Приложение 2а пример расчета ленточного фундамента. Расчет крена фундамента

Расчет осадок, кренов и горизонтальных перемещений свай и свайных фундаментов

8.18 Расчет осадки и крена свайного фундамента следует производить в соответствии с пп.8.19-8.33, а горизонтальных перемещений - в соответствии с п.8.34 и приложением К.

8.19 Расчет осадок свайных фундаментов (из отдельных свай, кустов свай) следует производить исходя из условия

s  sи, (8.8)

где s - совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения, определяемая расчетом;

sи - предельное значение средней осадки фундамента здания или сооружения, принимаемое по указаниям СНиП 2.02.01.

8.20 Осадку s1, м, одиночной висячей сваи определяют на основе решения, полученного численными методами, по формуле

, (8.9)

где P - расчетное значение нагрузки на сваю, кН;

IS - коэффициент осадки, зависящий от отношения l/d длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной сваи) и от относительной жесткости сваи  = Ep / ESL, где Ep - модуль упругости материала сваи;

ESL - модуль деформации грунта, который в рассматриваемом решении следует определять на уровне подошвы сваи, если ниже подошвы сваи нет слабых грунтов, кПа;

d - диаметр или сторона квадратной сваи, м.

8.21 Коэффициент осадки в формуле (8.9) для сваи, принимаемой несжимаемой, определяют по формуле

. (8.10)

Значения коэффициента IS для сжимаемой сваи принимаются по табл.8.4.

Таблица 8.4

l/d	Значения IS при , равном
	100	1000	10000
10	0,19	0,16	0,15
25	0,18	0,10	0,08
50	0,17	0,06	0,05
Примечание. Для промежуточных значений l/d и  значения IS определяются по интерполяции.

8.22 При расчете осадки сваи значение модуля деформации грунта ESL определяется по результатам полевых испытаний грунтов сваей при применении на объекте более 100 свай.

При использовании результатов статического зондирования для расчета осадки принимаются значения модуля деформации ESL грунта в зависимости от сопротивления зондированию qc:

- в песках - ESL = 6 qc;

- в глинистых грунтах при расчете буровых свай - ESL = 10 qc;

- в глинистых грунтах при расчете забивных свай - ESL = 12 qc.

8.23 Осадка куста свай при расстояниях между сваями (3-4)d определяется как осадка условного массивного фундамента на естественном основании согласно требованиям раздела 6 СНиП 2.02.03.

При расстояниях между сваями в кусте до 7d, при однородных или улучшающихся с глубиной грунтах основания расчет осадки куста свай выполняется по методике, учитывающей взаимовлияние свай в кусте (пп.8.24-8.27).

8.24 Осадка куста свай sG определяется по формуле

sG = s1RS, (8.11)

где s1 - осадка одиночной сваи при принятой на нее нагрузке, определяемая по формуле (8.9), при этом нагрузка P принимается равной средней нагрузке на сваю в кусте;

RS - коэффициент увеличения осадки (п.8.25).

8.25 При использовании осадки одиночной сваи для проектирования свайных кустов и полей, следует учитывать, что осадка группы свай в результате их взаимодействия в свайном фундаменте увеличивается, что учитывается коэффициентом увеличения осадки RS (табл.8.5).

