книги / Расчёт осадок однорядных и многорядных свайных фундаментов

План фундотом па. распопояенио порол зпкрш-рсиб&л-ки осадок

Рис.18 . Результаты исслелсвания действительной осадки однорядного свайного фундамента дома серии

I-464A по улице Макаренко, 14

Формула для определения осадок свай во времени с учетом ползучести глинистых грунтов при монотонном возрастании нагруз­ ки имеет вид:

Рассмотрим действительные и расчетные осадки однорядных свайных фундаментов во времени при плавном возрастании нагрузки. Результаты исследования действительной осадки однорядных свай­ ных фундаментов домов серии I-464A приведены на рис.17 и 18. На графике осадок марок в зависимости от времени нанесены макси­ мальная, минимальная и средняя осадки здания vno результатам многолетних наблюдений). Пунктирной линией показана расчетная осадка во времени. Из приведенных данных видно, что разработан­ ный метод позволяет с достаточной для практики точностью рассчи­ тывать осадку свайных фундаментов во времени.

§ 4. О процессах в глинистых грунтах вокруг свай после их забивки

Во втором и третьем параграфах изложены методы определения осадок свай и свайных фундаментов во времени vc учетом ползучес­ ти грунта (грунт рассматривался как однокомпонентная система).

При работе свай в грунтах мягкопластичной, текучепластичной кон­ систенции необходимо для расчета осадок во времени учитывать та­ кие важные показатели, как начальный градиент напора, структур­ ную прочность, поровое давление. Влияние всех.этих показателей на процесс консолидации для различных грунтов подробно изложено профессором Н.А.Цытовичем [33] •

При забивке свай в глинистые грунты структура грунта нару­ шается, а после забивки развиваются новые структурные связи. Поэ­ тому при работе свай в глинистых грунтах необходимо учитывать и тиксотропные изменения грунтов. Пало изучено изменение давлений

в скелете грунта и-тиксотропное упрочнение под влиянием возник­ ших напряжений при работе свай в водонасыщенных грунтах. При забивке свай в водонасыщенные глинистые грунты на их боковой поверхности образуется водная пленка. Силы трения по боковой поверхности свай в этот период незначительны, так как возникшие напряжения отзабитой сваи передаются на водную пленку (поровое

выше, происходит тиксотропное упрочнение грунта. Тиксотропия грунта состоит из двух противоположных неразрывно связанных и обратимых процессов - разупрочнения и упрочнения.

Разупрочнение происходит в результате нарушения структурных связей скелета грунта при забивке свай и выражается в его раз­ мягчении, а иногда и разжижении. Тиксотропное упрочнение вызва­ но развитием в грунте новых структурных связей, вследствие уве­ личения их количества в единице объема при уплотнении грунта сваями и упрочнения грунта под действием возникших напряжений.

Исследования Б.Ы.Гуменского показали,что тиксотропное упроч­ нение грунтов при нарушении их структуры может достигать значи­ тельных пределов и зависят от величины глинистых частиц, объем­ ного веса, консистенции и других факторов. Консолидация и тиксо­ тропное упрочнение грунтов неразрывно связаио между собой. Сваи, забитые в водонасыщенные грунты, достигают полной несущей спо­ собности после окончания этих процессов, на которые требуется

значительное время. Для глинистых грунтов площадок массового строительства г.Перми процесс увеличения несущей способности длится 45-50 дней.

На забивку свай, подготовительные работы, устройство рост­ верка ухбдит значительное время, за которое, по существу, закан­ чиваются процесс консолидации и тиксотропное упрочнение пф дав­ лений, возникающих при погружении свай. Поэтому при изучении процесса консолидации глинистых грунтов вокруг свай необходимо рассматривать два периода:

1) консолидацию и тиксотропное упрочнение грунта вокруг свай от давлений, возникающих в результате погружения свай;

2) консолидацию грунта в активной зоне от переменной нагруз­ ки на сваи в период строительства и постоянной нагрузки после сдачи в эксплуатацию.

Поровое давление измеряли при помощи специальной тензосваи. Опыты проводили в глинистых грунтах нарушенной и ненарушен­

ной структуры различной консистенции (текучепластичной, мягко­ пластичной, тугопластичной и полутвердой). Степень водонасыщения находилась в интервале 0 ,8 5 -1 ,0 . На первом этапе исследовали

Опыты с грунтом нарушенной структуры проводили в лотке шириной

слой песка. На практике часто встречаются случаи залегания на не­ которой глубине под сваями песчаных и гравилистых грунтов. Поэто­ му принятая схема соответствует реально возможным. Затем уклады­ вали глинистый грунт заданной консистенции, полученный в резуль­ тате перемешивания порошка с дистиллированной водой, слоями 1015 см с уплотнением до заданной плотности. Одновременно уклады­ вали месдозы для замера порового и общего давлений на различном расстоянии от свай и под сваями в активной зоне. Б горизонталь­ ном направлении от свай месдозы устанавливали горизонтально и

напряжение и их изменения при погружении свай, отдыхе и испы­ таниях. Для-обеспечения фильтрации воды в горизонтальном направ­ лении после погружения свай по боковым граням лотка укладывали несколько слоев фильтрацион­

жения (первый период). Основа­ нием служил текучепластичный суглинок ненарушенной структуры с

объемным весом 1&Ът/м3 , числом пластичности 16, коэффициен­ том пористости 0,65 , показателем консистенции 0,76 , структур­ ной прочностью 0,11 кг/см2 , коэффициентом фильтрации.1,23* Ю“8 см/сек.

