Братанов диссертация. 1 Подрабатываемые территории 9 Общие данные 9
 Скачать 3.69 Mb.
|
 Содержание Введение 8 1 Подрабатываемые территории 9 1.1. Общие данные 9 1.2. Мероприятия и меры по защите от влияния горных подработок. 12 1.3. Расчет и проектирование свайных фундаментов 21 1.4. Расчет сваи с жесткой и шарнирной заделкой голов в высокий и низкий ростверки на горизонтальные перемещения и нагрузки 22 1.5. Расчет несущей способности сваи на вертикальную нагрузку 32 2 Архитектурно-строительные решения 36 2.1. Исходные данные 36 2.2. Генеральный план 36 2.3. Архитектурно-планировочные решения 39 2.4. Конструктивные решения 39 2.5. Технико-экономические показатели 42 Основания и фундаменты 44 2.6. Исходные данные 44 2.7. Сбор нагрузок 45 2.8. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю 47 2.9. Расчет осадки свайного фундамента 48 3 Моделирование возможной деформации грунтового массива при наличии пустот 51 3.1. Инженерно-геологических условий площадки строительства 51 Введение В настоящее время строительство-бурно развивающийся сегмент мировой экономики. Важным аспектом строительства является необходимость застройки сложных инженерно-геологических участков в том числе на сильно просадочных, а так же на подрабатываемых территориях. Этот факт обуславливает необходимость более детального исследования взаимодействия здания с грунтовым массивом, в объеме которого возможно образование пустот. Территория Ростовской области, в том числе и город Ростов на Дону, является Наиболее важным деформационным воздействием на сваи является горизонтальное смещение грунта. Возникающие в оголовке сваи реакции нагрузки в виде горизонтальных сил и изгибающих моментов передаются на опорную конструкцию, которая помимо распределения вертикальных нагрузок на сваи работает в горизонтальной плоскости как железобетонный фланец фундамента. Для уменьшения дополнительных усилий в балке от влияния горизонтальных смещений, проектные смещения грунта следует уменьшать путем разрезки зданий на камеры, использовать схемы в соответствии с требованиями соединения головы сваи с несущей конструкцией - шарнирные и через швы скольжения, а также в свайных фундаментах с высокой надстройкой используются сваи с низкой изгибной жесткостью. Основным способом учета неравномерных осадок в сложных грунтовых условиях является устройство осадочных швов с разрезом здания на отдельные блоки. Для повышения жесткости и долговечности здания, дополнительно армируют конструкции, увеличивают площади контактов сборных элементов, устраивают стыки, равнопрочные с соединяемыми элементами, усиливают стены непрерывными армированными поясами и т.д. При использовании фундамента в виде сплошной плиты, рекомендуется использовать скользящий шов. В местах, где плита примыкает к фундаменту под технологическое оборудование, устраивают зазоры, ширина которых определяется расчетным путем. Эти зазоры, как правило не превышают 50 мм (рис. E. 2). Глава 1. Подрабатываемые территории. Общие сведения. Подрабатываемая территория-место, подвергающаяся влиянию подземных горных работ по добычи природных ископаемых, в результате которого возможны возникновения неравномерных оседаний земной поверхности и сдвижения грунта. Основания зданий и сооружений, которые возводят на подрабатываемых территориях, должны проектироваться с учетом неравномерного оседания, которое сопровождено горизонтальными деформациями сдвигающегося грунта в результате производства работ с ним. Параметры деформаций земной поверхности, в том числе кривизна, её горизонтальные перемещения и наклоны, должны учитываться согласно СП 21.13330. Эти параметры обязаны учитывать при назначении расчетных значений характеристик грунта. В зданиях и сооружениях деформации фундаментных и наземных элементов вызывает неравномерная просадка, которая отражается в виде смещения элементов в соединительных конструкций и стыков, а также трещин в сплошных плоскостных конструкциях, приводящие в дальнейшем к обрушению зданий. Крупнопанельные и здания с жестким каркасом особенно чувствительны к неравномерным осадкам. Деформации земной поверхности могут также проявиться в виде уступов, трещин , провалов или в виде плавных оседаний. Принципы проектирования оснований и фундаментов в зонах подработки. В зависимости от максимальных значений интенсивности прогнозируемых деформаций земной поверхности по СНиП II-8-78 [3], подрабатываемые