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 = s1 RS, (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.