Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2037.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

2.72 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 87 8 > Следующая >>>

ЗАДАНИЕ 12. Определение осадки свайного фундамента (свайного поля)

Требуется: определить размеры условного фундамента; вес ростверка; вес сваи в фундаменте; напряжение на уровне концов свай; расчетное сопротивление грунта на уровне концов свай; нижнюю границу сжимаемой толщи; осадку условного фундамента; дополнительную осадку за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента; дополнительную осадку за счет сжатия ствола

	свай.
		Исходные данные: грунтовые условия принимаются по заданию
	1; шаг свай а,				х кол чество n и размещение в свайном поле по осям
СX Y, а также нагрузка от надфундаментной части N – по табл.40;
	длина сваи Lсв					размер поперечного сечения сваи по заданию 3; глу-
	бина заложен я подошвы ростверка по заданию 2.									Таблица 40
										Таблица 40
		Вар анты			сходных данных для расчета напряжения в активной
							зоне свайного фундамента
	и
	Номер вариан-		Общее ко-				Кол чест-	Количество	Шаг	Нагрузка от надфун-
			л	чество			во свай по	свай по оси	свай,	даментной части N,
			свай в фун-				оси Х	У	а, м	кН
			даменте, n
			даменте, n
	1			28			7	4	0,9	13330,2
	2			30			6	5	1,0	13510,3
	3			35			7	5	1,05	14050,8
	4			36			6	6	1,1	12840,6
							бА
	5			40			8 5		0,9	13850,4
	6			32			8	4	1,0	13230,4
	7			36			9	4	1,2	13450,2
	8			40			10	4	0,9	12910,4
	9			42			7	6	1,2	13650,5
	10			45			9	5	1,0	14200,1
								Д
				Методические указания к выполнению задания
		1. Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного по-
			ля) рассчитывается по формуле [						]:
		где sef						s=sef + sp+ sс, И(89)
		где sef		– осадка условного фундамента, см;
			sp – дополнительная осадка за счет продавливания свай на
	уровне подошвы условного фундамента, см;
			sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай, см

Расчет осадки условного фундамента производят методом по-
слойного суммирования деформаций линейно-деформируемого осно-
вания с условным ограничением сжимаемой толщи [									].
2.Определение размеров условного фундамента
Расположение			границ		условного		фундамента			показано	на
рис.18.
С									DL
С		0,5a						0,5a
		0,5a						0,5a
	hf				a		a
	hf
	h
и
									FL
					aу
		Рис.18. Схема к определению размеров
	бА
			условного фундамента
3.	Проверка напряжений на уровне нижних концов свай
На уровне нижних концов свай давление в грунте р от нормативных
нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R:
					рД≤ R.
Для проверки давления на уровне нижних концов свай определяют
давление под подошвой условного фундамента								И
					N Gyф
			р	f
					aybу	,					(90)
здесь f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равное 1,2;
N – нагрузка от надфундаментной части, кН, по табл.40;
ау	– длина условного фундамента, м;
bу	– ширина условного фундамента, м;
Gyф – нормативный вес условного фундамента, кН, по формуле:

Gуф= ау bу hf ,

(91)

где – осредненный объемный вес бетона и грунта, равный 20 кН/м3;

hf – высота условного фундамента от уровень планировки (DL) до уровня нижних концов свай (FL), м;

4.Определяем расчетное сопротивление грунта на уровне нижних концов свай c учетом ширины условного фундамента bу по формуле:

c1 c2

(92)

коэфф ц енты: с1, с2 ,k,M ,kz ,b, II ,Mg ,d1, II'

,cII ,Mс

те же, что в за-

сжимаемой

даче 1 для несущего слоя основания.

В формуле (92) b = bу , а d=hf (рис.18).

С4. Определен е осадки условного фундамента sef и нижней границы

толщи основания.

Для определен я осадки условного фундамента sef и нижней грани-

бА

цы сж маемой толщи основания, сжимаемую толщу грунта делят на элементы, толщ на которых hi не должна превышать 0,4bу. Границы элементов необход мо совмещать с границами естественных слоев грунта, т.к. модули деформац грунтов для каждого слоя основания различны.

Вычисляем вертикальные напряжения от собственного веса грунта:

		n
	zg	hi i .	(93)
		i
где i	и hi – соответственно удельный вес и толщина hi каждого слоя
грунта.		Д
грунта.

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо i используют iвзв .

При определении природного давления на кровле слоя водонепрони-

		И
цаемого грунта (глина, суглинок при IL≤0≤0,25) необходимо учитывать до-
полнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле:
	pw whw ,		(94)
где hw – мощность грунта от уровня грунтовых вод (WL )			до кровли во-
донепроницаемого грунта, м

w– удельный вес воды=9,81 кН/м3.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы, вычисляется по фор-

муле:	p ,
zр	p ,	(95)

где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по табл.41, в зависимости от соотношения сторон

прямоугольного фундамента n aу и относительной глубины 2z , зна-

							by					by
	чения		z отсчитываются от подошвы условного фундамента до кровли ка-
	ждого слоя hi.											Таблица 41
С												Таблица 41
С
				Коэффициент (извлечение из СП 22.13330-2016[5])
		2z			прямоугольных с соотношением сторон, n aу равным
		2z									by
		by									by
		by		1,0		1,4	1,8	2,4		3,2			5
				1,0		1,4	1,8	2,4		3,2			5

				и			4	5		6			7
	1			2		3	4	5		6			7
	0			1,000	1,000		1,000	1,000		1,000			1,000
	0,4			0,960	0,972		0,975	0,976		0,977			0,977
	0,8			0,800	0,848		0,866	0,876		0,879			0,881
	1,2			0,606	0,682		0,717	0,739		0,749			0,754
	1,6			бА						0,629			0,639
	1,6			0,449	0,532		0,578	0,612		0,629			0,639
	2,0			0,336	0,414		0,463	0,505		0,530			0,545
	2,4			0,257	0,325		0,374	0,419		0,449			0,470
	2,8			0,201	0,260		0,304	0,349		0,383			0,410
	3,2			0,160	0,210		0,251	0,294		0,329			0,360
	3,6			0,131	0,173		0,209	0,250		0,285			0,319
	4,0			0,108	0,145		0,176	0,214		0,248			0,285
	4,4			0,091	0,123		0,150	0,185		0,218			0,255
	4,8			0,077	0,105		0,130	0,161		0,192			0,230
	5,2			0,067	0,091		0,113	0,141		0,170			0,208
	5,6			0,058	0,079		0,099	0,124		0,152			0,189
	6,0			0,051	0,070		0,087	0,110		0,136			0,173
	6,4			0,045	0,062		0,077	0,099		0,122			0,158
	6,8			0,040	0,055		0,064	0,088		0,110			0,145
	7,2			0,036	0,049		0,062	0,080		0,100			0,133
	7,6			0,032	0,044		0,056	0,072		0,091			0,123
	8,0			0,029	0,040		0,051	0,066		0,084			0,113
	8,4			0,026	0,037		0,046	0,060	И
	8,4			0,026	0,037		0,046	0,060		0,077			0,105
							Д
	8,8			0,024	0,033		0,042 0,055 0,071						0,098
	9,2			0,022	0,031		0,039	0,051		0,065			0,091
	9,6			0,020	0,028		0,036	0,047		0,060			0,085
	10,0			0,019	0,026		0,033	0,043		0,056			0,079
	10,4			0,017	0,024		0,031	0,040		0,052			0,074
	10,8			0,016	0,022		0,029	0,037		0,049			0,069
	11,2			0,015	0,021		0,027	0,035		0,045			0,065
	11,6			0,014	0,020		0,025	0,033		0,042			0,061
	12,0			0,013	0,018		0,023	0,031		0,040			0,058

p – среднее давление под подошвой фундамента по формуле (90).

