Расчет сваи на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

РАСЧЁТ СВАИ НА СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛ И МОМЕНТА (И-1)

Расчёт выполняется в соответствии с руководством по проектированию свайных фундаментов к СНиП II-17-77 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования" и в соответствии с СП 50-102-2003 "Проектирование и устройство свайных фундаментов". Методика расчёта изложенная в этих нормативных документах идентична.

Расчёт - одностадийный. Окружающий сваю грунт работает как упругая линейно-деформируемая среда.

ПАРАМЕТРЫ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ СВАИ

Тип сваи - забивная, погружаемая без выемки грунта.

Поперечное сечение сваи круглое диаметром 0.600 м.

Момент инерции поперечного сечения сваи I = 0.005103 м4.

Модуль упругости материала сваи E = 29000.0 МПа.

Жёсткость ствола сваи EI = 147986.999 кНм2

Свая работает в составе ростверка с однорядным расположением свай вдоль оси нагрузок.Сопряжение сваи с ростверком жёсткое.

Свая используется в составе высокого ростверка. Высота подошвы ростверка над уровнем расчётной поверхности земли 2.000 м.

Отметка поверхности грунта у сваи 10.150 м.

Отметка верха сваи 12.150 м.

Отметка низа сваи 2.150 м.

Расчётная горизонтальная нагрузка действующая на сваю в уровне подошвы ростверка Q = 40.000 кН.

Расчётный изгибающий момент действующий на сваю в уровне подошвы ростверка M = 20.000 кНм.

Момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента в уровне нижнего конца сваи Mп = 320.000 кНм.

Момент от внешних временных нагрузок в сечении фундамента в уровне нижнего конца сваи Mв = 320.000 кНм.

Физико-механические свойства геологических элементов приведены в таблице 1.

Таблица №1

Обозначение геологического элемента	Свойства геологического элемента
ИГЭ-1	песок средней плотности коэффициент пористости e = 0.675 д.е. расчётное значение удельного веса γ = 18.000 кН/м3 расчётное значение угла внутреннего трения φ = 30.000 град. расчётное значение удельного сцепления c = 2.000 кПа коэффициент пропорциональности K = 6500.0 кН/м4

Геологическая колонка по свае приведена в таблице 2.

Таблица №2

Обозначение грунта слоя	Отметка кровли слоя, м	Отметка подошвы слоя, м	Толщина слоя, м
ИГЭ-1	10.150	2.150	8.000

Опорный слой для нижнего конца сваи - ИГЭ-1

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА

Толщина грунта, определяющая работу сваи на горизонтальную нагрузку составляет lk = 3.600 м.

Приведенное значение коэффициента пропорциональности грунта в пределах толщины lk составляет К = 6500.0 кН/м4.

Условная ширина сваи bp = 1.400 м.

Коэффициент деформации, характеризующий совместную работу сваи и грунта αε = 0.572 1/м.

Фактическая глубина погружения сваи в грунт = 8.000 м.

Приведенная глубина погружения сваи в грунт = 4.580 м.

Безразмерные коэффициенты:

A0 = 2.441

B0 = 1.621

C0 = 1.751

Перемещения сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта от действия еденичных нагрузок:

εnn= 8.791E-005 м/кН.

εmn = 3.342E-005 рад./кН.

εnm = 3.342E-005 1/кН.

εmm = 2.067E-005 рад./(кН/м.)

Длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до поверхности грунта l0 = 2.000 м.

Расчётное значение горизонтальной силы в уровне расчётной поверхности грунта H0 = 40.000 кН.

Расчётное значение изгибающего момента в уровне расчётной поверхности грунта M0 = 100.000 кНм.

Горизонтальное перемещение поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта u0 = 0.686 см.

Угол поворота поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности грунта ω0 = 3.404E-003 рад.

Расчётное горизонтальное перемещение поперечного сечения сваи uр = 1.466 см.

Расчётный угол поворота поперечного сечения сваи ωp = 4.215E-003 рад.

Проверка устойчивости окружающего сваю грунта выполняется для одного расчётного сечения.

Приведенная глубина расчётного сечения 0.850 м.

Фактическая глубина расчётного сечения 1.485 м.

Высотная отметка расчётного сечения 8.665 м.

Безразмерные коэффициенты:

A1 = 0.996

B1 = 0.849

C1 = 0.361

D1 = 0.102