Таблица 8.5

Число свай n	Значения коэффициента RS
	l/d = 10; = 100				l/d = 25; = 1000				l/d = 50; = 10000
	a/d				a/d				a/d
	3	5	7	10	3	5	7	10	3	5	7	10
4	1,40	1,30	1,20	1,10	2,45	2,00	1,80	1,70	2,75	2,25	2,00	1,80
9	2,25	2,00	1,90	1,80	3,90	3,25	2,90	2,65	4,35	3,55	3,15	2,85
16	2,85	2,50	2,35	2,25	4,90	4,10	3,65	3,30	5,50	4,50	4,00	3,60
25	3,30	3,00	2,75	2,60	5,60	4,75	4,25	3,90	6,50	5,25	4,70	4,25
36	3,70	3,30	3,10	2,90	6,40	5,35	4,80	4,30	7,20	5,85	5,25	4,70
49	4,00	3,55	3,30	3,15	6,90	5,75	5,10	4,70	7,75	6,35	5,60	5,10
100	4,70	4,20	4,00	3,70	8,20	6,80	6,10	5,50	9,20	7,50	6,70	6,00
196	5,40	4,80	4,50	4,25	9,35	7,75	7,00	6,35	10,50	8,60	7,65	6,90
400	6,15	5,50	5,10	4,85	10,60	8,85	7,90	7,20	12,00	9,80	8,70	7,80
1000	7,05	6,30	6,00	5,55	12,30	10,00	9,15	8,25	13,80	11,25	10,05	9,00
Примечание. В каждом столбце при других значениях n коэффициент RS определяется по формуле RS (n) = 0,5 RS (100) lgn

Таблица 8.5 составлена для групп свай квадратной формы (см. графу 1 таблицы). Для групп свай прямоугольной формы следует руководствоваться тем, что они имеют одинаковую эффективность с квадратными группами при одинаковом расстоянии между сваями. Для прямоугольного фундамента значения RS принимаются при числе свай n (графа 1), равном квадрату намечаемого количества свай на короткой стороне фундамента.

8.26 Таблица 8.5 справедлива для свай, объединенных жестким ростверком, расположенным над поверхностью грунта или на слое относительно слабых поверхностных грунтов, когда ростверк практически не влияет на осадку группы свай.

При низком ростверке со сваями под отдельные колонны (кусты свай), не связанные общей плитой, значения RS в табл.8.5 могут быть уменьшены за счет работы ростверка, расположенного на грунте, в зависимости от отношения расстояния a между осями свай к их диаметру d:

при a/d = 3 - на 10%;

при a/d = 5-10 - на 15%.

8.27 Проверка расчетного сопротивления грунта основания подошвы свайного ростверка производится по указаниям СНиП 2.02.01.

8.28 Метод расчета осадки комбинированного свайно-плитного фундамента (КСП фундамента) приведен в приложении И.

8.29 Если под нижними концами свай залегают грунты с модулем деформации Esb  20 МПа и доля временной нагрузки не превышает 40% общей нагрузки, осадку КСП фундамента допускается определять по формуле

s = 0,12 pB / Esb, (8.12)

где p - среднее давление на уровне подошвы плитного ростверка;

Esb - средневзвешенный модуль деформации сжимаемой толщи грунта под нижними концами свай, равной ширине ростверка B.

8.30 Проверка расчетного сопротивления грунта основания подошвы свайного ростверка производится по формуле (7) СНиП 2.02.01 на часть нагрузки, приходящейся по расчету на плиту, считая нагрузку равномерно распределенной по жесткому ростверку.

8.31 Выполненные расчеты осадки кустов свай и КСП фундаментов должны быть сопоставлены с расчетом их осадки как условного фундамента на естественном основании в соответствии со СНиП 2.02.03.

8.32 Крен прямоугольного свайного фундамента следует определять по формуле

, (8.13)

где i0 - безразмерный коэффициент, устанавливаемый по табл.8.6 в зависимости от 2h/L, где h - глубина погружения свай, и от отношения L/b;

v - коэффициент Пуассона;

M - расчетный момент, действующий на фундамент;

f - коэффициент надежности по нагрузке;

E - модуль деформации грунта в основании свай;

L и b - длина и ширина фундамента;

8.33 Крен круглого фундамента следует определять по формуле

, (8.14)

где i0 определяется по табл.8.7 в зависимости от отношения h/r, (r - радиус фундамента).

8.34 При расчете горизонтальных перемещений свай следует руководствоваться приложением 1 СНиП 2.02.03.

Для объектов II и III уровня ответственности расчет горизонтальных перемещений куста свай при жестко заделанных в ростверк сваях допускается выполнять по методу, приведенному в приложении К.

