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

где: Sa—осадка

блока

подушки

за

счет

уплотнения

•слоя

грунта

мощностью, равной

расстоянию

между блоками подушками «С», подсчитанная

как для

отдельно стоящего

фундамента;

 

Sn — осадка

за счет влияния

запружения соседним

блоков.

Значение S„

может

быть

подсчитано

как для

ленточного

фундамента,

исключая

слон грунта мощностью «С», непосредственно

прилегающей

к подошве

фундамента.

 

Фундаменты

таких

сооружений, как

доменные

пе­

чи, трубы, мачты, телевизионные башни

и т. д. часто

принимаются в

виде кольца.

 

 

 

 

 

 

Однако нормы ОНн(П II|Б.

1—62

не

содержат

не­

обходимых указании по расчету таких фундаментов по второму предельному состоянию. Некоторые рекоменда­ ции по определению осадок кольцевых фундаментов приводят К. М. Федотов [49], Н. А. Цытовпч 150]. Мето­ дика [49] базируется на теории «рассеивания напряже­ ний под углом 45°. поэтому расчетные значения осадок будут отличаться от фактических тем больше, чем мень­

ше отношение

г„ : г„

Проф.

Н. А.

Цытовнч осадку

кольцевых фундаментов

рекомендует

определять

как

разницу осадок

от запружения

кругов

радиусами

г„ и

г„. Однако характер распределения дополнительных на.-

пряжений под центром и в середине кольца

различен.

Под центром кольца на отметке заложения

подош­

вы фундамента вертикальные напряжения равны нулю. Далее до некоторой глубины наблюдается их увеличе­ ние, затем постепенное уменьшение. Напряжения под серединой кольца на уровне заложения его подошвы имеют максимальное значение, равное интенсивности внешней нагрузки, а с глубиной—уменьшаются. Если принять во внимание, что в формировании осадки фун­ даментов наибольшее участие принимают верхние слои грунта, расположенные непосредственно под подошвой

фундамента, то станет очевидной разница

в определе­

нии осадок для центра и середины кольца.

 

Проведенный анализ показывает, что

определение

осадок кольцевых фундаментов как разность осадок от загружеиня кругов радиусами г„ и гп приводит к их занижению в определенных случаях в 10 и более раз.

Причем, с

увеличением отношения г в : г„

ошибка в оп­

ределении

осадок кольцевых фундаментов

указанным

80

способом возрастает. Кроме того, данный принцип оп­ ределения осадок кольцевых фундаментов методом сум­ мирования приводит в некоторых' случаях к неопреде­ ленностям, заключающимся в том, что иногда можно отыскать две границы сжимаемой толщи. Разница в определении осадок кольцевых фундаментов, подсчи­ танных для центра и середины кольца, уменьшается с увеличением мощности сжимаемой толщи: незначитель­

но

при отношении

г„:г „"> 0,6

и более

интенсивно

при

г п :

г„ <С0,6. Поэтому осада а

кольцевых

фундаментов

должна определяться для середины кольца при

отно­

шении г„: г„ = 0,3,

например,

методом

суммирования

[27]. В целях облегчения расчетов

в

таблице

2 приво­

дятся зиа-чеития коэффициента а для определения

'На­

пряжений в середине кольца. Их значения

вычислялись

па

основании коэффициентов

изменения

дополнитель­

ных напряжений в любой точке основания иод круглым

равномерно

загруженным

фундаментом [47].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

Значения

и для определения

напряжений

в середине

кольца

 

г„ : г„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<»л

0,4

0,6

(.1,4

 

 

0,95

П1 7. : Г„

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

0,937

0,905

0,813

0,433

0,203

0,103

 

0,4

 

0,764

0,712

0,553

0,284

0,136

0.070

 

0,6

 

0,624

0,566

0,407

0.205

0,100

0,050

 

0.8

 

0,519

0,464

0.324

0,161

0.078

0.040

 

1,2

 

0,440

0,389

0.267

0,134

0,063

0,032

 

1,0

 

0,378

0,332

0,228

0,113

0,054

0,026

 

U

 

0,325

0.288

0.197

0,099

0,049

0.024

 

1,6

 

0.282

0.252

0.172

0.087

0,044

0.023

 

1,8

 

0,246

0,219

0,152

0,077

0,038

0,020

 

5.

Учет загружения

соседних фундаментов.

