Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Пилягин А.В. Пути повышения качества проектирования и возведения фундаментов в Марийской АССР

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.35 Mб
Скачать

При проектировании свайных фундаментов нужно спрямиться к тому, чтобы сван были расположены пра­ вильными рядами .и равномерно запружены. При про­ ектировании внецеитренно нагруженных свайных кус­ тов необходимо, чтобы равнодействующая постоянных сил проходила ближе к центру тяжести площади сече­ ния свай. Соблюдение данного требования достигается смещением ростверка со сваями на величину эксцен­ триситета в направлении действия момента. Размеще­ ние свай в плане ростверков в таком случае произво­ дится по равномерной сетке, а их количество прини­ мается без учета эксцентриситета. Возможны и другие

варианты решения

свайных

фундаментов

при их

экс-

цен три ч/н oiM з'апруж ей пи:

 

 

 

1)

.количество

свай, забиваемых по

равномерной

сетке,

принимается

большим,

чем это

требуется

по

расчету, в таном случае давление на сваи со стороны эксцентриситета принимается равным несущей способ­ ности сван, а остальные сван недогружены;

2) .количество овйй, найденное по расчету, ие уве­ личивается, а их неравномерное размещение проводит­ ся с целью одинаковой загрузки каждой сван.

Расстояние между рядами свай в таком случае мо­ жет быть найдено графически, разбивая эпюру напря­ жений прунта на столько равновеликих частей, сколь­ ко рядов свай.

'После размещения свай в плане ростверков прове­ ряется фактическое давление на сваи.

 

4. О п р е д е л е н и е о с а д о к с в а й н ы х ф у н д а м е н т о в

 

 

Анализ определения осадок свайных фундаментов

показывает, что почти все известные способы

их

рас­

чета исходят из рассмотрения фундамента

как услов­

ного массива, независимо

от вида

грунтов,

числа

свай,

а

также

способа

погружения. Такая схема

 

определе­

ния осадок применима

в

ограниченном

числе

случаен,

а

подобное представление о работе кустов

базируется

на

предпосылках,

не отражающих

всех

сложных

про­

цессов,

происходящих

в

овайных

фундаметах,

начиная

от

момента забищкл свай

и до загружения

весом

со­

оружения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Различие отдельных предложений заключается в

100

выборе размеров

условного

массива

и места приложе-

№ня уплотняющего

давления.

Одни

(Голубков

В. Н.,

Лалети.н Н. В., Луга А. А., ОНиП II—Б. 5—67)

прини­

мают условную ширину фундамента

равной расстоянию

между вертикальными плоскостями, отстоящими от

крайних рядов

свай на расстоянии

I -tg

другие (До-

лпнскнй А. А.,

Дорошкевич Н. М.,

Егоров

К. Е., Пер-

леп Е. М.) рекомендуют принимать размеры условного

массива по контуру наружных

рядов

свай,

без учета

притрузки,

создаваемой

в П Л О С К О С Т И

острия

свай от

сил трения

грунта по

боковой

поверхности

фундамен­

та. Плоскость приложения уплотняющего давления принимается выше (зарубежная практика), ниже (Пе­

тренко Г. М.) и

в большинстве

случаев на

уровне ос­

трия

свай. При

найденных размерах условного масси­

ва и

плоскости

приложения

уплотняющего

давления

осадка свайных фундаментов определяется известными методами.

Произвольный подход в существующих методах к замене сил трения грунта но боковой поверхности свай через угол ?[ р /4, увеличивающий площадь передачи давления в плоскости острия, во многих грунтовых ус­ ловиях не отвечает фактической схеме взаимодействия

свай и окружающего грунта и

приводит к

занижению

осадок

фундаментов.