Осадку условного фундамента sef определяют путем суммирова-

ния осадок по элементам слоёв hi. Расчет ведут в табличной форме,

табл.42.

Таблица 42

z by ,

кПа,

, м

zg,i

ihi ,

0,5

i 1

zy,i zg,i

zg,i

zp,i

кПа

После этого строят эпюры zg,i,

zр,i

и zy,i

(рис.19). Находят ВС

(НГ Т – н жняя гран ца сжимаемой толщи), горизонт, при котором со-

блюдается услов

е zp

0,5 zg ).

0,00

Разнов дность

ИГЭ1

грунта ИГЭ 1

h 1,м

и1

,кН/м3

Разнов дность

грунта ИГЭ 2

h 2,м

,кН/м3;

ИГЭ2

в,кН/м3

Dhw

zg,0

zp,0=p

Разновидность

bbу

грунта ИГЭ 3

Hhi ,м

ИГЭ3

,кН/м3;

бА

сс,кПа;

Эпюра zg

z,1

z,2м

,град;

Е, кПа

Эпюра zp

Нс

Эпюра zy

B.C

z,iм

0.5 zg

Рис. 19. Схема к определению осадки условного фундамента:

DL — отметка планировки; FL — отметка подошвы фундамента; WL — уровень

подземных вод; В.С — нижняя граница сжимаемой толщи; p — среднее давление

под подошвой фундамента; σzg и σzg,0 — вертикальное напряжение от собст-

венного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы;

σzp и σzp,0 — вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от

подошвы фундамента и на уровне подошвы; σzy,i — вертикальное напряжение

от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине i-го слоя на глуби-

не z от подошвы фундамента; Нс — глубина сжимаемой толщи

Осадку условного фундамента sef определяют по формуле:

n	(	zp,i		zy,i	)h	n		zy,i	h
Sef		zp,i		zy,i	i			zy,i	i	,	(96)
Sef			Ei				Ee,i			,	(96)
i 1			Ei			i 1	Ee,i

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzp,i – среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;

hi – толщ на i-го слоя грунта, см;

Еi – модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного

вертикали

нагружен я, кПа;

σzy,i – среднее значение вертикального напряжения в i-м слое
С	, проходящей через центр подошвы
грунта по
фундамента, от со ственного веса выбранного при отрывке

котлована грунта, кПа;

Ее,i – модульбдеформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружен я, кПа, принимается равным 5Еi;

п – ч сло слоев, на которые разбита сжимаемая толща основан яА.

5.Определяем дополнительную осадку sp за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента.

Величина осадки продавливания sp зависит от шага свай в свайном поле, причем шаг может ыть переменным. Расчет следует выполнять применительно к цилиндрическому объему (ячейке), в пределах которого все точки находятся ближе к оси данной сваи, чем к осям остальных свай (это не относится к крайним сваям). Площадь горизонтального поперечно-

го сечения ячейки равна а2, где а – шаг свайного поля в окрестности дан-
ной сваи. Грунт в объеме ячейки делится на две однородные части: в пре-
делах длины сваи Lсв с модулем общей деформации Е1 и коэффициентом
поперечной деформации 1, ниже Д- с аналогичными параметрами Е2								и 2.
(В общем случае неоднородного по глубине основания эти параметры по-
лучаются осреднением, рис. 12.).
Внешняя нагрузка на ячейку составляет: P=p .								(97)
здесь – площадь поперечного сечения ячейки, рис.12,= π (0,564a)2;
p – среднее давление под подошвой фундаментаИ(45).
Осадка продавливания sp (в общем случае 0<Е1≤Е2) будет равна:
Sр			Sp1				,	(98)
	Sp1			E		E
			(1	1	)	1
		Sp0				E2
				E2

где Е1 – модуль общей деформации, кПа, в пределах длины сваи Lсв,

без учета заделки сваи в ростверк. В случае неоднородного по глубине основания этот параметр получают осреднением значений

Еi, рис.11.

Е2 – модуль общей деформации, кПа, несущего слоя основания;Sp1– осадка продавливания, для случая однородного основания

(E1=E2, 1= 2), определяется по формуле:

2) p

Sp1

(a 1,5dс),

(99)

4E2

где 2 – коэфф ц ент поперечной деформации несущего

иа

слоя основания по табл.22;

а – шаг свайного поля вблизи рассматриваемой сваи, м, рис.12;

dс – д аметр сваи, принимается равной = 0,30 м.

бА

) ростверк в заделки

Свая

учетабез

r= 0.564a

(

Lсв

hсж

Свая

Рис.20. Расчетная схема метода ячейки

Sp0 – осадка идеальной сваи при (E1=0) определяется по выражению:

Sp0

22)(1 k)Р

(100)

dс E2

где k

, здесь А – площадь опирания сваи на грунт,м2.

Sс – дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай опреде-

ляется по формуле:

		Sc	P(Lсв a)	,	(101)
			Eb A

где Р – внешняя нагрузка на ячейку, кПа, по формуле (52);
Lсв – длина сваи без учета заделки в ростверк = Lсв - 0,05, м;
Еb – модуль упругости бетона сваи – 20 106 кПа.
		Пример решения
Исходные данные к выполнению задания. Общее количество свай n
С		=0,30м; расположение свай в плане 6 х 5; шаг свай
= 30, Lсв = 5 м; dс
а=0,9 м; глуб на заложения подошвы ростверка d=1,95 м;					глубина за-
фундамента df – 6.9м; N – нагрузка от надфундаментной части –
14000 кН.
ложения
Грунтовые услов я: уровень подземных вод dw =1,8 м
	бА
ИГЭ-1 – супесь пластичная, мощность слоя – 2,0 м;
	γ1I=19.13 кН/м3; взвII =9.61 кН/м3; Е=20000 кПа;
ИГЭ-2 – суглинок тугопластичный, мощность слоя – 4,0 м;
	γII=10,0 кН/м3 (с учетом взвешивающего действия воды);
	Е=14000 кПа;

ИГЭ-3 – глина полутвердая. Мощность слоя не ограничена,

γII=18,44 кН/м3; Е=19000 кПа.

Свайное поле, исходя из расположения свай в плане, будет иметь вид
рис.15.	Д

Размеры свайного поля по осям крайних свай, рис.21:
а=0,9 5=4,50 м;	b=0,9 4=3,60 м.	И

						a= 4,5 м
С						d= 0.3 м		b
								м =3,6
			0,9 м
					0,9 м
						Рис.21 Схема свайного поля
						Рис.21 Схема свайного поля
	Размеры подошвы условного фундамента, рис.16:
	ау	a 2 4,50 2(0,5 0,9) 5,40 м
и
	ву	в 2 3,60 2(0,5 0,9) 4,50 м
								DL
						0,05м
			м		0,45м			0,45м
			hf=6,90	=4,95 м	0,45м			0,45м
			hf=6,90	=4,95 м
		бА						0,90м
				свL				0,90м
								FL
						Д
						a=4,50 м
						aу=5,40 м
		Рис.22 Размеры подошвы условного фундамента
	Определяем давление под подошвой условного фундамента:
		N Gyф					И
		р f			=(13825,9/1,2 +3353,4)/(5,4 4,5)=612,14 кПа
		ayb		у
где	f	осредненное значение коэффициента надежности по нагрузке
принимаем равное 1.2;
	N – нагрузка от надфундаментной части – 13825,9 кН;

Gуф – нормативный вес условного фундамента, кН, (46):

Gуф= ау bу hf = 5,40 4,50 6,90 20= 3353,4 кН,

Выполняем пересчет расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента (R4 по заданию 1):