*

Как известно, напряжения от веса сооружений рас­ пространяются в глубину л в стороны за пределы по­ дошвы фундаментов. Поэтому запруака одних фунда­ ментов оказывает влияние и-га развитие осадок соседних. Степень рассматриваемого влияния зависит от расстоя­ ния между фундаментами, их размеров, величины на­ грузки, свойств пру'Нта, темпов строительства и т. д.

81

•Практака наблюдений за деформациями зданий и сооружений показывает, что при одинаковой нагрузке осадка фундаментов под центральные колонны больше,

чем под крайние, что объясняется влиянием

запруже-

•Н'Ия соседних фундаментов. Необходимость

проверки

взаимного влияния зарруження соседних фундаментов пли площадей часто возникает в случае пристройки од­ ного здания к другому, надстройки примыкающего зда­ ния, складирования болышого количества различных ма­ териалов и длительного их хранения, прокладки желез­ нодорожных путей в промышленных цехах и т. д. По­

нимание

данного

фактора

 

привело

к

разработке

критерия

необходимости

учета

запружеиия

соседних

фундаментов

и степени

их

влияния,

которые

изложены

в главе ОНиП

II—нБ.

1—62.

 

 

 

 

 

Анализ учета запружеиия соседних фундаментов по­

казывает,

что

рекомендации

главы

ОНиП I I Б . 1—62

применимы при следующих

условиях:

 

 

1) 'Напряжение

по

подошве

соседнего

фундамента

.составляет 1-^-3 юг/см2;

 

 

 

 

 

 

2) учитывается

загружен не

одного

фундамента;

3)сжимаемость грунтов по глубине постоянная;

4).фундаменты имеют примерно одинаковую пло­ щадь подошвы и глубину заложения.

Кроме того, нормы не дают рекомендаций об учете загружеишя соседних прямоугольных в плане фундамен­ тов в зависимости от взаимного расположения. При одинаковом расстоянии между осями фундаментов в случае, когда фундаменты обращены друг к другу большими сторонами, взаимное влияние соседних фун­

даментов незначительно и его можно

не учитывать, i

если фундаменты обращены друг к

другу короткими

сторонами, необходимость учета взаимного влияния бес­

спорна. При учете

за.гружен.ня

нескольких соседних

фундаментов, расположенных

на

равных

расстояниях

от

рассчитываемого,

надо,

согласно рекомендациям

Б.

И. Далматова

[13], либо

увеличивать

напряжение

пропорционально

количеству

фундаментов,

либо

при­

нять площадь условного соседнею фундамента,

равной

их суммарной площади. Однако и с учетом указанных замечаний вычисление влияния защрузкп соседних фун­ даментов методом суммирования громоздко и часто при­ водит к заниженным результатам.

Б2

Определение

влияния загружен и я

соседних -.фунда­

ментов методом

-суммирования можно

.провести про­

стым и более точным способом. Для этого следует учи­ тывать загружение всех соседних фундаментов, распо- ложенн-ы.х на расстоянии .менее .мощности сжимаемой толщи рассчитываемого фундамента, или тех соседних фундаментов, занружеиие которых приводит к увеличе­ нию осадки основного фундамента, например, на 1 -г5 MiM. Иными словами, учет загружения соседних фунда­

ментов можно проводить с желаемой

степенью точно­

сти [3,1].

 

Если любой соседний фундамент

представить как

часть кольца, тогда вертикальные -.напряжения под цен­ тром рассчитываемого фундамента от за.груження со­

седних

фундаментов составят:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рФ1

п

Г /

 

r , - \ - ' l .

 

/

 

 

г.,--л-чл

Р-,=

 

, „ ' „, S

qi

0 + —

г± )

-

1 +

\

z- I

' ( 1 9 )

 

- ( i V -

i r )

i = i

\

 

 

 

 

 

J

где: Г] и г2 соответственно

расстояния

от

центра

рас­

 

 

 

считываемого фундамента

до

 

ближней и

 

 

 

дальней

граней

соседнего

фундамента;

 

 

Fd, площадь

соседнего иго

фундамента,

м2 ;

 

 

h —число

соседнн.х

фундаментов,

влияние

ко­

 

 

 

торых

учитывается;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q —давление на подошве

фундамента, кг/см2 .

Определение осадок фундаментов часто проводят мето­ дом эквивалентного слоя проф. Н. А. Цытовича [50]. Однако учет загружения соседних фундаментов мето­ дом эквивалентного слоя приводит к завышенным зна­ чениям осадок, так как данный метод можно использо­ вать, когда площадь подошвы фундамента не превы­ шает 50 м2 , а при учете загружения соседних фунда­ ментов методом угловых точек берется разность значи­ тельно больших площадей.