Таблица 8.6

Значения 2h/L	Значения i0 при L/b, равном
	0,5	2,4	5
0,5	0,37	0,36	0,28
1	0,32	0,30	0,25
3	0,30	0,22	0,18

Таблица 8.7

h/r	0,5	1,0	2,0	5,0
i0	0,36	0,26	0,23	0,23

Примечание. В таблицах 8.6 и 8.7 значения i0 для промежуточных значений h/L, L/b и h/r принимаются по интерполяции.

studfiles.net

Расчет крена сооружений на нескальных основаниях

7.11. Крен (наклон) сооружений следует определять от внецентренно приложенной нагрузки в пределах ширины сооружения, от пригрузки основания вне подошвы сооружения и от обжатия грунта засыпки в теле сооружения (для ячеистых конструкций без днища) при внецентренном приложении нагрузки.

7.12. Крен сооружений с прямоугольной подошвой, вызванный внецентренным приложением вертикальной нагрузки в пределах ширины сооружения, в случае однородного и горизонтально–слоистого основания без учета фильтрационных сил допускается определять:

а) в направлении большей стороны подошвы сооружения по формуле

(36)

б) в направлении меньшей стороны подошвы сооружения по формуле

(37)

где b – углы крена сооружения;

–безразмерные коэффициенты, определяемые по черт. 3;

–моменты, действующие в вертикальной плоскости, параллельной соответственно большей и меньшей сторонам прямоугольной подошвы;

l, b – соответственно длина и ширина подошвы сооружения;

v, Еm– коэффициент поперечной деформации и модуль деформации, определяемые в соответствии с обязательным приложением 3.

Черт. 3. Графики для определения коэффициентов К1 и К2

7.13. Определение крена сооружения от пригрузки основания вне подошвы сооружения следует производить по формуле

(38)

где – осадка краев подошвы сооружений А и В (черт. 4), определяемая по указаниям обязательного приложения 11 при и соответственнои;

b – ширина сооружения;

2c – ширина полосы пригрузки.

Пригрузку допускается аппроксимировать прямоугольной, треугольной или трапецеидальной эпюрой в зависимости от формы засыпаемого котлована.

Черт. 4. Схема к определению крена сооружения от пригрузки

Расчет горизонтальных перемещений сооружений на нескальных основаниях

7.14. Горизонтальные перемещения сооружений и их элементов, воспринимающих горизонтальную нагрузку (например, подпорных стен, зданий ГЭС, анкерных устройств), следует, как правило, определять методами, учитывающими развитие областей пластических деформаций (применяя в необходимых случаях теорию пластического течения).

Для сооружений III и IV классов горизонтальные перемещения допускается определять упрощенными методами по указаниям рекомендуемого приложения 14 (для конечных горизонтальных перемещений).

Допускается не производить проверку горизонтальных перемещении основания гравитационных и заанкеренных шпунтовых подпорных стен портовых гидротехнических сооружений.

7.15. Для анкерных устройств и других элементов сооружения, от перемещения которых зависят его прочность и устойчивость, расчеты горизонтальных перемещений выполняются при характеристиках грунта и нагрузках, соответствующих предельным состояниям первой группы.

7.16. Нестабилизированные горизонтальные перемещения сооружений ut к моменту времени t следует определять по формуле

(39)

где – то же. что в формуле (34) ;

и – конечное (стабилизированное) перемещение сооружения, определяемое по указаниям рекомендуемого приложения 14.