территории разделяются на четыре группы (например, для третьей группы ε = 3÷5 мм/м, R = 12÷7 км, i = 5÷7 мм/м); территории, на которых появляются уступы, тоже делятся на четыре группы (например, для третьей группы высота уступа h = 5÷10 см). Коэффициенты условий работы γс и перегрузки γf используют для расчета значений относительных горизонтальных деформаций земной поверхности: ε = εmaxγfγc, (1) где εmax — ожидаемые макс. деформации земной поверхности на участке здания. При расчете конструкции обычно применяется принцип независимости влияния горизонтальных деформаций, кривизн и градиентов в результате деформаций на поверхности Земли. Движение грунта относительно основания (рис. 1) вызванная горизонтальными деформациями определяется по формуле Δl = xε, (2) где x - расстояние от центральной оси отсека, от блока пространственной жесткости или от центральной колонны до секции фундамента бескаркасного здания или до колонны рассматриваемого каркасного здания. Воздействие неравномерных грунтовых отложений, вызванных естественной неоднородностью грунта, не сочетается с воздействием кривизны основания, вызванной подработкой, поскольку подработка происходит после стабилизации строительных отложений во время эксплуатации зданий. Участок состоит из просадочных грунтов, сооружений, зданий, которые должны быть спроектированы с учетом возможного общего влияния деформаций подземного мира или спуска с них. В материалах инженерно-геологических изысканий также должны учитываться изменения физико-механических свойств грунта вследствие изменения гидрогеологических условий, вызванных опусканием земной поверхности, оползнями, каплями воды и т.д.   Расчетные значения прочности φ и c и деформации Е0 грунта из-за деформации земной поверхности принимаются такими же, как и стандарты с коэффициентом достоверности yg = 1 грунта. Фундаменты сооружений, возводимых в строящихся районах, могут быть спроектированы таким образом, чтобы горизонтальная деформация основания основывалась на жестких, гибких или комбинированных конструктивных планах, пружинных соединениях между фундаментами железобетонных базовых поясов, плит, колонн, горизонтального скользящего шва и т.д. Здания имеют жесткую конструктивную систему (после поясов перекрытий, а также замкнутого пояса фундамента), при определении конструкции фундамента грунта относительные условия работы γc2 включаются в соответствии с таблицей 1 в зависимости от соотношения длины здания (или отсека) L к конструктивной высоте H, рассчитанной от основания фундаментов. ТАБЛИЦА 1. КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ γc2
Предельное давление на уровень грунта крыш зданий и сооружений башенного типа и отдельных фундаментов промышленных зданий рассчитывается с учетом уклонов земной поверхности. Это давление не должно превышать 1,4R (под углом 1,5R), а общая нагрузка не должна выходить за пределы сечения ядра. С учетом повышенного давления на основание, ширина подошвы бетонного и железобетонного фундамента должна быть установлена не менее 25 см, в случае других материалов - не менее 40 см. При добыче полезных ископаемых методом подработки под застраиваемыми территориями возникают сдвижения ГП (горных попрод), которые вызывают деформации оснований сооружений, приводящие, в свою очередь, к смещениям фундаментов. Эти сооружения сначала испытывают растяжение в горизонтальном направлении, а затем и сжатие. Поскольку при сдвижении грунтов в основании наблюдается горизонтальные смещения и значительная просадка, то проектировать фундаменты таких сооружений и надземные несущие конструкции необходимо с учетом возможных взаимных смещений отдельных их частей. С этой целью все несущие конструкции делают с уменьшенной чувствительностью к неравномерным осадкам. Наилучшего благоприятного эффекта добиваются разрезкой зданий осадочными швами на отсеки простой конфигурации и армированием кладки стен поясами. Опоры плит и балок перекрытий, а также перемычек удлиняют, чтобы при расхождении стен и появлении трещин не произошло обвалов. Для того, чтобы уменьшить горизонтальное давление на боковые грани фундаментов, перед возникновением сдвига ГП, рекомендуется делать вблизи фундаментов узкие прорези, заглубленные на 15-20 см. ниже их подошвы, так как горизонтальное давление может возрасти до пассивного отпора грунта. 1.2.