Для уменьшения трудоемкости вычисления загруже­ ния соседних фундаментов можно вычислить вертикаль­

ное напряжение

на границе сжимаемой толщи .и из гео­

метрического

соотношения

 

определить

увеличение

активной зоны

и полную ее .мощность по

формуле:

H = 2 h s

(

l

,

(20)

 

\

' л

1 ил

/

 

S3

 

 

 

 

 

 

 

\

 

где: Р д давление,

под

действием

 

которого уплотня­

 

 

ются грунты

основания

 

рассчитываемого

 

 

фундамента;

 

 

 

 

 

 

hs

—-мощность эквивалентного

слоя,

м.

 

Р в л

дополнительное напряжение от

загружекпя

 

 

соседних фундаментов на глубине fibs.

Зная

мощность актив и он

зоны,

лепк-о

подочитать вели­

чину

осадки.

 

 

 

 

 

 

Известно, что формула определения осадок методом

эквивалентного слоя с

учетам

загружеиия

соседних

фундаментов включает

коэффициент

А„, , зависящий от

,и и

от соотношения сторон подошвы

(фундамента. Если

соседний фундамент представить как часть кольца, то в

таком случае Aw будет зависеть только от ц, а

вычисле­

ние осадок фундаментов с учетом загружепия

соседних

фундаментов можно проводить, не прибегая к методу

угловых точек, что значительно снижает

трудоемкость

вычислений.

 

 

 

 

 

 

Осадка рассчитываемого фундамента от запружеиич

соседних фундаментов

составит

 

 

 

 

 

А .

»

а„, . р д | . Р ф ,

 

 

 

д

2*

i =

i

Lj

 

 

где:

Рд величина дополнительного давления

по по­

 

дошве соседнего фундамента, кг/ем'-;

 

А,„ —коэффициент

эквивалентного

слоя,

завися­

 

щий от «ф» и принимаемый как для круг­

 

лой подошвы

фундамента;

 

 

 

Lj —расстояние

между

центром

рассчитываемо­

 

го и- соседнего фундамента, загруженпе ко­

 

торого

учитывается, м;

сжимаемое г л

 

а0 —.коэффициент

относительной

 

грунтов

основания,

ам2/К1Г.

 

 

В настоящее дрем я наиболее перспективным и удобным методом учета загружепия соседних фундаментов яв­ ляется метод Б. И. Далматова £13]. Учет загруження соседних фундаментов указанным методом приводится с помощью графиков, позволяющих оценить, загруже­ нпе каких фундаментов следует учитывать и какова степень их влияния.

§ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Проблема индустриального строительства фундамен­ тов решается во многих случаях путем использования овай. Эффективность использования свайных фунда­ ментов доказана практикой и гражданского и промыш­ ленного строительства. Широкое применение их в строительстве приводит к необходимости опенки несу­ щей способности свай. Неправильное назначение несу­ щей способности свай может снизить их экономическую

эффективность и даже привести к

существенному удо-

рожанню

строптелыства.

 

 

 

 

Внедрение

сван в промышленном и

гражданском

строительстве

Марийской

АОСР

началось с

1965 г.

Опыт ipx применения в республике

подтвердил

эконо­

мическую

эффективность

данного

типа

фундаментов.

Только в Марийском территориальном управлении строительства внедрение железобетонных забивных свай составило: в 1968 г.—0,086, 1969 г.—0,3, 1970 г.-- 0.633, 1971—0,68, в 1972 г.—-более 2 тыс. м3 .

1. О п р е д е л е н и е

н е с у щ е й

с п о с о б н о с т и свай

при вертикальном

з а г р у ж е н и и .

В настоящее время несущая способность овай опре­

деляется: статическим

загружением,

испытанием ди­

намической нагрузкой, по нормативным

сопротивлениям

грунта у острия и боковой поверхности

свай, по резуль­

татам статического и динамического зондирования. Не­ сущая способность висячей сваи на стадии проектиро­ вания определяется по СНиП II—Б. 5—67 с использо­ ванием значений нормативных сопротивлений грунта у острия и боковой поверхности.