7.17. Предельные горизонтальные перемещения сооружения uu не должны быть более 0,75 ulim,

где ulim – горизонтальное перемещение сооружения, соответствующее достижению предельного равновесия системы сооружение–основание по плоскому сдвигу и определяемое по формуле

(40)

где – предельное перемещение штампа;

–площадь штампа;

А – площадь фундамента сооружения;

пi – параметр, определяемый в соответствии с указаниями обязательного приложения 3.

studfiles.net

Приложение 2а пример расчета ленточного фундамента

Проектируемым зданием является четырехэтажный жилой дом. Здание бесподвальное. Общая высота здания 11.7м. Жилой дом - из кирпича, толщина стены 0.38 м. Конструктивная схема с продольными несущими стенами. Длина -30 м. Нормативная нагрузка от здания 312,181 кН. Грунты - песок средней крупности со следующими нормативными значениями прочностных и деформационных характеристик: Cn= 2 кПа; е=0.519; φn= 38 град.; γsb=20 кНм; Е0= 40 МПа. УГВ по поверхности

Определяем в первом приближении требуемую ширину фундамента

В= N0ΙΙ/(R0 – γd)=312.181/(400 - 20·1.2)=0.830 м2

Z	ξ=2z/b	грунт	αi	Gzp,i= αip0	Gzg,i,кПа	0,2Gzg	E0,МПа	Si,мм
0	0	Пески средней крупности	1	391.726	20	4	40
0.2b	0.4		0.9726	380.98	23.2	4.64		1.22
0.4b	0.8		0.8514	333.51	26.4	5.28		2.14
0.6b	1.2		0.6886	269.728	29.6	5.92		2.59
0.8b	1.6		0.5406	211.78	32.8	6.56		2.72
1.0b	2.0		0.4177	163.61	36.0	7.20		2.62
1.2b	2.4		0.3342	130.91	39.2	7.84		2.51
1.4b	2.8		0.2683	105.08	42.2	8.48		2.35
1.6b	3.2		0.2177	85.27	45.4	9.08		2.18
1.8b	3.6		0.1798	70.41	48.6	9.72		2.03
2.0b	4.0		0.1508	59.08	51.8	10.36		1.89
2.2b	4.4		0.1281	50.17	55.0	11.00		1.77
2.4b	4.8		0.1097	42.97	58.2	11.64		1.65
2.6b	5.2		0.0951	37.26	61.4	12.28		1.55
2.8b	5.6		0.0828	32.42	64.6	12.92		1.45
3.0b	6.0		0.0732	28.67	67.8	13.56		1.38
3.2b	6.4		0.0648	25.38	71.0	14.20		1.3
3.4b	6.8		0.0543	21.25	74.2	14.84		1.05
3.6b	7.2		0.0514	20.15	77.4	15.48		1.16
3.8b	7.6		0.0463	18.12	80.6	16.12		1.1
4.0b	8.0		0.0421	16.48	83.8	16.76		1.06

2. Определяем расчетное сопротивление грунта основания:

;

где γc2=1.4 γc1=1.4; - коэффициента условия работы - по СНиП 2.02.01-83*;

- по СНиП 2.02.01-83*; ;

Mγ=2.11;Mq=9.44;Mc=10.80;

γII- среднее расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;

γ ́II - среднее расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента;

cn=2 кН/м - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой.

d1=1.2 м - глубина заложения фундамента.

R=1.4·1.4/1.1(2.11·20 + 9.44·1.2·20 + 10.8·2) = 450.087 кПа

3. Среднее давление по подошве фундамента:

P= (Gф + Gгр + N0ΙΙ)/bl=(16.2+7.2+312.181)/0.8·1= 411,726 кН/м2

Gф=16.2 кН- вес 1пм фундамента;

Gгр=7.2 кН- вес грунта на фундаменте.

0,9£P/R£1 0,9£9,147£1 Условие выполнилось.

Расчет осадки ленточного фундамента.

1. Определяем природное напряжение на уровне подошвы фундамента:

szg0=gIIhi=20·1,2=24 кН/м2;

2. Расчет осадки ведут в соответствии со СНиП 2.02.01.-83* осадка определяется методом послойного суммирования. В нем приняты допущения: осадка основания вызывается дополнительным давлением Р0 равным среднему давлению под подошвой фундамента за вычетом вертикального нормального напряжения от собственного веса грунта: Р0=p-szg0=411,726-24=391,726 кН/м2. Основание делится на «элементарные» слои , сжатие которых определяется от дополнительного вертикального напряжения. Предельно-допустимая осадка 8см.