Мероприятия и меры по защите от влияния горных подработок. К основным мероприятиям, которые снижают неблагоприятные воздействия деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений, относятся:  Проектирование зданий и сооружений, которые предназначены для строительства в зонах подрабатываемых территорий (мест где проводят или будут проводить подземные горные изыскания) рекомендуется осуществлять по требованиям СНиП II-8—78 «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях». Довольно часто возводят здания в районах добычи угля. Горные выработки оказывают негативное влияние на конструкции зданий, которые находятся над ними, из-за чего становятся неизбежными просадки дневной поверхности. Меры по защите зданий от влияния горных подработок можно разделить на горные и конструктивные строительные (специальные). Воздействиями от подработки, которые учитываются при проектировании зданий и сооружений, являются деформации и сдвижения земной поверхности, которые делят на следующие основные виды: кривизна, оседание и наклон. Элементы сооружений и зданий, предназначенных для строительства на рабочих местах подработки, должны соответствовать требованиям расчета по потере несущей способности или полной неработоспособности (первая группа предельных состояний) и негодности нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний). В соответствии со СНиП II-8-78 прочность, устойчивость и эксплуатационная надежность зданий и сооружений, проектируемых в зонах подработки, должны обеспечиваться надлежащим расположением зданий и сооружений по отношению к смещению земной поверхности, снижением деформации земной поверхности с помощью мер горной защиты и специальных строительных (конструктивных) мероприятий. Меры по добыче полезных ископаемых заключаются в том, что предохранительные целики ископаемого оставляют под зданиями, заполняют выработанное пространство пустыми породами или используют специальные методы извлечения минерала, уменьшая влияние деформаций основания на здание. Строительные (конструктивные) меры снижают дальнейшие усилия в конструкциях зданий, возникшие во время подработки. Основные проектные мероприятия включают в себя разделение зданий на отсеки, повышение проектной устойчивости основания, снижение постоянных нагрузок и использование рациональных строительных схем. Конструктивные меры должны приниматься на основе принципа податливости или принципа жесткости. В первом случае жесткость и прочность должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить поглощение дополнительных усилий в конструкциях без какой-либо остаточной деформации. Для повышения жесткости зданий, во-первых, необходимо повысить жесткость и прочность элементов их конструкций (например, за счет уменьшения проемов, использования более прочных армированных материалов, введения надежных связей между элементами); во-вторых, использование в зданиях рациональных конструктивных систем, повышающих их общую жесткость. Во втором случае защита (по принципу податливости) осуществляется с учетом того, что конструкции следуют деформациям земной поверхности как в вертикальных, так и в горизонтальных плоскостях, без возникновения опасных напряжений и чрезмерной деформативности элементов (швов, уклонов, смещений элементов конструкций). Чем более гибкие и податливые несущие конструкции, тем меньше напряжений испытывает основание при неравномерной деформации. В то же время необходимы строгие меры для обеспечения пространственной стабильности в зданиях. Здания могут быть спроектированы полностью по принципу жесткости или податливости, но иногда целесообразно использовать комбинированную систему защиты (например, от влияний горизонтальных деформаций – по принципу податливости, а от неравномерных осадок – по принципу жесткости). СНиП II-8-78 регулирует проектирование строительных конструкций независимо от их назначения и применения в промышленном, жилищном и других видах строительства, с учетом мер по смягчению последствий подработок. При проектировании объектов с жесткой конструктивной схемой, например, для строительных мер защиты является необходимым предусмотрение усиления несущих конструкций, совмещающих их в пространственно-жесткие блоки, а также установку фундаментных и поэтажных железобетонных поясов, распорок фундамента, фундаментов в виде сполошных ж/б плит, балок-стенок, перекрестных балок и т.