При определении нормативного сопротивления грун­ та по боковой поверхности свай пласты прунтов расчле­ няются на однородные слои толщиной до 2 м. Подсче­ ты показывают, что несущая способность свай за счет

работы

боковой поверхности может отличаться на 30

и более

процентов в зависимости от мощности разделе­

ния однородных слоев прунта. Поэтому при определе­ нии несущей способности коротких свай 1<6 м расчле­ нение пластов прунта у боковой поверхности свай сле­ дует проводить .на слои мощностью менее 2 м.

85

Значения R" и [" в .норма* приводятся в зависи­ мости от глубины залегания слоя грунта н показателя консистенции для глин с интервалом В = 0,1. При допу­

стимой точности

вычисления

естестве иной

влажности

0,1%

влажно стен

па rpairnuax

текучести и

раскатыва­

ния

1%, точность

определения

показателя

консистен­

ции составит 0,1—0,2. Следовательно, несущая способ­ ность свай будет существенно зависеть от точности по­ казателя консистенции прунтов.

Как известно, значения WT и W,, определяются с использованием грунта воздушно-сухого состояния, про­

пущенного через сито с размером отверстий

1 мм. По­

добный отсев фракций прунта приводит к

значитель­

ному снижению характерных влажностиых

пределов,

особенно в случае, когда содержание песчаных частиц составляет более 20%.

Метод статического зондирования позволяет доволь­ но точно определить несущую способность свай в песках и супесях. В водоиасыщенных глинистых грунтах он дает заниженное значение, так как не учитывает тиксотропиое упрученпе прунтов.

/Контроль принятой в проекте несущей способности часто осуществляется динамическим испытанием с ис­ пользованием формулы IT. М. Герсеваиова.

Следует иметь в вицу, что несущая способность сваи, по данным динамических испытаний, может быть с до­ статочной точностью подсчитана для случая залегания

под острием свай однородных

песчаных

прунтов. Ре­

зультаты

динамических

испытаний

свай

в

слоисты \г

грунтах

обычно попользуются для

обоснования выбора

глубины

их погружения,

оценки

однородности

грунтов,

а также

сравнительной

оценки

несущих

способностей

нескольких свай [48].

 

 

 

 

 

Из формулы Н. М. Герсеваиова

следует,

что величи­

на предельной нагрузки для данного типа молота зави­ сит от отношения высоты его падения к величине «от­ каза». Причем, это отношение уменьшается с увеличе­

нием высоты

падения

молота.

Однако

нормы

СНиП

I I Б . 5—67

не

содержат указаний по

выбору

высоты

падения молота

для

определения отказа [45]. В

зависи­

мости от

последнего

несущая

способность

сваи, под­

считанная

по

динамической формуле,

может

отличать­

ся в 2 и

более

оаза. Следовательно, используя

указаи-

86

ную формулу, нельзя получить достаточно надежных результатов при применении молота любого веса с про­ извольной высотой его падения. Еще большее расхож­

дение

наблюдается, если для

забивки

сван

использует­

ся дизель-молот, а при определении несущей

способно­

сти вместо значения Q.H используется

величина

энер­

гии удара, взятая по паспорту.

 

 

 

 

 

 

 

Следует иметь в виду, что

формула

Н. М. Гер сева-

нова

выведена для свободного

падающего

молота

при

определенном отношении его веса к

весу ован. Величи­

на энергии, передаваемая

от

молота

к

свае,

в

значи­

тельной

степами зависящая

от

конструкции

наголов­

ника

и

прокладок, изменяется

в

процессе забивки вслед­

ствие

отжатая прокладок,

оставаясь

всегда

значитель­

но меньше паспортной величины. Так, например, испы­

тания 78 свай

статическим ш динамическим

методами

[48] показали,

что в 48 случаях несущая

способность

свай по динамическим испытаниям была меньше тако­ вой, полученной по статическим испытаниям, в песчаных

грунтах

в 2—3

раза, в глинистых в 2—5

раз.

Замеры

энергии

удара

дпзелммолота

при этом

показали, что

она изменяется

от 19 до 78%

от паспортной

величины.

Приведенные данные убедительно показывают, что не следует особо полагаться на результаты испытаний свай дизель-молотами. Для получения наиболее достоверных результатов определения несущей способности свай ди­ намическим методам следует производить при высоте падения ударной части молота, найденной опытным или

расчетным путем,

с учетом размера сваи и

грунтовых

условий площадки

[34, 37].