По мере уменьшения порового давления увеличивались силы трения по боковой поверхности, которые в начальный момент после погружения свай были практически равны нулю (см.рис.20). Процесс консолидации грунта после забивки свай длился 25-30 дней.

Исследования показали, что в результате погружения свай происходит разрушение структуры. После погружения свай наблюда­ лось тиксотропное упрочнение - восстановление и возникновение новых структурных связей, вследствие увеличения из количества в единице объема при уплотнении грунта сваями и упрочнения грун­

та под действием возникших напряжений. После окончания процессов

&- изменение во времени сил трения по боковой поверхности свай;

□ - изменение структурной прочности

Исследование процесса консолидации глинистых грунтов во­ круг свай и в активной зоне" позволит принять исходные данные и граничные условия при расчете осадок ленточных свайных фун­ даментов во времени при их работе в грунтах различной консис­ тенции.

ложенной внутри полупространства, разработаны методы расчета осадок одно-, двух- и трехрядных свайных фундаментов. Эти мето­ ды учитывают такие важные факторы, как глубину приложения на­ грузки и вид эпюр передачи ее через боковую поверхность свайного фундамента и в плоскости острия свай, размеры фундамента, коэф­ фициент бокового расширения грунта, напряжения и деформации во всей активной зоне.

Для практического пользования составлены на ЭЦВМ таблицы» номограммы, позволяющие с минимальными затратами времени опре-

делить осадку ленточных свайных фундаментов. Сравнение расчетных осадок с фактическими показывает, что методы позволяют рассчиты­ вать осадку однорядных.и многорядных свайных фундаментов с доста­

точными свайными фундаментами (с учетом глубины приложения на­ грузки), дает возможность рассчитывать напряжения во всей актив­ ной зоне, проверять прочность слоя грунта более слабого по несу­ щей способности, чем вышележащий слой. Кроме того, он позволяет учитывать взаимовлияние рядов свай, что особенно важно для круп­ нопанельных зданий, имеющих большое количество поперечных рядов свай.

Для практических расчетов составлены таблицы коэффициентов в зависимости от приведенной ширины фундамента, величины коэф­

фициенте бокового расширения, глубины рассматриваемой точки. Срав­ нение расчетных напряжений с экспериментальными данными показало, что при определении напряжений без-учета глубины приложения на­ грузки получаются завышенные значения, а при учете ее эксперимен­ тальные данные имеют незначительные расхождения с расчетными.

ках. При разработке методов расчета осадок свайных фундаментов во времени использована феноменологическая теория наследственной ползучести, грунт рассматривался как однокомпонентная система Дается методика определения параметров,'характеризующие скорость осадок свай во времени. Сравнение расчетных осадок во времени с экспериментальными данными и с результатами многолетних наблюде­ ний за зданиями на однорядных свайных фундаментах показало, что разработанные методы позволяют прогнозировать сксрость осадок ленточных свайных фундаментов.

Излагаются некоторые результаты исследования процесса кон­ солидации глинистых грунтов вокруг свай.

^.Внедрение раэработанных методов расчета осадок ленточных свайных фундаментов в практику проектирования позволит рассчиты­ вать эти фундаменты по предельным состояниям и давать более эко­ номичные решения.

тикальной нагрузки и определение перемещений грунта вокруг свай. Сб."Основания, фундаменты и подземные сооружения". НИИоснований, 1967.

4.Б а р в а ш о в В.А. Метод расчета жесткого свайного ростверка с учетом взаимного влияния свай. "Основания, фундамен­ ты и механика грунтов", 1968, №3.

5.Б а р т о л о м е й А.А. Экспериментальные исследования по определению осадок свайных фундаментов при однорядном распо­ ложении свай. (Л. "Вопросы строительства", Пермь, 1964.

6.Б а р т о л о м е й А.А. и др. Расчет фундаментов по предельным состояниям - путь повышения технико-экономических по­ казателей р строительстве. Пермь, 1965.

7.Б а р т о л о м е й А .А. Практический, метод определения осадки однорядных свайных фундаментов. "Техническая информация", №31, Главвападуралстрой, Пермь, 1964.

8.Б а р т о л о м е й А.А. Расчет осадок однорядных свай­ ных фундаментов. "Материалы по проектированию сложных фундамен­ тов и оснований и по производству изысканий". Фундаментпроект, 1967.

9. Б а р т о л о м е й А.А., Г у с м а н С.Я. Теоретичес­ кий метод определения осадки однорядных свайных фундаментов. Уче­ ные записки. Математика, т.131, ПГУ, 1966.

грунта и распределение напряжений под сваями ленточных свайных фундаментов. Сб."Вопросы строительства", Пермь, 1969.