Расчет осадки свайного фундамента.

5.6 Расчет осадки свайного фундамента

Определим осадку кустового свайного фундамента, состоящего из пяти забивных свай С6-30 из бетона класса В30, законструированного в п. 5.4. Расстояние между осями соседних свай a = 0,9 м. Грунтовые условия представлены на рис.5.6.1

Расчет осадки одиночных висячих свай в линейно-деформируемом полупространстве при выполнении условия l/d > G₁l/G₂d > 1 производят по формуле:

где N - вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН;

β - коэффициент, определяемый по формуле:

здесь β' = 0,17 ln (k_vG₁l / G₂d) - коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (ЕА = ∞);

α' = 0,17 ln (k_v1 l / d) - тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G₁ и v₁;

χ = EA/G₁l² - относительная жесткость сваи;

ЕА - жесткость ствола сваи на сжатие, МН;

λ₁ - параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле

k_v, k_v1 - коэффициенты, определяемые по формуле

k_v = 2,82 - 3,78v + 2,18v²

соответственно при v = (v₁ + v₂)/2 и при v = v₁.

При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии а (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна

где

Расчет осадки i-й сваи в группе из п свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле

         где s(N) - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле;

d_ij - коэффициенты, рассчитываемые по формуле в зависимости от расстояния между i-й и j-й сваями;

N_j - нагрузка на j-ю сваю.

Характеристики деформативности грунтов, прорезаемых сваей:

ИГЭ-1 – заторфованный грунт с модулем деформации E'=5,3МПа и коэффициентом Пуассона ν' = 0,40;

ИГЭ-2 – суглинок мягкопластичный с модулем деформации E''=8,2МПа и коэффициентом Пуассона ν'' = 0,38;

ИГЭ-3 – глина тугопластичная с модулем деформации E'''=9,3МПа и коэффициентом Пуассона ν''' = 0,42;

Рис.5.4. Свая и деформативные параметры основания

Определим деформационные характеристики приведенного трехслойного основания:

- для ИГЭ-1

- для ИГЭ-2

- для ИГЭ-3

Осредненное значение модуля сдвига и коэффициента Пуассона грунтов, прорезаемых сваей:

Модуль сдвига и коэффициент Пуассона грунта под нижним концом сваи:

Подсчитаем все необходимые для расчета коэффициенты и параметры:

Модуль упругости материала ствола сваи Е = 32,5×МПа (бетон класса В30), поэтому жесткость ствола на сжатие:

Относительная жесткость сваи:

Определяем осадку одиночных свай 1 и 2:

где N₁, N₂ – вертикальная нагрузка, передаваемая на сваи 1 и 2 (п. 5.5)

Определяем осадку одиночных свай 3 и 4:

Определяем осадку одиночной сваи 5:

Определяем дополнительные осадки сваи от взаимного влияния соседних свай, находящихся на расстоянии а (см.рис.5.5).

Рис.5.5. Схема расположения свай

Вычисляем коэффициенты δ_ij для соседних свай:

Т.к.

Вычисляем коэффициенты δ_ij для свай, расположенных по диагонали:

Т.к.

Осадки каждой сваи куста, состоящего из 5 свай, при известном распределении нагрузок между ними производим по формулам:

Общую осадку отдельностоящего свайного фундамента определяем, как среднюю осадку для всех свай:

Проверяем условие:

Условие выполняется, осадки фундамента не превышают предельно допустимые значения.

Таблица 5.9

Габаритные размеры фундаментов

Габаритные размеры фундаментов, м
a	b	a1	b1	a2	b2	h	h1	h2
Колонна сечением 0,4х0,4; подколонник (ak, bk) сечение 0,9х0,9; глубина стакана 0,8
1,5	1,5					0,3
1,8	1,5					0,3
1,8	1,5					0,45
2,1	1,5					0,45
2,4	1,5	1,8	1,5			0,3	0,3
2,7	1,8	1,8	1,8			0,3	0,3
3,0	2,1	2,1	1,5			0,3	0,3
3,3	2,4	2,1	1,5			0,3	0,3
3,6	2,7	2,7	2,1	1,8	1,5	0,3	0,3
4,2	3,0	3,0	2,1	2,1	1,5	0,3	0,3
4,8	3,0	3,6	2,1	2,4	1,5	0,3	0,45

Таблица 5.9 (продолжение)