 

 

.Наиболее

достоверным

методом определения несу­

щей способности

свай следует считать их

испытание

статическим

загружением

[9]. Существующая

практика

испытаний свай статическим загружением в г. Йошкар-

Оле не отвечает

требованиям

Госта и

СНиП.

II—Б.

5—67 и имеет ряд

недостатков [38].

 

 

Для наиболее

достоверного

назначения несущей

способности

свай

в глинистых

грунтах по результата vi

статических

испытаний

последние необходимо

прово­

дить после

«отдыха»,

определенного по

формуле [23]:

 

 

T = l , 3 W n i

 

 

(22)

87

где W n

—'наибольшее число пластичности грунта в пределах длины сваи.

При меньшем «отдыхе» сван увеличение несущей способности во времени можно определить из выраже­ ния [24]

 

Р = Ро + £ т 5

, - ,

 

(23)

где: Р0 ,Р,—соответственно

сопротивление

сван сразу

 

после погружения

и

в момент

времени

t;

m

—коэффициент,

равный

для водой асыщениых

 

 

 

 

 

2.5

 

 

грунтов пластичной консистенции, т = —

-

Согласно

ОНп|П II—Б. 5—67

нормативное

^

п

сопротивле­

ние сваи по данным испытаний принимается при осадке,

раиной

0,1 предельно допустимой.

При таких

 

переме­

щениях

свай далеко

не

полностью

используется

работа

боковой

поверхности

и

острия

сван. Практика

 

строи­

тельства

зданий на

свайных

фундаментах

в Ленингра­

де показывает, что нормативное сопротивление

 

можно

принять

при осадке

S=4

см,

когда

полностью

проявля­

ется сопротивление

прунта

по

боковой

поверхности

сваи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С целью сокращения сроков испытаний свай стати­

ческим

загружением

представляет

интерес

проверки

«.метода

равновесия»

в

фунтовых

условиях

Марийской

АССР и установление области

его

применения.

Сущ­

ность его заключается в следующем. На каждой стадии загружения прикладывается нагрузка, несколько боль­ шая заданной величины ступени, и выдерживается ч,о наступления равновесия между осадкой и приложенной к свае нагрузкой. Таким образом, получают все точки зависимости осадки от нагрузки, а время испытаний со­ кращается примерно в 3 раза. Результаты таких испы­ таний хорошо согласуются с данными испытаний свай статистическим загружением по стандартной методике. Для наиболее достоверного определения несущей спо­ собности свай на стадии проектирования необходимо проводить испытания статическим загруженном и их обработку с целью составления региональных таблиц нормативных сопротивлений прунта по боковой поверх­ ности и у острия сваи.

8S

В настоящее время на строительстве сельскохозяй­ ственных объектов, наряду со сваями-колоннами, начи­

нают внедряться

фундаменты

из

буронабнвных

сваи

длинной до 2 м. Данный тип свай обладает рядом

пре­

имуществ

перед

забивными

сваями.

Однако

проекти­

рован не таких

фундаментов

ведется

интуитивно,

так

как отсутствуют

данные нормативны* сопротивлений

грунта

по

боковой поверхности

и

у

острия

свай.

По­

добный

подход

к

проекта ров апппю

сводит

на

нет

все

преимущества

фундаментов

из

буронабнвных

свай.

Указанные

выше

рекомендации

по

повышению

досто­

верности определения несущей способности

свай

цели­

ком относится и к проектированию фундаментов из ко­ ротких буро'набив'ны-х овай.

2. Определение количества свай в фундаменте.

Выбрав тип, размеры свай и расчетное сопротивле­ ние, определяют необходимое количество свай для вос­ приятия действующей нагрузки. Иногда число свай m устанавливают по формуле:

 

 

 

 

NP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m = -~-

,

 

 

 

 

(24)

где: Np —расчетная нагрузка

на

уровне

обреза

фунда­

 

мента,

т;

 

 

 

 

 

 

 

 

Р —несущая

способность

сваи, т.

 

 

 

 

Выражение

(24)

не учитывает

веса

ростверка и

грунта

на его уступах, что приводит

к занижению

потребного

количества

овай,

а

следовательно,

к

корректировке

расчета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

определении

нагрузки

на

свайный

фундамент,

включая

ориентировочный вес ростверка

и

грунта

на

его уступах,

обычно

исходят

из

допущения,

что

при

шаге забивки сван 3d на каждую сваю приходится площадь ростверка F =(3d) 2 . Тогда число овай можно установить из выражения:

NP

Р — hp То (-3d)-'

89

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