Другой

.крайностью

являются

предложения Соловьева Ю. И. и Барвашева

В. А. по,

определению

осадок овайных

фундаментов

во всех

случаях

капе

отдельных

овай

с взаимным

влиянием,

границы 'Которого не установлены. Отсутствие надеж­

ных

теоретических

расчетов

определения осадок

сван-

пых

фундаментов

в

песчаных

грунтах

привели к

появ­

лению эмпирических

методов

(Луга

А. А., Мейерхоф,

Скамптон). Однако они могут быть использованы лишь тогда, когда практика строительства будет располагать достаточным количеством данных наблюдений за осад­ ками зданий на свайных фундаментах.

Сопоставление данных испытаний свайных

кустов и

одиночных CBiafi

и изучение совместной работы свайных

фундаментов и

грунтов основания, проведенные

авто­

ром на моделях

и в натуре [:14, 15, 31, 32, 33],

а

также

анализ литературных данных показывают, что в зави­ симости от грунтовых условий, числа свай, шага за-

101

бпвкн

и способа

погружения свайный фундамент

мо­

жет работать как:

 

 

1)

фундамент

на

естественном основa.i-пни, когда

прунт

междусвайиого

пространства перемещается

вме­

сте со

сваями;

 

 

 

2)отдельные сдан с взаимным влиянием;

3)одиночная свая (при значительных расстояниях между сваями).

Расчетные схемы определения осадок свайных фун­ даментов могут быть следующие (вис. 28):

С х е м а 1. При частой забивке свай (C3d) дли­ ной до 15 м и наличии под остриями свай грунтов, спо­ собных уплотняться при их забивке, в порядке первого приближения осадку свайных кустов можно рассчиты­ вать как для условного массива шириной, равной рас­ стоянию между наружными пранямн крайних рядов свай, с учетам сил трения, развивающихся по его бо­ ковой поверхности.

С х е м а

I I . При

шаге забивки свай от 3

до

15d и •

наличии

под

остриями

свай грунтов,

не

способны*

уплотняться

при их забивке, осадку свайных

куетоз

правильнее определять как для отдельных свай

с уче­

том их взаимного влияния.

 

 

 

 

С х е м а

I I I . При

расстоянии

между

сваями

^>15d

осадка

фундамента

может быть

принята

равной

осад­

ке одиночной оваи,

испытанной

статическим

загруже-

нием в одинаковых грунтовых условиях при равенстве скорости запруження н времени действия напрузкп.

Дчтя уточнения возможных схем

работы свайных

фундаментов

необходимы дальнейшие

наблюдения за

послойными

перемещениями грунтов

основания свай­

ных фундаментов, а также сбор данных испытаний статическим загружением свайных кустов, одиночных

свай, свай в составе кустов

,и пенетрации,

проведенной

до и после забивки свай в кусты.

 

 

 

При малых расстояниях

между

сваями

фундамент

до определенного значения

осадки

работает

как ::а

естественном основании, а

срез происходит

по

периме­

тру куста. В таком случае несущая способность куста, соответствующая определенной осадке, линейно зависит от его ширины, равной расстоянию между наружными пранямн крайних рядов свай. Возможность расчета свайных кустов при шаге забивки свай до 3d, как

102

Рис. 28. Распределение давлении при работе свайных кустов, как:

I) массив, 2) отдельные сван с взаимным влиянием.

фундаментов на естественном основании, подтвержда­ ется расчетами, проведенными на ЭВЦ.М [3] и показав­ шими, что их осадка зависит в основном от сумма|р.ной

нагрузки на куст и мало зависит от распределения

на­

грузок на каждую сваю. Осадку

свайного фундамент,

как условного массива,

целесообразно

определять

от­

дельно

от

нагрузки, передаваемой

боковой

поверхно­

стью и

остриями свай.

Однако

данных

значений

сил

трения,

развивающимся

по

боковым

поверхностям

свайных

фундаментов, недостаточно,

поэтому

в

поряд­

ке .первого

приближения (действуя

в

запас)

 

можно

считать, что вся нагрузка приложена в плоскости

ос­

трия свай, а ширину фундамента

принимать

равной

расстоянию

между наружными

гранями

крайних

рядов

овай. Осадку такого фундамента легко определить ме­

тодами

суммирования или ограниченной

сжимаемой

толщи

[13].

