1851

где Му, Qx, Nmax – расчетные сочетания усилий с максимальной нормативной силой; mx – коэффициент, зависящий от числа рядов свай по оси х, вычисляется по формуле

где тх – число рядов свай по оси х; а – расстояние между осями крайних свай.

При свободном опирании ростверка на сваи согласно п.8.8 [5] dm=0 формула (25) приобретает вид

Рис.12. Схема к определению количества рядов свай

Усилия в сваях определяются как от І (основного), так и от ІІ (дополнительного) сочетаний нагрузок для каждого ряда свай.

При Ni<0 следует проверить сваю на выдергивание из условия

n

Значение величины u f fijhij - определялось ранее в п.5 табл. 3;

i 1

γс – коэффициент условия работы, принимается по п. 4.5 [5]; gc – собственный вес сваи.

После определения окончательного числа свай уточняется схема их размещения, расстояние между ними, привязка их к осям и граням ростверка, определяются усилия в сваях (рис. 13).

8

6.3. Проверка усилий в сваях

Усилие в любой свае от основного и дополнительного сочетаний нагрузок в плоскости действия момента Му находится по формуле

о

xi – расстояние от оси сваи до оси у; Jу – момент инерции свайного поля:

n

J оy x12 ndm , Gp – вес ростверка, определяется по формуле

i 1

Gp= apbpHp cp f .

Усилие в максимально (минимально) нагруженной свае

хimax – расстояние от ЦТ свайного поля до оси крайней сваи в направлении действия момента (см. рис.13).

В случае, если расчет свайных фундаментов проводится с учетом ветровых и крановых нагрузок, нагрузку на крайние сваи допускается повышать на 20%, т.е.

Nс.max 1,2Pг',

где Nc max – продольное усилие в голове наиболее нагруженной сваи от невыгодного сочетания нагрузок, кН .

В принятой при проектировании схеме размещения свай усилия в сваях должны отвечать следующим условиям:

1)Nic P'г ;

2)Nс.max 1,2Pг';

3)Ncmin 0,

где Nic – усилие в свае, кН.

Для центрально-нагруженных фундаментов

для отрицательных значений х должно выполняться условие Ni > 0 или условие (29).

9

δ = Рг' Nimax 100(%).

Pг'

В случае, если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, для наиболее нагруженных свай

δ =1,2Рг' Nimax 100(%). 1,2Pг'

При этом степень перегрузки свай (при δ<0) не должна превышать 5 %, степень недогрузки (при δ>0) допускается принимать не более 15 %.

7. РАСЧЕТ КОНЕЧНОЙ ОСАДКИ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Осадка запроектированного фундамента должна удовлетворять условию [1]:

S Su ,

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом (см. п.7.4); Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения [1, п.2.39].

Относительная разность осадок [1, прил.4], согласно условию

где S Scp Sкр – разность осадок смежных фундаментов средней и крайней колонны промышленного здания, м; L – пролет промышленного здания, м.

7.1. Определение размеров подошвы условного фундамента

Расчет свайного фундамента и его основания по деформациям следует проводить как для условного фундамента на естественном основании [4, п.6].

Границы условного фундамента определяются следующим образом:

снизу – плоскостью, проходящей через нижние концы свай;

с боков – вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстояние ∆;

сверху – поверхностью планировки грунта.

11

II ,mt

4

Рис. 14. Схема к определению размеров условного фундамента

Размеры подошвы условного фундамента определяются по формуле

где II,mt – осредненное расчетное значение угла внутреннего трения в

пределах высоты условного фундамента (рис.14), рассчитывается по формуле

n

II,ihi

II,mt i 1 n , (36)

hi

i 1

в которой II,i – расчетные значения углов внутреннего трения для

n

отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi; hi h –

i 1

глубина погружения свай в грунт.

12

7.2. Проверка напряжений на уровне нижних концов свай

На уровне нижних концов свай давление в грунте от нормативных нагрузок р не должно превышать расчетного сопротивления грунта R:

р ≤ R.

Для проверки напряжений на уровне нижних концов свай определяют давление под подошвой условного фундамента

aybу

здесь f – осредненное значение коэффициента надежности по нагрузке,

принимаем равное 1,2; Gнyф – нормативный вес условного фундамента

(рис.14).

Вформуле (39) d1 принимаем равное Н, b = bу.

7.3.Определение нижней границы сжимаемой толщи

основания

Для определения нижней границы сжимаемой толщи основания вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:

В случае наличия водоупора выше ВС необходимо скорректировать эпюру природного давления путем добавления эпюр давления воды с максимальной ординатой в уровне кровли водоупора и нулем на уровне WL. При этом удельный вес грунта выше WL и ниже кровли водоупора принимать не во взвешенном состоянии.

Вычисляем дополнительное вертикальное давление на основание:

13

Дополнительное давление находим по формуле [1]:

zp p0 ,

где – коэффициент, принимаемый по табл.1 прил. 2 [1], в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента n aу и относительной

Строим эпюры вертикальных напряжений от веса грунта, дополнительных давлений. Находим границу сжимаемой толщи основания на глубине z=Hc , где выполняется условие

zp 0,2 zg .

7.4.Определение осадки фундамента методом послойного

суммирования

Осадка фундамента определяется по формуле [1]:

где Ei – модуль деформации для слоев грунта ниже подошвы условного фундамента, кПа; п – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща; hi

– мощность i -го слоя грунта, м.

14

Перемещение несущего элемента от единичного момента:

где A0,, В0,, С0 – коэффициенты, определяемые по прил. 1 [4], при l = эh,

если l > 4, то l = 4, т.к. сопряжение свай с ростверком принято шарнирным; αэ – коэффициент деформации; Н – фактическая глубина погружения сваи.

h1 – мощность слоя грунта с К1 от подошвы ростверка до кровли слоя грунта с К2; h2 – мощность слоя в пределах

hm от кровли слоя грунта с К2; Еb – модуль упругости материала сваи принимается по табл. 5 с коэффициентом условия работ γш =

0,8

Н

Рис. 16. Схема к определению приведенного значения коэффициента пропорциональности грунта

Приведенное значение K получают из предположения, что влияние различных значений Ki на работу сваи уменьшается до нуля в пределах hm– мощности слоев грунта (рис. 16), определяющих в основном работу свай на горизонтальные нагрузки

16

где Kэ=1 – для прямоугольного сечения сваи; Еb – начальный модуль упругости бетона; I – момент инерции поперечного сечения сваи; dс – размер поперечного сечения сваи, м.

Момент в голове сваи

где п – количество свай; l0 – свободная длина сваи, l0=0.

Расчет изгибающего момента Мz осуществляется с помощью ЭВМ по программе КОСТ – 2. Данные для расчета сводятся в табл. 6.

При свободном опирании ростверка на сваи принимается MB=0. N – количество сечений свай, в которых вычисляем вышесказанные величины

Наибольший момент по длине элемента устанавливается по эпюре Mz. Марку сваи определяют по типовому проекту 1.001-10.1[8].

17