		R4			1,25 1,0					(0,43 1 4,50 18,44				2,73 6,90 13,54 5,31 47) 625,16 кПа;
		R4								(0,43 1 4,50 18,44				2,73 6,90 13,54 5,31 47) 625,16 кПа;
			1,0
С
		при расчете в формуле принимаем d1 = hуф =6,90 м, а b = bу=4,50 м.
		Проверяем условие при котором давление в грунте р от нормативных
	нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта R: p R.
												р = 612,14≤ R=625,16 кПа,
	ния
												Условие выполняется
		Грунтовое основан е раз иваем на элементарные слои, начиная от
					б													и на-
	дневной поверхности, толщина которых не должна превышать 0,4 bу																	и на-
	рушать естественное сложение основания. По глубине															вычисляем значе-
		орд нат эпюр пр родного давления грунта σzg,i, дополнительного (оса-
	дочного) давлен я σzp,i											от сооружения и давление от собственного веса
	выбранного при отрывке котлована грунта σzy,i.
		Вычисления ведем в та личной форме табл.43 и рис.17.
																	Таблица 43
								Та лица вычисления ординат							zg , zр и zy
					м						А=zp,ip,кПа h,мi hii,кПа						кПа
					м						А=zp,ip,кПа h,мi hii,кПа						кПа
						by									n
		2z		z		by	,								zg,i ihi ,		zy,i zg,0		0,5 zg,i
		2z

		by		2											i 1
		by													кПа
															кПа

													1,8	34,4	34,4
													0,2	1,92	36,3
													1,8	18,0	54,3
													1,8	18,0	И
													1,8	18,0	72,3
													Д
													1,8 18,0 90,3
													0,4	4,0	94,3/135,5
	0			0					1,000			612,14	0,9	16,6	152,1	152,1
	0,80			1,8					0,824			504,40	1,8	33,2	185,3	125,3
	1,60			3,6					0,491			300,56	1,8	33,2	218,5	74,7
	2,40			5,4					0,291			178,13	1,8	33,2	251,7	44,3
	2,84			6,4					0,223			136,50	1,0	18,27	270,1	28,1		142,5

Так как ИГЭ 3 глина полутвердая ( IL≤0,25), то при определении природного давления на кровле водонепроницаемого слоя учитываем дополнительное гидростатическое давление (49):

pw whw =9,81 4,90 =41,2 кПа.

Определяем осадку условного фундамента sеf

по формуле (51):

Sef

(504,4 125.3) 1.8 (300,56 74.7) 1.8 (178,13 44.3) 1.8 (136,5 28.1) 1.0

19000

0,8125,3 1,8 74,7 1,8 44,3 1,8 28,1 1,8 19,3 1,8

5 19000

0,076 0,004 0,080 м 8,0 см.

N=13825.9кН

DL 0,00

упесь

Dd=1.95

пласт чная;

ИГЭ1

II=19.13кН/м3

h1=1,8 м

-2,00

WL-1.80

взв

II=9.61кН/м3

h2=0,2 м

34,4

Е=20000кПа

36,3

h3=1,8 м

Сугл нок

54,3

тугопласт чный

W=9.81кН/м3

hw=4.20

ИГЭ2

взв

h4=1,8 м

II=10.00кН/м3

Е=14000 кПа

72,3

h5=1,8 м

-6,00

90,3

h6=0,4 м

135,5/94,3

FL-6.90

h7=0,4 м

zg,0= 152,1

zp,0= Р=612,14

Глина

Bbу=4,50м

бА

полутвердая

h8=1,8 м

II=18.44кН/м3

185,3

125,3

504,40

ИГЭ3

Е=19000 кПа

h9=1,8 м

Эпюра zg

Нс=6,40

218,5

74,7

300,56

h10=1,8 м

Эпюра zy

Эпюра zp

h11=1,0 м

251,7

44,3

178,13

B.C

270,1

28,1

136,50

0.5 zg

Рис.23. Схема к расчету осадки условного фундамента

Определяем дополнительную осадку Sp1

за счет продавливания свай на

уровне подошвы условного фундамента по формуле (54), рис.17:

3,14 (1 0,382) 460,86

2) p

Sp1

(a 1,5dс)=

(0,9 1,5 0,3)=

4E2

4 19000

=0,0072м=0,72 см,

здесь 2

– по табл.18 при IL=0,25 (глина полутвердая) равно 0,38;

Е2 – модуль деформации ИГЭ-3 (глина полутвердая) –19000 кПа;

а – шаг свай – 0,90 м; d – сечение сваи – 0,30 м.

P=460.86 кПа

a=4,5 м

м=3,6b

)=4,95

Заделка в

м0,9

заделкиучетавростверк

Свая

d=0.3 м

бА

ростверк=0,05 м

r=0.508 м

0,9

(без

0,9 м

lсв

dc=0,30 м

r=0,508 м

=6,40

сжh

Рис.24. Расчетная схема метода ячейки

Определяем осадку для идеальной сваи Sp0 по выражению (55):

Sp0

(1 22 )(1 k)Р

(1 0,382 ) (1 0,332) 376,52

= 0,038 м=3,80 см;

dE2

0,3 19000

0,332,

где k

0,09

0,817

здесь – площадь поперечного сечения ячейки, рис.10

=3,14 (0,564 0,9)2=0,817 м2;

А– площадь опирания сваи на грунт=0,3 0,3=0,09м2;

Р– внешняя нагрузка на ячейку по выражению (52)

=612,14 0,817=500,12 кПа;

Вобщем случае осадку продавливания определяем по формуле (53):

С		Sр					Sp1
С		Sр	Sp1					E			E =
						(1		1	)		1
				Sp0		(1			)		E2
				Sp0				E2			E2
Sр			0,0072							= 0,0087м =0,87 см;
Sр	0,0072		14969,7			14969,7				= 0,0087м =0,87 см;
и
	0,038	(1	19000		)
	0,038		19000			19000

где Е1 – модулем о щей деформации, кПа, в пределах длины сваи lсв , без учета заделки в ростверк в случае неоднородного по глубине основан я этот параметр получают осреднением значений, рис.9, будет:

Е1=(20000 0,05+14000 4,0+19000 0,90)/4,95=14969,7 кПа;

Определен е дополн тельной осадки за счет сжатия ствола свай sс по выражен ю (6.95):

где Su = 15 см предельное значение совместной деформации основания и сооружения.

Sc		P(l a)	=	376,52(4,95 0,9)			=0,00085 м= 0,085см.
		EA		20 10	6	0,09

Полная осадка свайного фундамента по формуле (44):
		s=sef + sp+				sс=8,0+0,87+0,085=8,96 см.
	бА
				Проверяем выполнение условия
				8,96 см 15,0 см
						Д
							И

Условие выполняется.

ЗАДАЧА 13. Расчет осадки методом линейно-деформируемого слоя конечной толщины

Требуется: рассчитать осадку прямоугольного фундамента методом слоя конечной толщины.

Исходные данные к выполнению задания. исходные данные при-

ведены в табл.44 и объяснены на рис. 25.