 

 

Осадку свайных

фундаментов, работающих по схе­

ме I I , необходимо

определять отдельно от

нагрузок,

передаваемых грунту основания остриями и боковыми

поверхностями овай с учетом

взаимного влияния.

Осадка, вследствие деформации

грунтов, расположен­

ных ниже острия овай, под действием нагрузки, пере­

даваемой

боковыми поверхностями свай,

определяется

из выражения [30,

33]

 

 

 

 

 

 

 

 

2(1

2)

f"d

О - я : К

, ? , * ] •

< 3 8 )

 

 

 

 

 

где F — нормативное

 

сопротивление

по

боковой

по­

верхности

сван

для

прунта,

расположенного у

острия

сваи, т/м2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нэ эквивалентная

сношаемая

толща,

определяе­

мая из выражения

Нэ

=

— — ~ - w cP -5d;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — 2 IJ.

 

 

 

 

ш с Р коэффициент осадки

гибкого фундамента,

пре­

имущественно

зависящий

от

соотношения

сторон

по­

дошвы и отношения расчетной сжимаемой толщи к

ширине подошвы;

 

 

d—диаметр

сваи, м;

L — длина

сван, м;

Е — модуль

деформации прунта

основания в пре­

делах сжимаемой толщи

Н, кг/см2 ;

 

104

У;• ipaiciCTOянне

от

рассчитываемой

овай

до

сосед­

них овай, влияние которых учитывается, см;

 

 

 

i»j коэффициент,

который

с

неизвестный!

при­

ближением

можно

аппроксимировать

равенством

 

 

ш; = 0,954 - 0,881 - ^ .

 

 

 

 

•Радиус

влияния

соседних свай

зависит от

их

длины

и расчетной мощности сжимаемой толщи под

одиноч­

ной сваей. При У | / Н р = 1 , 5 ; ю=0,002. Следовательно,

при

указанном

соотношении

У ; / Н р = 1,5 взаимное

влияние

овай от нагрузок,

воспринимаемых

их

боковыми

по­

верхностями, практически отсутствует.

Далее

находит­

ся осадка сдай от нашрузки, передаваемой на грунт ее острием, в том числе и с учетом взаимного влияния соседних овай. График взаимного влияния свай от на­

грузок, воспринимаемых их

остриями

при

различном

шаге забивки и расчетной мощности

сжимаемой

тол­

щи, представлен на рисунке 29.

 

 

 

 

При -обычном применяемом шаге

забивки

овай

3d

их взаимное влияние

проявляется

при H „ > 2 d . Поэго-

Рассторние

л/ежс?(/

сваями

6

(d)

 

 

Рис. 29. График взаимного влияния свай от нагрузок, восп-рияимаг- мых остриями.

105

му

осадка

:© а много фундамента

от

нагрузки,

перед а-

в а ш о и

остршя1м.н

сва'й, складывается

 

из

осадки

оди­

ночной сван за счет деформации

слоя

грунта

мощно­

стью 2d, определяемой из выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 2 d = ° - 8 " - f f P - - d

 

 

 

 

(39)

и осадки

от дополнительного

влияния

соседних

сван,

определяемой как для фундамента

на естествевшж ос­

новании с условной

'Шириной

подошвы

by =b c

+4d и

приложением эпюры уплотняющих

давлении

на 2d ни­

же

острия

свай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 0 = H „ . a O T - P e ,

 

 

 

 

(40)

где:

Ро — нагрузка,

воспринимаемая

острием

сваи, т;

 

F — площадь

поперечного

сечения

сваи, м2 ;

 

 

 

ао т

— средний

 

коэффициент

относительной

сжи­

маемости

прунтов

в предат ах

расчетной мощности

сжи­

маемой

толщи;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р д

—дополнительное давление по

подошве

 

услов­

ного фундамента от нагрузок, воспринимаемых

острия­

ми свай, кг/см2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полная

осадка

 

отдельно стоящего

 

свайного

фунда­

мента определяется

из выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

SG + S , d + S 0 .