д. При проектировании объектов податливой конструктивной системы в качестве строительных защитных мероприятий необходимо производить разделение зданий и сооружений на отсеки (части) с устройством деформационных швов между ними, устройство швов скольжения в шарнирных фундаментных конструкциях, шарнирно-подвижных стыков и сопряжений несущих и ограждающих конструкций, уменьшение жесткости колонн и несущих бескаркасных стен. Если использовать комбинированную конструктивную схему, то надземная часть здания должна быть с использованием жесткой схемой, а подземная часть- с податливой (или наоборот). При разделении зданий и сооружений на отсеки необходимо учитывать их конфигурацию в плане (предпочтительней простой форме), интенсивность деформации земной поверхности и конструктивные характеристики. Высота зданий и сооружений внутри отсека необходимо принимать одинаковой, если это возможно, с учетом условий симметричного распределения нагрузок и привязки основных несущих конструкций к осям данного объекта. Деформационные швы должны разделять смежные части зданий и сооружений по всей высоте, включая крышу и, как правило, фундаменты. Особенно важным элементом для обеспечения жесткости и устойчивости здания, это усиление несущих стен здания железобетонными поясами, расположенными на уровне цоколя, а также на всех перекрытиях. В кирпичных зданиях такие пояса обычно делают на всю толщину стены и к ним крепятся панели перекрытий. В зданиях, состоящих из крупных блоков, по всему периметру отсека создают пояса путем надежного соединения поясных блоков. Используя податливую схему, проектируют каркасные здания, которые имеют большие размеры в плане, и имеют малую собственную жесткость. Здания с металлическим каркасом применяют в местах со значительными деформациями земной поверхности. Комбинированная схема может использоваться в зданиях с каркасом и без. Каркасные здания решаются в виде связевых, рамно-связевых и рамных систем. Фундаменты, работающие в сложных геологических условиях под напряжением, с горизонтальными скользящими швами между отдельными элементами выполняют в зданиях с податливой схемой. Шов скольжения состоит из двух слоев пергамина с промежуточным слоем измельченного графита, щипаной слюды или инертной пыли. Скользящий шов, отделяющий надземную от подземной части здания, расположен в горизонтальной плоскости над подушкой фундамента, а в зданиях оборудованных подвалом- расположен под перекрытием подвала или технического подполья. Защитный пояс предусматривают над скользящим швом. Для защиты от перекосов и уменьшения влияния горизонтальных деформаций основания устанавливают связи-распорки. Их можно разместить на одном или двух уровнях фундамента параллельно (рис. 2 а).  Рис. 2. Конструктивные элементы зданий, возводимых на подрабатываемых территориях: а - схема устройства шва скольжения и связей-распорок; б - схема устройства сплошной фундаментной плиты со швом скольжения; в - крепление подкрановой балки к колонне; 1 - бетонная или железобетонная подушка; 2 - шов скольжения; 3 - связь-распорка; 4 - фундаментная плита; 5 - фундамент под оборудование; 6 - деформационный шов; 7 - анкер; 8 - величина возможного подъема подкрановой балки; 9 - то же горизонтального смещения. При использовании фундамента в виде сплошной плиты, рекомендуется использовать скользящий шов. В местах, где плита примыкает к фундаменту под технологическое оборудование, устраивают зазоры, ширина которых определяется расчетным путем. Эти зазоры, как правило не превышают 50 мм (рис. E. 2). В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, при отсутствии поперечных распорок, между фундаментом предусматривают регулировку подкрановых путей (рельсов и балок) в горизонтальной плоскости, а при ожидаемом уклоне подкранового пути (более 6 мм/м - в продольном направлении и 4 мм/м - в поперечном направлении), кроме того еще и по вертикали (рис. 2 в). Во всех случаях следует отдавать приоритет напольному и подвесному подъемно-транспортному оборудованию. Если используются мостовые краны, подкрановые балки должны быть выполнены металлическими, разрезными и реже разрезными железобетонными. Несущие конструкции покрытия опираются на колонны шарнирно посредством катковых и скользящих опор как показано на рисунке 3.  