7.4. Особливості розрахунку осідання основи пальового фундаменту

При розрахунку основи пальового фундаменту виходять з того, що палі разом з основою зазнають вертикальних деформацій під дією навантажень від будівлі. Розрахунок ведеться за другою групою граничних станів, за деформаціями. Отже, при цьому визначають вертикальну складову навантажень, що діють на площині, яка проходить через нижні кінці паль. Таке спрощення, в розумінні характеру деформації основи, отримало назву – „побудова умовного масивного фундаменту”, що охоплює об’єм пальового фундаменту з урахуванням поширення напружень від паль в сторони. Для побудови нашого „умовного фундаменту” від бічної поверхні паль крайнього ряду, починаючи від рівня підошви ростверку, проводять лінії під кутом  = _ІІmt / 4 до перетину з площиною, що проходить через нижні кінці паль (так знаходять точки В і D на лінії ВD). Кут внутрішнього тертя приймають середньовиваженим, а формула для його визначення має вигляд:

,

де  h_i = – розрахункова довжина палі, що по бічній поверхні контактує з окремими шарами ґрунту, які мають товщину h_i.

Тоді ширина „умовного фундаменту” в межах ВД складе:

b_y = b + 2 tg (φ_ІІ.mt / 4).

Проводимо вертикальні площини (лінії АВ і СD), що проходять через точки В і D до поверхні. Повне навантаження на підошві фундаменту визначається як:

N^II = N^II + G_f^II + G_r^II + G_s^II + G_p^II,

де N^II – навантаження на верхньому обрізі фундаменту;

G_f^II + G_r^II – вага фундаментної частини і плитного ростверку;

G_s^II – вага грунту в межах об’єму умовного фундаменту, яка визначається в межах АВСD, за винятком об’єму ростверку і верхньої частини фундаменту.

Вага всіх паль G_p^II може і не враховуватись (особливо для набивних, буронабивних і буроін’єкційних), оскільки прибавка в вазі для такого об’єму не є вирішальною.

Визначають середній тиск на підошві „умовного фундаменту”:

.

Умова дозволяє виконувати розрахунок S за методом пошарового підсумовування. Розрахунковий опір R визначають, підставляючи d₁ = d; d_b = 0, а b = b_y.

Для стрічкового фундаменту величина – довжина, визначається як і ширина b_y. Для стрічкового фундаменту розрахунок ведуть на 1 пог. м.

Розрахункова схема умовного фундаменту подана на рис. 43.

Розрахункова схема для визначення осідань складається до цього фундаменту, як і для стрічкового (як приклад див. рис. 42). Порядок розрахунку осідання для фундаменту АВСD такий же, як і для стовпчастих фундаментів (див. п.7.2 посібника). Перевіряють виконання умови S < S_u.

Рис. 43. Схеми до розрахунку осідання пальового фундаменту:

а – при пальовому кущі; б – при розташуванні паль по колу (наприклад, для водонапірної вежі)

7.5. Розрахунок осідання основи при підвищенні рівня ґрунтових вод (підтопленні основи)

За прогнозними розрахунками на майданчику, що розглянутий в п.7.3, рівень ґрунтових вод підніметься до глибини 2.3 м від поверхні. Це означає, що величина _zg, починаючи з ІГЕ-2 і нижче, зміниться. Так як нижня границя стисливої зони заглибиться, зміниться і розрахункова схема. Епюра _zр залишиться без змін. Відповідно до цього попередньо виконаємо визначення _zg.і:

а) _zg.0 = 18.66 кПа (залишається без зміни);

б) на рівні ґрунтових вод (Н_WL = 2.3 м):

кПа;

в) на підошві ІГЕ-2 з урахуванням сили виважування у воді (_W = 19.4 – 9.81 = 9.59 кН/м³):

кПа;

г) на підошві пісків ІГЕ-3 з урахуванням водонасичення на всю товщу (h_w = 1.8+2.0 = 3.8 м), при _w = 19.6 – 9.81 = 9.79 кН/м³:

кПа;

д) на покрівлі глини ІГЕ-4: кПа;

е) на рівні підошви ІГЕ-4: кПа.

Заповнюємо таблицю (див. табл. 54) розрахунку осідання для цього випадку за методикою, наведеною вище.

Таблиця 54