты. В определенной мере сюда могут быть отнесены инасыпныегрунты. Несмотря на различие в условиях образования грунтов этой группы их объединяетобщее свойство– в природном состоянии эти грунты обладают структурными связями, которые при определенных воздействиях резко снижают свою прочность или полностью разрушаются (это может быть от быстро возрастающих, динамических, вибрационных нагрузок или физических процессов – повышениеt-ры мерзлых грунтов, обводнение лессовых или засоленных грунтов и т.п.)

Структурно-неустойчивые грунты часто называют региональными, т.к. эти грунты группируются преимущественно в определенных географо-климатических зонах (регионах).

При строительстве на таких грунтах кроме общепринятых для обычных условий решений требуется проведение комплекса специальных мероприятий, учитывающих их особые свойства.

Эти мероприятияразделяются на четырегруппы:

1 группа: меры, предпринимаемые для исключения неблагоприятных воздействий на грунты.

2 группа: способы искусственного улучшения структурных свойств оснований, с помощью которых нейтрализуются последствия воздействия неблагоприятных факторов.

3 группа: конструктивные мероприятия, понижающие чувствительность зданий к неравномерным деформациям основания.

4 группа: применение специальных типов фундаментов.

Ниже мы рассмотрим лишь основные положения проектирования фундаментов на структурно-неустойчивых грунтах.

studfiles.net

Осадка свайного фундамента

В современных условиях ввиду широкого распространения свайных фундаментов в строительстве, промышленном и гражданском, особенно актуально при проектировании сооружений различного предназначения руководствоваться объективными данными об их предполагаемой осадке.

Осадка свайного фундамента - это его вертикальное смещение, обусловленное деформацией слоя грунта под подошвой. Вследствие неравномерной осадки фундамента здания могут произойти растрескивание его основания и стен, возникнуть другие неприятные последствия. Определение размеров осадки усложнено передачей сваями нагрузки на основание не только через нижние оконечности, но и через боковые поверхности.

Соотношение передаваемых нагрузок при этом обусловлено влиянием многих факторов:

• количеством и длиной свай в фундаменте;

• расстояниями между ними;

• свойствами грунта, степенью его уплотнения вследствие погружения свай.

Существует несколько методик, с помощью которых рассчитывается осадка свайного фундамента. В связи с его спецификой используются схемы подсчетов несколько дополненные по сравнению с наиболее распространенными для обычных фундаментов. Основным и наиболее применимым в практике строительства методом определения осадки фундаментов устроенных с применением свай является метод послойного суммирования. Он заключается в определении степени деформации каждого из элементарных слоев под воздействием вертикальных нагрузок в пределах сжимаемой толщи грунта. Расчетная осадка свайного фундамента в конечном счете определяется путем суммирования сжатий всех отдельных однородных слоев грунта.

Полученная величина сравнивается с допустимой (предельной, максимальной) осадкой свайного фундамента для данного типа зданий (СНиП 2.02.01-83, прил.4). Для многоэтажных бескаркасных сооружений она составляет 10 см, для деревянных, щитовых – 15 см, для зданий с железобетонным каркасом – 8 см, а со стальным – 12 см и т.д.

В случае превышения расчетного значения осадки фундамента над допустимым СНиПом, проект фундамента подвергается корректировке (добавляются дополнительные сваи, изменяются их параметры), вследствие которой фундамент становится более прочным.

xn----8sb2afwgji.xn--p1ai

Расчет осадки свайного фундамента.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Сложность определения осадок свайных фундаментов связана с тем, что они передают нагрузку на грунт основания одновременно через боковую поверхность и нижние концы свай, при этом соотношение передаваемых нагрузок зависит от многих факторов: числа свай в фундаменте, их длины, расстояния между сваями, свойств грунта и степени его уплотнения при погружении свай.

В связи с этим при разработке методов расчета осадок свайных фундаментов принимаются те или иные упрощающие допущения, снижающие их точность. С другой стороны, чем точнее расчетная схема отражает фактическую работу свайного фундамента, тем сложнее методика расчета.

В настоящее время в большинстве случаев свайный фундамент при расчете его осадок рассматривается как условный массивный фундамент на естественном основании. При этом принимают, что давление по подошве условного фундамента распределено равномерно.

СНпП 2.02.03—85 рекомендует для определения размеров условного фундамента, заменяющего свайный, проводить наклонные плоскости под углом от точки пересечения наружной грани свай с подошвой ростверка (рис. 11.22, а). Здесь—средневзвешенное расчетное (по деформациям) значение угла внутреннего трения толщи грунтов в пределах длины сваи.