 

 

 

 

(41)

Сравнение величин осадок свайных фундаментов, вы­ численных по методу ограниченной сжимаемой толщи и данными геодезических .измерений, указывают на хо­ рошую сходимость.

§4. ПУТИ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Огромная

программа

строительно-монтажных рл-

бот на селе, намеченная

XXIV съездом КПСС,

может

быть успешно

решена при условии значительного по­

вышения

технического

и организационного

уровня

сельского

строительства.

 

 

106

В типовых

проектах производственных

сельскохо­

зяйственных зданий

обычно

предусматриваются

лен­

точные

и

стаканного тина

фундаменты .из

железобе­

тона,

сооружение

которых

требует

больших

затрат

труда и материалов. Стоимость и трудоемкость

работ

нулевого

цикла

составляет

в цреднем

10—:15°/о сто­

имости и трудоемкости строительства объекта в целом. Возрастающие объемы капитального строительства требуют снижения его стоимости и сроков возведения здании, что достигается применением индустриальных методов строительства, широким использованием свай­ ных фундаментов.

Свайные фундаменты позволяют снизить пли пол­ ностью исключить необходимость проведения ряда

трудоемких

.и дорогостоящих работ, таких,

как

водо-

поннжение,

рытье

и крепление

котлованов,

транспор­

тировка грунта, а

также

дают

возможность

осущест­

вить механизацию

работ

нулевого цикла, высокие

тем­

пы возведения фундаментов и снизить стоимость

строительства. Несмотря на эти преимущества,

свай­

ные фундаменты еще не получили широкого

распрос­

транения в сельском строительстве, что

можно

объяс­

нить следующими причинами.

 

 

 

 

 

 

•Напруаки, передаваемые на фундаменты сельско­

хозяйственных

зданий,

невелики,

поэтому

использова­

ние конструкции свайных

фундаментов

и

сван,

 

разра­

ботанных

для

пр'Оимышленно™

и

гражданского

 

строи­

тельства,

раюсчи'тапгньих

на восприятие

значительных

нагрузок,

снижает их

преимущества

перед обычными

фундаментами.

Для сельского

строительства,

характе­

ризующегося разбросамноетыо объектов и низким ка­ чествам дорог, не может быть эффективно использо­ вано оборудование для попружения свай, так как оно обладает недостаточной маневренностью.

Для производственньих

сельскохозяйственных

здании'

с полным карцоаеом наиболее пер'спектнвны

безросг-

вершвые

аваш-ше фундаменты. Эффективность

данно­

го типа

свай доказана

практикой их применения в

Кировской, Московюкой, Саратовской областях, Баш­ кирской АООР, Латвийской ССР. В настоящее время сваи-колонны находят применение иа строительстве сельскохозяйственных объектов в Марийской АССР.

Свая-колонна погружается в грунт ударным, вибро-

107

ударным способами! илш вдавливанием. Трудоемкость •нулевого цикла при этом снижается .в 3—.10 раз, а стоимость общестрюительиых работ до 10% по сравне­ нию с ленточными фундаментами. Наиболее сложным вопросам при использовании сван-колони является точ­ ность погружения, которая может быть достигнута по­

гружением

свай-колонн в лвдирующпе

скважины или

применением овайчмачт

[6]. Установка

последних

про­

водится в

скважины

диаметром,

несколько

большим

диаметра

сваи. Пространство между

стенкой

скважи­

ны н сван

заполняется бетоном.

Трудоемкость

возве­

дения таких фундаментов снижается в сравнении с обычными в 2—5 раз.

Вместо фундаментов

стаканного

типа

могут

быть

использованы трубчатые

сван.

По

данным

Башшж-

строя

применение таких

фундаментов

снижает

стои­

мость работ нулевого цшола до

15—30%, а

трудоем­

кость примерно в два раза [2].

