Розрахунок несучої здатності палі з глибиною за спрощеною схемою

Номер розрахункової точки	Номер ІГЕ	Глибина до розрахункової точки від поверхні, м	Товщина розрахункового шару (ІГЕ), м	Розрахунко-вий опір ґрунту, кПа		Несуча здатність палі по нижньому кінцю палі, FdR, кН	Середня величина fі, кПа, в межах розрахункового шару	Несуча здатність по бічній поверх-ні палі, Fdf, кН		Несуча здатність палі, Fd, кН	Допустиме розрахункове навантаження на палю, Fd.g, кН	Частка несучої здатності, %, що приходиться на нижній кінець палі	Розрахункове навантаження, що приходиться на 1 м3 палі, Fd.gI, кН/м3
				під нижнім кінцем палі, R	по бічній поверхні палі, fi			в межах розрахункового шару	повна
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

Розглянемо хід дослідження несучої здатності на прикладі, використовуючи ґрунтові умови, що наведені вище. Приймаємо для дослідження забивні палі перерізом 300300 мм та 350350 мм. Коефіцієнти _с = 1.0, _cR = 1.0 i _cf = 1.0 (див. табл.38 – заглиблення палі дизель-молотом за звичайних умов).

Для палі перерізом 300300 мм: А =0.30.3 = 0.09 м², u = 40.3 = 1.2 м, а для палі 350350 мм: А =0.350.35 = 0.1225 м², u = 40.35 = 1.4 м. Тоді відповідно спрощені формули будуть мати вигляд:

а) для палі перерізом 300300 мм:

F_dR = 0.09R ,кН; F_df = 1.2f_ih_i, кН;

б) для палі перерізом 350350 мм:

F_dR = 0.1225R ,кН; F_df = 1.4f_ih_i, кН.

Будуємо загальну розрахункову схему, на якій приводимо в масштабі шари ґрунтів (вказуємо основну назву ґрунту та показник текучості I_L для глинистих ґрунтів), наносимо контур котловану (глибина h_k = 0.8 м) та показуємо одиночну палю (її довжина буде змінюватися в межах всієї товщі, а на схемі нижній кінець палі залишаємо в середині ґрунтової товщі) – див. рис.33. Тут же залишаємо місце для побудови епюр.

Розрахунки виконуємо в табличній формі (див. табл. 44).

Розрахункові точки приймаємо на рівні покрівлі та підошви кожного шару (ІГЕ), починаючи з рівня дна котловану (точка 1). Фактично на площину розмежування шарів приходяться дві точки, що як завгодно близько підходять до неї з боку кожного шару ґрунту. Відповідно до цього проставляємо дані в стовпцях 1, 2, 3 і 4 таблиці.

Визначення розрахункового опору ґрунту R_i розглянемо окремо.

Враховуючи вид і стан ґрунту та глибину розрахункової точки від поверхні (див. стовпчик 3 в таблиці), знаходимо за табл. 39 за інтерполяцією розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем забивної палі R, кН:

а) для ІГЕ-1 – рослинного шару ґрунту, як такого, що не має реальної несучої здатності:

• точка 1 - h = 0.8 м, R₁ = 0;

• точка 2 - h = 1.0 м, R₂ = 0.

Примітка: в цілому до глибини 3.0 м визначення R є умовним, так як палі довжиною менше 3.0 м не влаштовують, розраховувати їх несучу здатність таким чином не можна.

б) для ІГЕ-2 – супіску пластичного з I_L = 0.40 (в табл. 39 використовуємо величини, що наведені в знаменнику):

• точка 3 - h = 1.0 м. Умовне визначення (h < 3 м) з екстраполяцією:

400 кПа;

• точка 4 - h = 3.4 м. По інтерполяції:

1360 кПа.

Примітка: для глинистих ґрунтів з I_L, що не відповідає табличним значенням, інтерполяцію R проводять не тільки за глибиною, а й по I_L.

в) для ІГЕ-3 – піску дрібного, середньої щільності (використовуємо величини, що приведені в табл. 39 в чисельнику):

• точка 5 - h = 3.4 м. За інтерполяцією:

2040 кПа;

• точка 6 - h = 6.8 м:

2380 кПа.