Рис. 3 Шарнирно-подвижные сопряжения несущих конструкций покрытия с колоннами: а - катковое; б - скользящее; 1 - колонна; 2 - направляющая пластинка; 3 - ферма; 4 - каток; 5 - ограничитель; 6 - опорный столик; 7 - шов скольжения. Рекомендуется, чтобы стены каркасных зданий были выполнены из навесных облегченных панелей с податливым креплением к колоннам. Допускаются самонесущие кирпичные и блочные стены с усилением железобетонными поясами по периметру и горизонтальными армирующими сетками в местах пересечения. Самонесущие стены крепятся к колоннам с помощью деталей, которые не препятствуют относительному смещению в плоских стен. Следует иметь в виду, что при защите зданий и их элементов на основе принципа жесткости конструктивные меры немного увеличивают расход металла и других строительных материалов и, следовательно, стоимость зданий тоже. Использование податливых схем и рациональное использования несущей способности материалов может снизить расход материалов и средств на конструктивные решения. Повышение податливости здания предлагается следующими способами: созданием возможности горизонтальных перемещений элементов несущих конструкций, взаимодействующих с основанием; повышением податливости несущих конструкций, а также взаимосвязь между ними в вертикальной плоскости, что является результатом снижения жесткости коробки здания (например, за счет увеличения проемов здания, использования пластических растворов для кирпичной кладки), а также его элементов; строительством зданий со статически определимыми расчетными схемами несущих конструкций. Чтобы уменьшить деформации (перекосы, уклоны, перемещения) в конструктивных элементах здания при защите по принципу податливости и при жесткой схеме, целесообразно разделить его на отсеки небольшой длины, как было сказано выше. Поэтому при проектировании зданий в районах с подземной добычей угля следует учитывать особенности работы их конструкций в случае не  равномерного оседания грунта.Рисунок 4. Мероприятия по обеспечению нормальной эксплуатации зданий и сооружений в условиях подработки. Для обеспечения необходимой оперативной пригодности зданий и сооружений в зонах неполного рабочего дня:  Для того, чтобы сделать выбор мероприятия, которое необходимо провести в данном случае, учитывают конструктивную схему здания, его условия эксплуатации, вид грунта и величину просадки. Основным способом учета неравномерных осадок в сложных грунтовых условиях является устройство осадочных швов с разрезом здания на отдельные блоки. Для повышения жесткости и долговечности здания, дополнительно армируют конструкции, увеличивают площади контактов сборных элементов, устраивают стыки, равнопрочные с соединяемыми элементами, усиливают стены непрерывными армированными поясами и т.д. В случае, если повышение жесткости здания получается недостаточной, принимаются гибкие конструктивные схемы, например, шарнирно связывают конструкции перекрытия и покрытия с колоннами и стенами, а также используют домкраты для выпрямления результатов образования просадки отдельных элементов. Дополнительные усилия в конструкциях, которые возникают из-за просадки и сдвига грунта, могут быть уменьшены при проектировании ориентацией зданий под прямым углом к направлению смещения грунтов, облегчением массы зданий и симметричного ее распределения, разделением длинных и сложных по форме зданий осадочными швами. Для зданий с жесткой конструктивной схемой - зданий с продольными и поперечными кирпичными стенами, крупнопанельные - одним из основных требований является обеспечение того, чтобы здание работало как единое целое при вынужденных деформациях, без проявления остаточных деформаций в элементах и их взаимных перемещений. С этой целью создают дополнительные усилия путем ввода вертикальных и горизонтальных связей, снижают углубление фундаментов и поверхностный контакт с грунтом, используются зауженные фундаменты и искусственные основания. Важным мероприятием является осуществление жесткой работы горизонтальных дисков в конструкциях перекрытий и покрытий. Для объектов, в которых используется податливая конструктивная схема, элементы могут взаимно перемещаться, не нарушая их устойчивости, то есть необходимо обращать внимание на возможное приспособление элементов без появления в них дополнительных усилий к неравномерным деформациям земной поверхности за счёт: устройства в подземной части горизонтальных швов скольжения; между элементов несущих и ограждающих конструкций вводят шарнирные и податливые связи; уменьшения жесткости несущих конструкций; введения гибких вставок и компенсационных устройств; увеличения зазоров между соседними элементами; эти меры должны применяться чтобы обеспечивалась: необходимая площадь соприкосновения элементов отдельных конструкций; водо- и воздухонепроницаемость стыков; стабильность строительных элементов при деформациях основания. При проектировании в соответствии с комбинированной схемой проектирования необходимо обеспечить сочетание жестких и гибких схем с использованием различных схем проектирования подземных частей зданий и сооружений. 