Таблица 44

Мощности слоев, глубина заложения фундамента, физико-механические характеристики

			Глу-	Сред-	Размеры					во
			бина	нее	прямо-					во
			бина	нее	прямо-				,слояМощностьм	грунтавесУдельный состояниивзвешенном	.общМодуль кПа,деформацииЕ
			зало-	давле-	угольного				,слояМощностьм	грунтавесУдельный состояниивзвешенном	.общМодуль кПа,деформацииЕ
С				ние под	фундамен-
		варианта	ложе	ние под	фундамен-
			же-	подош-		та		Разновидность
			н я	вой	в плане,			грунта
		№	фун-	фунда-		м
		№	да-	мента	а		b			м
		и								3
		и								/
			мен-	Р, кПа						/
			мен-	Р, кПа						, кН
			та d,							, кН
			м							в
			м
		1	2	3	4		5	6	7	8	9
								Песок средней кр.	4,0	8,93	19500
1			3,0	125,0	12,0		3,0	Суглинок тугопл.	5,0	–	10120
1			3,0	125,0	12,0		3,0	Супесь пластич.	4,0	–	14250
								Супесь пластич.	4,0	–	14250
								Глина тугопласт.	2,3	–	13580

								Песок средней кр.	5,0	9,81	19500
2			2,8	138,5	15,0		4,2	Суглинок тугопл.	4,8	–	10120
2			2,8	138,5	15,0		4,2	Супесь пластич.	2,5	–	14250
								Глина полутв.	1,7	–	13580
								Песок средней кр.	4,0	9,52	19500
3			2,7	149,6	13,5		2,7	Суглинок тугопл.	6,0	–	10120
3			2,7	149,6	13,5		2,7	Глина мягкопл.	0,9	–	14250
								Глина тугопласт.	3,2	–	13580
				бА
								Песок средней кр.	3,5	9,81	19500
4			3,2	129,5	12,8	3,8		Супесь пластич.	5,0	–	10120
4			3,2	129,5	12,8	3,8		Глина тугопласт.	1,1	–	14250
								Глина полутв.	3,4	–	13580
								Суглинок тугопл.	И
								Суглинок тугопл.	5,4	9,03	19500
5			2,6	160,0	14,2	2,2		СупесьДпластич. 5,0 –			10120
5			2,6	160,0	14,2	2,2		Глина тугопласт.	2,1	–	14250
								Песок средней кр.	1,6	–	13580
								Песок средней кр.	4,5	9,28	19500
	6		3,1	172,5	13,9	2,9		Суглинок тугопл.	5,4	–	10120
	6		3,1	172,5	13,9	2,9		Супесь пластич.	4,1	–	14250
								Глина тугопласт.	2,2	–	13580
								Песок средней кр.	5,5	9,87	19500
	7		2,9	125,6	12,2	3,1		Супесь пластич.	4,3	–	10120
	7		2,9	125,6	12,2	3,1		Глина тугопласт.	2,8	–	14250
								Суглинок тугопл.	1,4	–	13580

Окончание табл.44

	1	2		3	4	5	6		7		8	9
							Песок средней кр.		4,9		9,64	19500
	8	3,3		13170	11,5	4,5	Суглинок тугопл.		6,0		–	10120
	8	3,3		13170	11,5	4,5	Супесь пластич.		0,9		–	14250
							Глина тугопласт.		3,8		–	13580
							Суглинок тугопл.		3,5		9,54	19500
	9	2,6		14500	15,0	5,0	Супесь пластич.		5,0		–	10120
	9	2,6		14500	15,0	5,0	Глина тугопласт.		1,7		–	14250
							Глина полутв.		3,5		–	13580
		иd					Песок средней кр.		5,4		9,89	19500
		иd					Суглинок тугопл.		1		–	10120
	10	3,4	15250		12,1	3,8	Глина тугопласт.		2,4		–	14250
С							Песок средней кр.		1,8		–	13580
			бА
					1		Р
						i	0
						i	1b
						1
						-
					i	i
					i	z
					i	/
					z					2
					/
								3	К
								3	h
									h
							1z
					Рис. 25. Схема к расчету осадки
					методом слоя конечной толщины:
								И
					1 – фундамент; 2 – i-й слой грунта
						с модулемДдеформации Е;
							3 – кровля
		Методические указания к выполнению задания. По исходным
	данным для грунта каждого слоя основания вычисляют:
		осадку фундамента определяют по формуле
							n
					s ( pbkc		/ km ) [(ki ki 1 )/ Ei ] ,					(102)
							i I

где р – среднее давление под подошвой фундамента, при b < 10 м вместо р подставляют роc , определенное по выражению

pос p d .

(103)

здесь d – природное давление грунта на уровне подошвы фундамента, для фундаментов с шириной подошвы b ≥ 10м pоc = p;

kc – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений за счет влияния жесткого подстилающего слоя из условия m′ = hk/b по табл. 45.

Таблица 45

Коэффициент kc учитывающий концентрацию напряжений

	m′ = hk/b	kc
	0 < m′ ≤ 0,25	1,5
	0,25 < m′ ≤ 0,5	1,4
С0,5 < m′ ≤ 1,0		1,3
	1,0 < m′ ≤ 1,5	1,2
	1,5 < m′ ≤ 2,5	1,1
	бА	1,0
	2,5 < m′	1,0
	и
	hk, – мощность л нейно деформированного слоя, в пределах ко-
	торой выполняют сумм рование по формуле
	hk kp(h0 b).

Здесь kp – коэффициент, равный: kp = 0,8 при р = 100 кПа и kp = 1,2 при р = 500 кПа, а при промежуточных значениях р определяют по

интерполяции; h'	и	ψ – коэффициенты, зависящие от разновидности
0
грунтов:	глинистые – h'		= 9 м, ψ = 0,15;
	глинистые – h'		= 9 м, ψ = 0,15;
		0
	песчаные – h'		= 6 м, ψ = 0,10.
		0
km– коэффициент, учитывающий влияние ширины подошвы фун-
дамента (табл. 46).				И
				И
					Таблица 46
		Значения коэффициентаДkm
Среднее значение Е,				km при b,м, равной
Среднее значение Е,
МПа		b < 10		10 < b ≤ 15	b > 15

E < 10		1,0		1,0	1,0
E ≥ 10		1,0		1,35	1,5

ki и ki-1 – коэффициенты, принимаемые по табл. 47 в зависимости от n = a/b и относительных глубин mi = zi/b и mi-1 =zi-1/b подошвы и кровли i-гo слоя соответственно (рис. 25).

							Таблица 47
			Значения коэффициента k для расчета осадок фундаментов
				по методу слоя конечной толщины

	m=z/b			Прямоугольный фундамент при n=a/b
	m=z/b		1	1,4	1.8	2,4	3,2	5
			1	1,4	1.8	2,4	3,2	5
	0,0		0,000	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000
	0,2		0,100	0,100	0,100	0,100	0,100	0,100
	0,4		0,200	0,200	0,200	0,200	0,200	0,200
	0,6		0,299	0,300	0,300	0,300	0,300	0,300
	0,8		0,380	0,394	0,397	0,397	0,397	0,397
	1,0		0,446	0,472	0,482	0,486	0,486	0,486
			и		0,556	0,565	0,567	0,567
	1,2		0,499	0,538	0,556	0,565	0,567	0,567
	1,4		0,542	0,592	0,618	0,635	0,640	0,640
С
1,6 0,577				0,637	0,671	0,696	0,707	0,709
	1,8		0,606	0,676	0,717	0,750	0,768	0,772
	2,0		0,630	0,708	0,756	0,796	0,820	0,830
	2,2		0,650	0,735	0,789	0,837	0,867	0,883
	2,4		0,668	0,759	0,819	0,873	0,908	0,932
	2,6		0,683	0,780	0,844	0,904	0,948	0,977
	2,8		0,697	0,798	0,867	0,933	0,981	1,018
	3,0		0,708	0,814	0,887	0,958	1,011	1,056
	3,2		0,719	0,828	0,904	0,980	1,041	1,090
	3,4		0,728	0,841	0,920	1,000	1,065	1,122
	3,6		0,736	0,852	0,935	1,019	1,088	1,152
	3,8		0,744	0,863	0,948	1,036	1,109	1,180
	4,0		0,751	0,872	0,960	1,051	1,128	1,205
	4,2		0,757	0,881	0,970	1,065	1,146	1,229
4,4			0,762	0,888		Д
4,4			0,762	0,888	0,980	1,078	1,162	1,251
			бА
	4,6		0,768 0,896 0,989 1,089				1,178	1,272
4,8			0,772	0,902	0,998	1,100	1,192	1,291
	5,0		0,777	0,908	1,005	1,110	1,205	1,309
	5,5		0,786	0,922	1,022	1,132	1,233	1,349
6,0			0,794	0,933	1,037	И
6,0			0,794	0,933	1,037	1,151	1,257	1,384
		Примечание. При промежуточных значениях m и n коэффициент k						опреде-
	ляется по интерполяции.

