Расчет осадки комбинированных свайно-плитных фундаментов

7.4.10 Для уменьшения общей и неравномерной осадки сооружений с большой нагрузкой на фундамент следует при проектировании рассмотреть вариант устройства комбинированного свайно-плитного (КСП) фундамента.

В практике наибольшее применение нашли буронабивные сваи диаметром 0,8 - 1,2 м, возможно также применение забивных свай квадратного сечения.

Длину свай следует принимать от 0,5B до B (B - ширина фундамента), расстояние между осями свай a = (5 - 7)d и более.

Таблица 7.19

Число сваи n	Значения коэффициента Rs
	l/d = 10; λ = 100				l/d = 25; λ = 1000				l/d = 50; λ = 10000
	a/d				a/d				a/d
	3	5	7	10	3	5	7	10	3	5	7	10
4	1,40	1,30	1,20	1,10	2,45	2,00	1,80	1,70	2,75	2,25	2,00	1,80
9	2,25	2,00	1,90	1,80	3,90	3,25	2,90	2,65	4,35	3,55	3,15	2,85
16	2,85	2,50	2,35	2,25	4,90	4,10	3,65	3,30	5,50	4,50	4,00	3,60
25	3,30	3,00	2,75	2,60	5,60	4,75	4,25	3,90	6,50	5,25	4,70	4,25
36	3,70	3,30	3,10	2,90	6,40	5,35	4,80	4,30	7,20	5,85	5,25	4,70
49	4,00	3,55	3,30	3,15	6,90	5,75	5,10	4,70	7,75	6,35	5,60	5,10
100	4,70	4,20	4,00	3,70	8,20	6,80	6,10	5,50	9,20	7,50	6,70	6,00
196	5,40	4,80	4,50	4,25	9,35	7,75	7,00	6,35	10,50	8,60	7,65	6,90
400	6,15	5,50	5,10	4,85	10,60	8,85	7,90	7,20	12,00	9,80	8,70	7,80
1000	7,05	6,30	6,00	5,55	12,30	10,00	9,15	8,25	13,80	11,25	10,05	9,00
Примечания 1 В каждом столбце при других значениях n коэффициент Rs определяют по формуле Rs(n) = 0,5Rs(100)lg n. 2 Таблица составлена для свайных кустов квадратной формы. Для кустов прямоугольной формы число свай n принимают равным квадрату числа свай по короткой стороне фундамента.

Метод расчета осадки таких фундаментов основан на совместном рассмотрении жесткости свай и плиты. В этом расчете, когда в работу включается плита, приблизительно принимают на сваи 85 % общей нагрузки на фундамент, на плиту - 15 %.

7.4.11 Расчет осадки КСП фундамента производят на основе определения частных значений жесткости всех свай и ростверка, коэффициента их взаимодействия и коэффициента жесткости всего фундамента:

а) жесткость всех свай K_p определяют по формуле

K_p = K₁n/R_s, (7.38)

где K₁ - жесткость одной сваи, определяемая как отношение нагрузки на сваю к ее осадке

K₁ = P₁/s₁ = E_SLd/I_s (см. формулу (7.35);

n - общее число свай в фундаменте;

R_s - см. таблицу 7.19;

б) жесткость плиты K_c определяют по формуле

(7.39)

где E_s - средний модуль деформации грунта на глубине до B, м (B - ширина плиты), кПа;

A - площадь плиты (A = BL, где L - длина плиты, м), м²;

v - коэффициент Пуассона грунта;

m₀ - коэффициент площади, зависящий от отношения L/B:

L/B	1	2	3	5	10
m0	0,88	0,86	0,83	0,77	0,67

в) общую жесткость КСП фундамента K_f вычисляют по формуле

K_f = K_p + K_c. (7.40)

7.4.12 Осадку КСП фундамента вычисляют по формуле

s_f = ΣP/K_f. (7.41)

При этом часть нагрузки, воспринимаемой сваями, составит

P_p = (K_p/K_f)ΣP, (7.42)

а часть нагрузки, воспринимаемой плитой, составит

P_c = K_c/K_fΣP, (7.43)

7.4.13 Определение расчетных показателей КСП фундамента производят методом последовательных приближений:

а) имея площадь ростверка здания A и задавшись расстоянием между сваями a порядка (5 - 7)d, находим число свай в фундаменте

n = A/a²; (7.44)

б) при максимально допустимой осадке свайного фундамента s_ф расчетная осадка одиночной сваи s₁ равна

s₁ = s_ф/R'_s, (7.45)

где в первом приближении принимают значение R'_s по таблице 7.19, имея значения n и a при l/d = 25 и λ = 1000;

в) определяют расчетную нагрузку на сваю P₁ по формуле

P₁ = E_SLds₁/I'_s, (7.46)

где значение I'_s принимают по таблице 7.18, которое в первом приближении при принятом значении R'_s равно I'_s = 0,10;

г) определяют расчетную нагрузку на одиночную сваю свайного фундамента P₁^наг, приходящуюся от внешней расчетной нагрузки на фундамент (ΣP). При этом принимается, что сваи воспринимают 85 % ΣP

P₁^наг = 0,85ΣP/nR'_s. (7.47)

Полученное расхождение между значениями P₁ и P₁^наг указывает направление уточнения расчета глазным образом за счет изменения значения n с включением в расчет фактических значений l/d и λ.

Выполненные расчеты осадки КСП фундаментов рекомендуется дополнительно проверить на осадку как условного фундамента.

7.4.14 При расчете КСП фундамента жесткого ростверка следует учитывать, что в результате перераспределения нагрузок нагрузка на крайние ряды свай, особенно на угловые, значительно выше средней нагрузки на сваю в фундаменте, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

Для зданий и сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать нагрузки на сваи в ростверке в зависимости от средней нагрузки на сваю в фундаменте P_ср: в крайних рядах - P_к = 2P_ср, в том числе на угловых сваях - P_у = 3P_ср.