 

 

 

 

 

Для

строительства сельскохозяйственных

объектов

могут быть рекомендованы буронабивные свая из бе­ тона пли пруитобетона длиной до 3 м. Фундаменты из

таких

свай с уширен и ем или без

него

находят приме­

нение

на строительстве сельскохозяйственных

объектов

в Марийской АССР. Однако остается

не

проверенной

работа

фундаментов

в различных

грунтовых

условиях

и не разработанной

методика их

расчета,

что

приводит

к необходимости проектирования

фундаментов

по ин­

туиции с излишними запасами, а это снижает их эко­ номическую эффективность. Расход арматуры на изго­

товление одной

буронабнвной сван без учета ростверка

составляет

4,5

кг, а бетона

для сваи с

ушпреипем —

0,48, а без

уширен ия — 0,2 м3 .

 

Дальнейшее

анижеиие

трудоемкости

и стоимости

работ нулевого цикла могут быть достигнуты примене­ нием буройабивных свай малого диаметра (5—8 см). Скважины для таких набивных свай могут быть изго­

товлены

шнековьта

бурением

или

вибропогружением

группового зонда (4—6 шт.).

 

 

 

Представляет интерес использования для сельско­

хозяйственных

зданий

грунтоцементных

свай диаме­

тром 5—7

см, длиной

1,5—2 м,

нашедших

применение

в Ростовской

области

[7]. Устройство

таких фундамен­

тов осуществляется

погружением пакета

инвентарных

108

микроовай rrpi-i помощи вдавливающего агрегата на базе автопогрузчика с последующей подачей прунтоце- м&нтной> смеси. Расход цемента М-400 не превышает 9—15 о/о от веса сухого грунта. Применение указанных фундаментов для сельскохозяйственного здания разме­

ром 18X72 м позволили

снизить

стоимость

работ ну­

левого цикла на 5 тыс. руб.

 

 

С целью уменьшения

влияния

морозного

пучения

грунтов фундаменты сельскохозяйственных зданий мо­

гут устраиваться

из

забивных

 

полых

блоков

высотой

до 2 м с размерами

верхнего

основания

20X20

и ниж­

него 40X40

см. Опыт

применения таких

 

фундаментов

в Рязанской

области

дал положительные

результаты.

Вместо

 

ленточных

фундаментов

в

н еп учинистых

грунтах

могут

быть

 

использованы фундаменты «ГТ->

образной

формы

[21]. Данные

 

фундаменты

могут быгь

выполнены в сборном

и монолитном

вариантах.

Отрывка траншей производится навесным оборудо­

ванием трактора

«Беларусь»

с

обеспечением разработ­

ки одновременно

двух траншей

и возможностью

измене­

ния расстояния между барами или переоборудованным траншеекопателем с рабочим органом в виде бесконеч­

ной скрепковой цепи. Приведенные

способы

образова­

ния траншей в .грунте позволяют

вести работы

по возве­

дению

фундаментов

•круглогодично.

 

 

 

 

Стоимость возведения таких фундаментов в сравне­

нии с другими типами ленточных фундаментов

снижа­

ется в 2 раза, а трудоемкость в 1,2—1,7 раза.

 

 

Таковы

основные

 

пути повышения

технического

уровня

строительства

фундаментов

сельскохозяйствен­

ных и прО'Изводствеинызданий.

 

 

 

 

 

§ 5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

 

 

ПО ВОЗВЕДЕНИЮ ФУНДАМЕНТОВ

 

 

Одним

из основных

условий

повышения

 

качества

возведения

фундаментов является

производство работ

в полном

соответствии

с проектом

в пределах

норма­

тивных допусков. Проведенная нами проверка

показа­

ла, что

в

процессе

возведения

фундаментов

 

нередки

случаи нарушения технологии работ и

низкое

 

качество

пх выполнения.

 

 

 

 

 

 

 

Аварийное состояние конструкций в зимних условм-

109

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