Если в пределах hk залегает один слой грунта с модулем Е, то в формуле (102) вместо суммы будет стоять один член k/E, где k принимают по табл. 47 в зависимости от hk/b.

Пример решения

Исходные данные к выполнению задания приведены в табл.48 и пояснены на рисунке 26.

Таблица 48

Мощности слоев, глубина заложения фундамента, физико-механические характеристики

Глу-	Сред-	Размеры	во
бина	нее	прямо-	во
бина	нее	прямо-	весУдельныйгрунта	состояниивзвешенном	.общМодуль деформацииЕ, кПа
варианта№	давле-	Мощностьслоя, м	весУдельныйгрунта	состояниивзвешенном	.общМодуль деформацииЕ, кПа
зало-	давле-	угольного

См

фундамен-

ложе

ние под

же-

подош-

та

Разновидность

ния

вой

в плане,

грунта

фун-

фунда-

да-

мента

мен-

Р, кПа

, кН

та d,

Суглинок тугопл.

4,0

9,81

10500

Песок средней кр.

5,0

–

19000

2,9

бА

125,0

10,0

4,0

Супесь пластич.

3,0

–

14000

Глина полутвердая

4,0

–

12000

1b=4,0 м

Р=125,0 кПа

0 Суглинок тугопл.

h1=4,0 м

Е1=10500 кПа

в=9.81кН/м3

2=5,0 м

Песок ср. крупности

Е2=19000 кПа

3=3,0 м

Супесь пластичная

Е3=14000 кПа

Глина полутв.

4=4,0 м

Е4=12000ИкПа

Рис. 26. Схема к расчету осадки методом слоя конечной толщины

По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычисляют осадку фундамента определяют по формуле (102)

s ( pbkc / km ) [(ki ki 1 )/ Ei ] ,

i I

где р – среднее давление под подошвой фундамента, а так как 4,0 < 10 м, то вместо р подставляют роc , определенное по выражению (103)

Сkc – коэфф ц ент, учитывающий концентрацию напряжений за счет вл ян я жесткого подстилающего слоя из условия m′ = hиk/b=7,92/4=1,98 пр н мается по табл. 45.

pос p d 125,0 9,81*2,9 96,55 кПа .

hk, – мощность л нейно деформированного слоя, в пределах которой выполняют сумм рование по формуле

hk kp (h0 b) 0,825(9,0 0,15*4,0) 7,92 м

km – коэфф ц ент, учитывающий влияние ширины подошвы фундамента (табл. 46) = 1,0.

ki ki-1 – коэфф ц енты, принимаемые по табл. 47 в зависимости от n = a/b=10/4=2,5 относительных глубин mi = zi/b и mi-1 =zi-1/b подошвы и кровли i-гo слоя соответственно, для глубин: z1=1,1 м; z2=6,1

S=(125,0*4*1,1*1)*[0,14/10500+(0,675бА-0,14)/19000+(0,794- 0,676)/14000]=0,0249 м =2,49 см.

м; z3=7,92 м, тогда m1=0,28; m2=1,53; m3=1,98, следовательно k1=0,14; k2=0,676; k3=0,794.

По полученным значениям по формуле (102) определяем осадку

фундамента:	Д

ЗАДАЧА 14. Выбор оборудования для погружения

несущих элементов. Выбор типа молота для забивки свай
даче приведены в табл. 49.	Исходные
Требуется: подобрать марку молота, необходимого для погруже-
ния сваи до проектной отметки.
Исходные данные к выполнению задания.		данные к за-

							Таблица 49
		Данные о погружаемой свае, действующих нагрузках
				и контрольном отказе
	№ вари-	dc, м	mc, т	Fd,	N, кН	Sa, м	Разновидность
	анта			кН			Грунта
	1	0,30	3,2	1780	989	0,0007	Песок гравелистый
	2	0,35	7,7	2800	1530	0,0011	Суглинок IL=0,15
	3	0,40	6,4	1200	750	0,0009	Глина IL=0,45
	4	0,30	4,5	2500	1390	0,0010	Песок крупный
	5	0,35	3,1	1260	790	0,0007	Песок ср. крупности
	6	0,40	10,0	3270	1750	0,0006	Суглинок IL=0,25
	7	0,30	2,7	1500	830	0,0010	Суглинок IL=0,55
С
	8 0,35		4,3	1000	670	0,0012	Песок гравелистый
9		0,40	6,0	2340	1290	0,0008	Глина IL=0,60
	10	0,30	3,8	1950	1160	0,0007	Песок мелкий
	11	0,35	4,9	2180	1260	0,0011	Песок пылеватый
	12	0,40	8,0	3000	1680	0,0008	Суглинок IL=0,30
	и
	13 0,30 4,1			1430	790	0,0009	Суглинок IL=0,50
	14	0,35	5,2	1850	1100	0,0010	Песок ср. крупности
	15	0,40	7,2	2390	1380	0,0015	Песок мелкий
	16	0,30	5,6	2520	1570	0,0008	Суглинок IL=0,70
	17	0,35	6,7	1710	1000	0,0012	Песок гравелистый
	18	0,40	4,0	1350	810	0,0007	Глина IL=0,40
	19	0,35	6,1	2900	1670	0,0010	Песок мелкий
	20	0,40	4,8	2180	1300	0,0011	Глина IL=0,10
						Д
	В табл.бА49 даны: сечение сваи dc,м, её масса mc,т, и несущая спо-
	собность Fd, кН; расчетная вертикальная нагрузка на сваю N, кН; кон-
	трольный остаточный отказ Sa, м.					И
						И
		Методические указания к выполнению задания
	Подбор молота для забивки свай осуществляется по четырем ус-
	ловиям (СП 45.13330.2017, прил.Д).
	1. Определяем необходимую минимальную энергию удара моло-
	та Eh, кДж, по формуле				Eh =0,045N,		(104)
					Eh =0,045N,		(104)

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН.

По табл. 50 выбираем тип молота из условия Ed Eh и массе забиваемой сваи mc.

Таблица 50

Технические характеристики трубчатых дизель-молотов отечественного производства

	Показатели				Марки выпускаемых молотов
	воздушным			УР-	С-		С-		С-	С-	–
	охлаждением			1250	859А		949Б		954Б	974Б

С				С-	С-		С-		С-	С-	СП-
	водяным			С-	С-		С-		С-	С-	СП-
	охлажден ем			995А	996А		1047А		1048А	54-1	84
	Масса ударной
	части,m4, т			1,25	1,8		2,5		3,5	5,0	7,5
	при				3,9		5,8		7,8	9,55	16,0
	Масса молота, m1, т			2,7	3,9		5,8		7,8	9,55	16,0
	Наибольшая		потенци-
	альная энерг		я удара Е,
	кДж,	верт кальном
	положен	бА							103	147	243
	положен	молота		36,8	53	73,5			103	147	243
	Расчетная энерг я уда-			30,4	44,1	61,8			86,3	123,5	184,3
	ра Еd, кДж (кгс·м)			4,4	4,4	5,2			5,5	5,5	6,2
	Высота молота, м			4,4	4,4	5,2			5,5	5,5	6,2
	Полный	ход	ударной	3,0	3,0	3,2			3,2	3,2	3,8
	части, м
	Число ударов в минуту			43–55	43 – 55 43 – 55				43 – 55	42	42
	Ширина направляющих
	под копер, мм			360	360	360 / 625			625	625	625
	Рекомендуемая масса
	забиваемых свай, т			1,5 ─ 4	2 ─5		3 ─7		4 ─10	5 ─ 15	8 ─22
	2. Принятый тип молота должен удовлетворять условию
				K m1	m2	m3 ,					(105)
								И

где К – коэффициент применимости молота, для железобетонных не-

ДEd

сущих элементов, К = 0,60 кДж; m1 – масса молота, т (табл.50);

m2 – масса сваи (по табл.49) с наголовником (mc+0,25), т; m3 – масса подбабка (без подбабка) – 0,00 т.