Примітка: як вказано вище, для щільних пісків табличні значення R збільшуються: якщо стан пісків за щільністю визначався за даними статичного зондування – на 100%, за іншими методами – на 50%. При цьому величина R не повинна перевищувати 20 000 кПа.

г) для ІГЕ-4 – суглинку тугопластичного з I_L = 0.3 маємо:

• точка 7 - h = 6.8 м:

3250 кПа;

• точка 8 - h = 15.0 м: 4000 кПа.

Розрахунковий опір по бічній поверхні забивної палі f_і, кПа, визначаємо за табл. 40 в залежності: від глибини до середини розрахункового шару (ІГЕ) від поверхні; виду та стану ґрунту (в даному випадку до розрахункової точки):

а) для ІГЕ-1 (див. пояснення при визначенні R для цього шару ґрунту):

• точка 1 - h = 0.8 м, f₁ = 0;

• точка 2 - h = 1.0 м, f₂ = 0.

б) для ІГЕ-2 – супісок з I_L = 0.40:

• точка 3 - h = 1.0 м, f₃ = 15 кПа;

• точка 4 - h = 3.4 м, 25.4 кПа.

Примітка: величину f для супісків і суглинків з коефіцієнтом пористості e < 0.5 та глин з e < 0.6 потрібно збільшувати на 15%.

в) для ІГЕ-3 – пісок дрібний, середньої щільності:

• точка 5 - h = 3.4 м, 36.2 кПа;

• точка 6 - h = 6.8 м, 42.8 кПа.

Примітка: для щільних пісків отримані величини f збільшують на 30%.

г) для ІГЕ-4 – суглинок з I_L = 0.3:

• точка 7 - h = 6.8 м, 42.8 кПа;

• точка 8 - h = 15.0 м, f₈ = 51 кПа.

З урахуванням раніше зроблених зауважень (див. пояснення до табл. 39 і 40), потрібно мати на увазі, що в разі проведення планувальних робіт, розрахункові глибини необхідно відкоригувати.

Отримані дані R та f відтворимо в табл. 45 та виконаємо подальші розрахунки в такому порядку:

1. В стовп. 7 заносимо F_dR, що визначені за формулою ;

2. Товщину шару, як різницю глибин підошви та покрівлі, записуємо для середини шару в стовп. 3. На цьому ж рівні проставляємо середню величину f_i в стовп. 8, як півсуму значень у крайніх точках шару зі стовп. 6;

3. Дані в стовп.9 визначаємо як 1.2f_ih_i, а в стовп. 10 – як їх суму. При цьому несуча здатність на бічній поверхні плавно зростає і в точках сусідніх шарів, що межують, F_df залишається постійною;

4. Підсумовуємо F_dR (стовп. 7) та F_df (стовп. 10) і заносимо величину F_d до стовп. 11;

5. Поділивши F_d на _k = 1.4, записуємо F_d.g в стовп. 12;

6. За формулою визначаємо долюF_dR від загальної величини несучої здатності палі F_df (стовп. 13);

7. Для оцінки ефективності роботи палі визначаємо F_df^І (формули ,V_p = A, L_p = A (h_i + )). Величина  = а = 300 мм. Цей результат заносимо до стовп.14.

За даними табл. 45 будуємо епюри зміни R, f, F_dR, F_d, F_d.g, F_dR,F_d, F_d.g^I (див. рис.33). Після цього таким же чином розглядаємо зміну цих показників з глибиною для забивної палі перерізом 350х350 мм. Величини, що записані в стовпчиках 1…6 і 8 табл. 45 залишаються постійними. Інші величини розраховуємо з урахуванням геометричних розмірів палі і заносимо до табл. 46.

За приведеними даними будуємо на геологічному перерізі для вибраної раніше точки (ділянки) графіки зміни R, f, F_dR, F_df, F_d, F_d.g = N_p, %F_dR, F_d.g^I з глибиною (див. рис. 34).

Таблиця 45