Однако уширение условного фундамента в стороны не должно превышать половины шага свай и, во всяком случае, быть, не больше 2d, считая от крайнего ряда свай (d —поперечный размер свай).

При применении наклонных свай размеры подошвы условного фундамента устанавливают исходя из положения нижних концов свай, указанного на рис. 11.22,6. При высоком свайном ростверке или возникновении отрицательного трения в пределах длины свай размеры подошвы условного фундамента определяют путем проведения наклонных плоскостей под углом с отметки, ниже которой по боковой поверхности свай развивается трение, поддерживающее их (рис. 11.22,е).

Найдя размеры подошвы условного фундамента ABCD, включающего в себя грунт, сваи и ростверк, а также глубину его заложения d; определяют среднюю интенсивность давления по подошве фундамента

где NII — расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента;

— вес соответственно ростверка, свай и грунта в пределах объема условного фундамента ABCD;

bc, lc — ширина и длина подошвы условного фундамента.

Значение РII не должно превышать расчетное сопротивление грунта R, т. е. должно быть удовлетворено условие

Расчетное сопротивление грунта основания R определяется, как и при расчете фундаментов мелкого заложения, по формуле (7.СНиП2.02.01-83 ), но с заменой фактической ширины и глубины заложения фундамента на условные.

Осадка свайного фундамента S определяется, как правило, методом элементарного суммирования. Последовательность расчета та же, что и в случае фундамента мелкого заложения. Полная осадка фундамента, определенная по формуле не должна превышать ее предельного значения в соответствии с условием .

mykonspekts.ru

Расчет осадки свайных фундаментов

Расчет осадки свайных фундаментов:

Осадку свайного куста под фундамент рассчитываем как осадку условного фундамента по формуле:

где - осадка условного фундамента;

– дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента;

– дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай.

Границу условного фундамента определяем: снизу ограничивается плоскостью, проходящей через нижние концы свай; с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от осей крайних рядов вертикальных свай на расстоянии 0,5 шага свай, но не более 2d.

Условный фундамент имеет размеры 1,8×3,6 м в плане и глубину заложения «подошвы» 8 м.

Расчет фундамента Ф-4:

Определение осадки по методу послойного суммирования

;

толщина i-го слоя грунта;

дополнительное давление;

вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента;

модуль деформации i-го слоя грунта;

то же, но по ветви вторичного нагружения.

Разбиваем толщу основания на слои с условием, что толщина слоя ,

м а) суммирование по толщи основания ведется до тех пор, пока не станет выполняться условие ( бытовое давление)

б) принимаем в зависимости от относительной глубины и показателя η=l/b=3,6/1,8=2

глубина z отсчитывается от подошвы фундамента в)

- средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3;

- глубина заложения подошвы фундамента, м;

– соответственно удельный вес, кН/м3, и толщина i-го слоя грунта, залегающего выше границы на глубине z от подошвы фундамента, м;

− поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м2 (для неводонасыщенных грунтов принимается равным нулю).

При пересечении слоем уровня грунтовых вод учитывается взвешивающее действие воды (добавляется , где , е– коэффициент пористости грунта).

Таблица расчета дополнительного и бытового давлений:

z	b	ξ	α	P	σzp	σzg	0,5σzg
0	1,8	0	1	414	414	147,185	73,5925
0,72	1,8	0,8	0,869333	414	359,904	132,73	66,365
1,44	1,8	1,6	0,589333	414	243,984	170,1098	85,0549
2,16	1,8	2,4	0,389	414	161,046	11830,11	5915,055
2,88	1,8	3,2	0,265333	414	109,848	19750,11	9875,055
3,6	1,8	4	0,188667	414	78,108	27670,11	13835,05
4,32	1,8	4,8	0,140333	414	58,098	35590,11	17795,05
5,04	1,8	5,6	0,107333	414	44,436	43510,11	21755,05
5,76	1,8	6,4	0,084333	414	34,914	51430,11	25715,05
6,48	1,8	7,2	0,068	414	28,152	59350,11	29675,05

г) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта ,

где

Таблица расчета вертикального напряжения от собственного веса грунта:

z	b	ξ	α	P	σzy
0	1,8	0	1	414	147,185
0,72	1,8	0,8	0,869333	414	127,9528
1,44	1,8	1,6	0,589333	414	86,74103
2,16	1,8	2,4	0,389	414	57,25497
2,88	1,8	3,2	0,265333	414	39,05309
3,6	1,8	4	0,188667	414	27,7689
4,32	1,8	4,8	0,140333	414	20,65496