3. Значение необходимой энергии удара молота Eh, кДж, обеспечивающей погружение свай до проектной отметки без дополнительных мероприятий, следует определять по формуле

	Fdhi		mс
Еh ≥	Bt			,	(106)

		n m
			4

где Fdhi – равно Fd, кН, по табл. 49;

Fd – несущая способность сваи в пределах i-го слоя грунта, кН; hi –толщина i-го слоя грунта, м;

В – число ударов молота в единицу времени, ударов в 1мин;

t – время, затраченное на погружение сваи (без учета времени подъемно-транспортных операций), м;

Bt – число ударов молота, необходимое для погружения сваи, принимаемаем равным 500 ударов;

n – параметр, при трубчатых дизель-молотах принимаем равным

5,5;

Сmс – масса сваи, т (табл.49);

m4 – масса ударной части молота, т (табл.50).

4. Значен е контрольного остаточного Sa, м, отказа при забивке и

свай в зав с мости от энергии удара Ed выбранного молота и

добивке

должно удовле-

несущей

сваи Fd, указанной в проекте,

творять услов

AEd

m1 0.2 m2

Sa ≤

(107)

F A

m m

способности

где η – коэффициент материала сваи, принимаемый для железо-

бетонных свай равным 1500 кН/м2;

А – площадь поперечного сечения сваи, м2.

Пример решения

Требуется: подобрать марку молота, необходимого для погруже-

ния сваи до проектной отметки. Д

Исходные данные к выполнению задания: диаметр несущего элемен-

та,м,dc=0.30; масса несущего элемента,т, mc=3,2;Инесущая способность сваи, кН, Fd=1780; расчетная вертикальная нагрузка на сваю,кН, N=983; контрольный остаточный отказ,м, Sa=0,007; разновидность грунта – песок гравелистый.

1. Определяем необходимую минимальную энергию удара молота Eh, кДж

Eh =0,045N = 0,045∙983=44,24 кДж,

По табл. 49 выбираем тип молота из условия Ed Eh и массе забиваемой сваи mc.

Принимаем тип молота С-859А из условия 61,8>44,24 кДж. 2. Принятый тип молота должен удовлетворять условию

m1 m2

0,60

5,8 3,65 0

0,15

61,8

Условие выполняется

3. Значение необходимой энергии удара молота Eh, кДж, обеспе-

чивающей погружение свай до проектной отметки без дополнитель-

ных мероприятий, следует определять по формуле

добивке

1750

3,4

Fd hi

mс

5,5

44,24 10,98,

500

2,5

5. Значен е контрольного остаточного Sa, м, отказа при забивке и

способности

свай в зав

мости от энергии удара Ed выбранного молота и

несущей

сваи Fd,

указанной в проекте, должно удовле-

творять услов

AEd

m1 0.2 m2

F F A

m m

1500 0,09 1750

0,0008

5,8 3,65

0.0008 0.022

1750(1750 1500 0,09)

Условие выполняется

ЗАДАЧА 15. Выбор типа вибропогружателя для погружения свайных элементов

Требуется: проверить заданный тип вибропогружателя для погружения свай в нескальный грунт.

Исходные данные к выполнению задания. Исходные данные к за-

даче приведены в табл. 51, 52.

Таблица 51

Данные о грунтах основания, размерах, массе и несущей способности сваи

№

Тип

Несу-

Масса

Дли-

Диа-

вибропог-

щая

сваи с

на

метр

ва-

ружателя

способ-

наго-

сваи

ри-

Разновидность грунта

ность

лов-

l, м

d, м

ан-

сваи

ником

та

Fd ,кН

mc, тс

Песок мелк й плотный

ВПМ-170

4200

1,2

угл нок

ВУ-1,6

3500

3,0

крупности

тугопласт чный

JL=0,4

Песок средней

4000

1,2

Сплотный

ВРП15/60

Песок мелк й рыхлый

ВРП30/132

2700

1,6

Гл на тугопласт

чная

ВРП70/200

3800

1,6

JL =0,3

бА

Сугл нок

ВП-52Б

3000

1,2

мягкопласт чный JL=0,7

Песок средней

ВРП30/132

4500

1,2

крупности плотный

Песок крупный,

ВУ-1,6

5000

3,0

средней плотности, влажный

Глина мягкопластичная

ВПМ-170

2900

1,6

JL=0,6

Песок пылеватый рыхлый

ВРП70/200

3100

3,0

Таблица 52

Техническая характеристика вибропогружателей (Россия)

ВПМ-

ВУ-

ВРП15/60

ВРП30/132

ВРП70/200

ВП-

170

1,6

52Б

Показатели

с постоянными

с регулируемыми

параметрами

Статический момент

массы дебалансов Km,

7,0

3,4

0 –1,5

0 – 3,0

2,3 – 7,0

5,2

кН·м

Частота вращения деба-

475–

300–

0 – 460

0 – 520

0 – 500

250–

лансов n, об/мин

550

498

520

Рабочая частота враще-

475–

300–

230 – 460

260 – 520

240 – 510

250–

ния n, мин 1

550

498

500

Окончание табл. 52

				1		2	3		4	5		6			7
	Вынуждающая сила мак-					1250–	350-		348	895		2000			1480
	симальная Pв, кН					1700	960
						1700	960
	Мощность основного
С						200	2×90		60	132		200			2×132
	электродвигателя,
	Wh, кВт
	Масса вибропогружателя					15,6	12,0		5,08	7,25		14,0			13,25
	без наголовн ка, m1, т
	Габариты, мм:
	ширина					3400	1910		2044	2245		3250			1880
	высота					3400	1910		2044	2245		3250			1880
	длина					I860	3350		1245	1440		1700			3200
						1260	2620		1114	1440		1346			2850
		ечение погружаемых				1,2…1,6	1,6	0,40..1,2		0,4…0,8		2,0			1,5…3,0
	свай, м			бА
	свай, м
	Глубина погружен я до, м					30	25		15	25		40			20
						30	25		15	25		40			20
			1. Значен е нео ходимой минимальной вынуждающей силы виб-
	ропогружателя F0, кН, определяют по формуле
						F0 k N 2,8 g1			gс ,				(108)
							KS
	где N – расчетная нагрузка на свайный элемент, N = Fd/γk ,кН;
			Fd – несущая спосо ность сваи, кН, по табл.51;
			k – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным
1,4;							Д
			g1 – вес вибропогружателя, g1 =						m1 9,81, кН;
			gс – вес сваи с наголовником, gс = mс 9,81, кН;
			KS – коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во
										И
	время вибропогружения, принимаемый по табл.53 для песчаных
	грунтов и по табл. 54 для глинистых грунтов.												Таблица 53
	Значения коэффициента снижения бокового сопротивления песчаного грунта
				(извлечение из СП45.13330.2017, табл.Е.1[9])
			Типы песчаных						Состояние грунтов
			грунтов		Плотные		Средней плотности,				Водонасы-			Рыхлые
							средней влажности				щенные			влаж-
															ные
		Гравелистые				2,2			2,6			2,6		2,9
		Крупные				2,7			3,2			3,8		3,5
		Средней крупности				4,1			4,9			6,4		5,4
		Мелкие				4,7			5,6			8,4		6,2
		Пылеватые				5,7			6,2			9,3		6,8

Таблица 55

Таблица 54

Значения коэффициента снижения бокового сопротивления глинистых грунтов (извлечение из СП45.13330.2017, табл.Е.1[9])

	Показатель текучести
	глинистых грунтов IL	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7		0,8
	Коэффициент KS	1,3	1,4	1,5	1,7	2,0	2,5	3,0	3,3		3,5
С
	Необходимое значение минимальной вынуждающей силы вибро-
погружателя окончательно принимается из условия, что									F0	не ниже

2,5(g1+gс) – при погружении полых свай без извлечения грунта.


По пр нятой необходимой вынуждающей силе F0			следует подби-
привленийотсутств сопрот	грунта, см, принимаемая по табл. 55.
рать тот в бропогружатель наименьшей мощности, у которого стати-
ческий момент массы дебалансов Кm		удовлетворяет условию
Km ≥ ( m1 + mс		) Ah /100	(109)

Km – стат ческ й момент массы дебалансов, кг·м, принимаемый по табл. 52; m1 – масса ви ропогружателя, т (табл. 52); mс – масса сваи с наголовн ком, кг (та л. 51); Ah – необходимая амплитуда колебаний

Значения амплитуд колебаний Ah, м

(извлечение из СП45.13330.2017, табл.Е.2[9])

Характеристика грунтов по трудности

Глубина, м

вибропогружения свайного элемента

до 20

свыше 20

Водонасыщенные пески и супеси, илы, мягко- и

0,7

0,9

текучепластичные, пылевато-глинистые грунты при JL

1,2

Влажные пески, супеси, тугопластичные,

1,0

пылевато-глинистыебАгрунты при JL>0,3

Полутвердые и твердые, пылевато-глинистые грунты,

1,4

1,6

гравелистые маловлажные пески

2. В конце вибропогружения висячего свайного элемента должно

удовлетворяться условие:

6 103W 2nFs(2A

)

Fs (ks

1) (g1

gc)

, (110)

где N – расчетная нагрузка на свайный элемент, кН;

W – мощность, расходуемая на движение вибросистемы, кВт, оп-

ределяемая по формуле

W=ηWh – Wo .

(111)

V – скорость вибропогружения: 2 см/мин;

здесь – КПД электродвигателя, η = 0,9;

Wh – потребляемая из сети активная мощность в последнем залоге, кВт;

Wо – мощность холостого хода, принимаемая при отсутствии паспортных данных равной 25% номинальной мощности вибропогружателя, кВт;

Fs – боковое сопротивление грунта при вибропогружении, кН,

определяемое по формуле
	Fs	1,5 103			W				.	(112)
	Fs								.	(112)
			V 2
		A	(n					)
		A	(n					)
ловине		r		2Ao
				2Ao

Здесь n – факт ческая частота колебаний вибросистемы, мин(-1);
СAr – факт ческая амплитуда колебаний, принимаемая равной по-
	полного размаха коле аний свайного элемента на последней
минуте погружен я: 0,4 см;
	колебаний						вибросистемы без сопротив-
	A0 – расчетная амплитуда						вибросистемы без сопротив-
лений, см, выч сляемая по формуле
	Ao	100Km .								(113)
			m m			c
			1			c
	А
	fr – коэффициент влияния инерционных и вязких сопротивлений
на несущую спосо ность сваи, принимаемый по табл. 56;										Таблица 56
	Значение коэффициента влияния инерционных и вязких сопротивлений fr
	на несущую способность сваи
		Д
	(извлечение из СП45.13330.2017, табл.Е.3[9])
	Вид грунта по боковой поверхности								Коэффициент	fr
	свайного элемента
	Пески и супеси твердые						1,0
	Супеси пластичные, суглинки и глины						0,95
	твердые								И
	твердые
	Суглинки и глины:
	полутвердые						0,90
	тугопластичные						0,85
	мягкопластичные						0,80

g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Пример решения

Требуется: проверить выбраный тип вибропогружателя для погружения свай в нескальный грунт.

Исходные данные к выполнению задания: тип вибропогружателя ВПМ170; несущая способность сваи, Fd =4300кН; масса сваи с нагаловником, mc=27,0 т; длина сваи, lсв=25,0 м; диаметр несущего элемента dc=1,4 м.

1.Определяем значение необходимой минимальной вынуждающей силы вибропогружателя F0, кН

F0	k N 2,8 g1 gс	=	4300 2,8 153.04 255.06	1214,35 кН
	KS		2.6

Необходимое значение минимальной вынуждающей силы вибро-
С
погружателя окончательно принимается из условия, что F0 не ниже
2,5(g1+gс) – при погружении полых свай без извлечения грунта.
	Fo≥2,5(153,04+255,06)=1020,25<1214,35кН

По пр нятой необходимой вынуждающей силе F0											проверяем вы-
бранный в бропогружатель при этом статический момент массы де-
ропогружения6 10 130 2 500 972,71(2 0,40 )
балансов Кm должен удовлетворяет условию (109):
	713,0 ≥ (15600+26000)1,6/100=665,6 кН
				Условие выполняется
	бА
2. В конце в					висячего свайного элемента должно
удовлетворяться услов			:
	3				2
						500							1
3071,43		2							972,71(2,6 1) (153,04 255,06)			1,4
		2										1,4


= 3426,36 кН
где W – мощность, расходуемая на движение вибросистемы, кВт,
определяемая по формуле (111):
				W=0,9∙200-50=130,
Fs –					Д
Fs –	боковое сопротивление грунта при вибропогружении, кН,
определяемое по формуле (112):
	Fs			1,5 103	130				972,71кН ,
		0,4(500			2 2			)		И
		0,4(500						)
					2 1,72
					2 1,72
A0 – расчетная амплитуда колебаний вибросистемы без сопро-
тивлений, см, вычисляемая по формуле (113):
	Ao			100 713.8			1.72.
	Ao		15600 26000				1.72.
			15600 26000

fr – коэффициент влияния инерционных и вязких сопротивлений на несущую способность сваи, принимаемый (по табл. 56)=1,0;

g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным

1,4.

Условие выполняется

ЗАДАЧА 16. Рассчитать свободно стоящее шпунтовое крепление стен котлована.

Требуется: определить сечение шпунта и глубину его забивки ниже

	дна котлована.
	Исходные данные к выполнению задания.												Основание					двухслойное.
	Выше дна котлована глубиной Н залегают несвязные грунты, ниже дна –
	связные. На поверхности действует распределенная нагрузка q. Физико-
	механические характеристики грунтов основания даны в таблице 57.
																				Таблица 57
	№ варианта				I слой										II слой
	№ варианта			, кН/м3				, град				, кН/м3					, град			C			, кПа
	и									I2						I2					I2
			I1				I1			I2						I2					I2
	1		17,6					26		20,1							22					30
С
2 18,2								30		19,6							19					32
	3		19,0					28		19,2							21					29
	4		18,6					32		20,4							20					28
5		бА															23					27
5			19,4					36		19,8							23					27
	6		17,9					25		18,7							24					25
	7		18,0					27		20,0							18					26
	8		19,5					30		18,9							16					28
	9		17,7					38		19,0							23					24
	10		18,3					29		20,2							20					31
	Значения глу ины Н и величина нагрузки q даны в таблице 58.
																				Таблица 58
	№ вари-	1		2		3		4	5			6		7			8		9					10
	анта	1		2		3		4	5			6		7			8		9					10
	анта
	Н, м	5,0		2,8		3,6		3,0			Д													4,8
	Н, м	5,0		2,8		3,6		3,0	4,5			5,5	5,0				4,0		3,5					4,8
	q, кН/м	10		12		8		20	17			15	9				11		16					13
	Схема котлована и грунтовая колонка показаны на рис. 26.
	а)							б)				И
												И

Рис.26 Грунтовая колонка (а) и схема котлована (б)

Методические указания к выполнению задания

Расчет шпунтового ограждения производят на боковое давление

грунта, обусловленное его внутренним трением:
активное давление		pa pв a								(113)
пассивное давление		pп pв п								(114)
где рв – вертикальное давление на данном уровне от давления (нагруз-
ки) на поверхности и давлений от собственного веса грунта
				п
		pв q Ii hi								(115)
a	п – коэфф			i 1
a	п – коэфф			соответственно активного и пассивного
давлен я грунта
С						0
	a tg2(450						I		)	(116)
	a tg2(450					2			)	(116)
						2
					0
	п	tg	2(450				I	)		(117)
	п	tg	2(450					)		(117)
циенты						2
Для связных грунтов активное давление снижается на величину
	pac cI (1 aI					)/tg I				(118)
пассивное сопротивление грунта повышается на величину
	pпc	cI ( п 1)/tg I								(119)
Давление определяют на всех характерных уровнях: поверхности
грунта, дна котлована, поверхности грунтовой воды, кровель грунтовых
слоев. После определения давления строится эпюра.
Минимальную глубину h забивки шпунта (считая от дна котлована)
по условиюбАобеспечения устойчивости стенок против опрокидывания оп-
ределяют исходя из равенства
		Ma m0MП								(120)
где Ма – момент всех активных (опрокидывающих) сил;
Мп – момент пассивных (удерживающих) сил;
				Д
									И

m0 – коэффициент условий работы, m0 = 0,8

Полную глубину погружения шпунта принимают на 20% больше минимальной h'=1,2h

Расчет шпунта на прочность производят на максимальный изгибающий момент Mmax.

Опасное сечение с максимальным моментом, находим из условия Qz=0 где Qz – поперечная сила в шпунтовой стенке

Профиль стального шпунта, обеспечивающий прочность ограждения, подбирают по моменту сопротивления 1м стенки табл.59.

W	Mmax	(121)
	Ry

где Ry – расчетное сопротивление стали, Ry=205 мПа.

						Таблица 59
		Технические характеристики стального шпунта
С		Условное	Площадь		Момент	Момент сопро-
		Условное
	Профиль	обозначе-		Масса 1 м,
	Профиль	обозначе-	сечения,	Масса 1 м,	инерции,	тивле-
	шпунта	ние профи-	см2	кг	см4	ния, см3
		ля
		ШП-1	82	63,9	332	73
	Плоск й	ШП-1	82		961	188,5
	Плоск й	ШП-2	39		80	28
				30	80	28
					482	136
					482	136
		ШК-1	64	49,9	730	114
	Корытный	ШК-1	64		2992	402
	Корытный	ШК-2	74		2243	260
		ШК-2	74	57,8	2243	260
	и			57,8	10420	843
	Зетовый	ШД-3	78	60,9	7600	630
	Зетовый	ШД-5	119	92,8	20100	1256
		ШД-5	119	92,8	20100	1256

				74	4640	405
	Типа «Лар-	Л-IV	94,3		39600	2200
	сен»	Л-V	127,6	100	6243	461
				100	50943	2962
	Примечание.			Д
	Примечание.	В знаменателях приведены моменты инерции и сопротивления
	1 м стенки прибАучете совместной работы шпунтовых свай на изгиб. Остальные
	характеристики даны для одной шпунтовой сваи.				И
					И

Рис.27 Профили металлического шпунта

Пример решения

Исходные данные к выполнению задания. Исходные данные на рис. 28.

С
коэффициенты1. Рассч тываем																		активного и пассивного давлений
	бАп
		Р с.28 Грунтовая колонка и схема котлована
грунта I		II слоев.																		270
														2		450				270
												tg				450					0,38
									a1
																				2
												tg		2		450				240	0,42
											2	tg		2		450					0,42
									a		2
																				2
														2				0		240
												tg		2		45		0			2,37
											2	tg				45					2,37
																				2
2. Определяем активное давление грунта:																					И
1)	на уровне поверхности грунта																				И
							p1				q a				Д16 0,38 6,08 кПа
													1
2)	на уровне дна котлована с учетом характеристик I слоя
		p2	p1 I						1		H a		6,08 18,8 4 0,38 28,58 кПа
									1			1
3)	там же с учетом характеристик II слоя
														p			p'			p''
															3				3	3
	составляющая за счет внутреннего трения
		p'	(q				I1			H)			a2	(16 18.8 4) 0.42 38.3 кПа
		3					I1						a2
	составляющая за счет сцепления
	p''	c		I	2	(1		a2			)/tg			I2		19(1 0.42)/0.445 24.76 кПа
	3			I	2			a2						I2

p3 38.3 24.76 13.54 кПа

4) на глубине h ниже дна котлована

p4 p3 I2 h a2 13.54 19.8h 0.42 (13.54 8.32h) кПа

3.Определяем пассивное давление грунта:

1)на уровне дна котлована

С					p			p'		p'' кПа
С						5			5	5
составляющая за счет внутреннего трения
									p'	0
									5
составляющая за счет сцепления
p'' c			(		1)/tg				19(2.37 1)/0.445 58.49 кПа
давлений							I2
5		I2		п2			I2
p5 58.49 кПа
2) на глу			не h ниже дна котлована
p6 p5	I2 h п2 58.49 19.8h 2.37 (58.49 46.93h) кПа
бА
4. Стро м эпюры					на шпунтовую стенку.
									Д

5.Определяем сумму моментов всех сил относительноИточки поворота d

0.5 8.316h h	h	0.8 58.49h	h	0.8 0.5 46.926h h	h	0

3		2		3
	4.87h3 16.63h2			69.32h 108.49 0

h 3.2 м

6.	Определяем полную забивку шпунта ниже дна котлована
			h'	1.2h 1.2 3.2 3.84 м
7.	Определяем положение опасного сечения в шпунтовой стенке
	Qz 6.08 4 0.5(28.58 6.08) 4 13.54h 8.316z z 0.5
С			0.8 58.49z 0.8 46.926z z 0.5 0
			14.612z2 33.252z 69.32 0
				z 1.24м
8. Рассч тываем максимальный					изгибающий	момент в шпунтовой
	стенке
ки
	Mmax	6.08 4(2 1.24) 0.5 22.5 4(1.33 1.24) 13.54 1.242 0.5
	0.5 8.316 1.243 0.33 0.8 58.49 1.242 0.5
	0.8 0.5 46.926 1.243			0.33 159.7 кН м
9.		бА
	Определяем тре уемый момент сопротивления 1 м шпунтовой стен-
			Wx	159.7 106		3
					779.02см
				205000
Прин маем шпунт корытный ШК-2 с моментом сопротивления Wx=843
см3
				Д
					И

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 87 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.20212.7 Mб12032.pdf
#
07.01.20212.7 Mб02033.pdf
#
07.01.20212.7 Mб232034.pdf
#
07.01.20212.7 Mб102035.pdf
#
07.01.20212.71 Mб12036.pdf
#
07.01.20212.72 Mб212037.pdf
#
07.01.20212.73 Mб552038.pdf
#
07.01.20212.73 Mб142039.pdf
#
07.01.2021346.88 Кб5204.pdf
#
07.01.20212.73 Mб12040.pdf
#
07.01.20212.74 Mб32041.pdf