1.3. Расчет и проектирование свайных фундаментов. Наиболее важным деформационным воздействием на сваи является горизонтальное смещение грунта. Возникающие в оголовке сваи реакции нагрузки в виде горизонтальных сил и изгибающих моментов передаются на опорную конструкцию, которая помимо распределения вертикальных нагрузок на сваи работает в горизонтальной плоскости как железобетонный фланец фундамента. Для уменьшения дополнительных усилий в балке от влияния горизонтальных смещений, проектные смещения грунта следует уменьшать путем разрезки зданий на камеры, использовать схемы в соответствии с требованиями соединения головы сваи с несущей конструкцией - шарнирные и через швы скольжения, а также в свайных фундаментах с высокой надстройкой используются сваи с низкой изгибной жесткостью [5]. В зависимости от схемы несущей способности оголовка сваи с низкой кровлей допускаются следующие смещения сваи: при жесткой заделке до 2 см; при условном соединении до 5 см; при скользящем соединении до 8 см. Для свайных фундаментов с высоким оголовком из-за прогиба свободной части сваи предельные перемещения для жесткой заделки и для условно защемленной связи (с соответствующим обоснованием) могут быть увеличены. Кроме горизонтальных деформаций на свайные фундаменты влияют наклоны поверхности земли от горных выработок, вызывающие поворот конструкции, а также возникновение опрокидывающего момента и горизонтальных составляющих нагрузок, действующих на головы свай и, как следствие, их изгиб и перераспределение вертикальных нагрузок на сваи. Кривизна фундамента вызывает перераспределение вертикальных нагрузок под жесткими зданиями: выпуклости свай по краям пролетов разгружены, а в средней части они дополнительно нагружены (на вогнутостях наоборот). При установке высоких свай в бетонные полы или другие жесткие конструкции на поверхности земли, по периметру сваи должно быть предусмотрено свободное пространство не менее 5 см, которое следует заполнить пластиковым материалом. Это гарантирует, что сваи не будут жестко опираться на горизонтальные движения грунта. 1.4. Расчет сваи с жесткой и шарнирной заделкой голов в высокий и низкий ростверки на горизонтальные перемещения и нагрузки. основание считается эластичным, характеризующимся горизонтальным (боковым) модулем деформации, который увеличивается на глубине с нулевой ординатой на поверхности земли или под основанием низкого проростка; гибкая куча и средняя глубина жесткости рассчитываются без изменений; свободная высота стека H может быть как произвольной длиной, так и нулем (низкая высота ростверка); в результате взаимодействия между упругой осью свай и упругой наземной средой под действием горизонтальных движений в погребенной части свай возникают две секции — верхняя длина b и нижняя длина с (рис.дек. 5 и 6), где боковое давление земли на сваи имеет противоположные направления;  Рис. 5. Взаимодействие упругой оси сваи, имеющей шарнирное сопряжение с ростверком, и грунта при действии горизонтальной нагрузки или перемещении а — деформация оси сваи 1 и эпюра обжатия грунта 2; б — эпюра нагрузок на сваю; в, г — эпюры поперечных сил и изгибающих моментов в свае  Рис. 6. Взаимодействие упругой оси сваи с жесткой заделкой головы в ростверк с грунтом при действии горизонтальной нагрузки или перемещении (см. экспликацию к рис. 5) максимальный ординат бокового графика давления P1, расположенного в середине секции b, берется в соответствии с коэффициентом сжатия грунта сваями в точке E; рассчитанная длина сваи равна h + b + C; глубина погружения свай л в почву должна соответствовать неравенству l/(b + c) ≥ 1. (3) В практических целях допускается использование следующего метода с l ≥ 0,9(b + C). Ординаты поперечных сил и изгибающих моментов для характерных сечений свай при размещении навесных или жестких головок в высокий или низкий ростверк под действием горизонтальных движений Земли равны Δl, определяются формулами:  ;(4)  ,(5) где  ;(6) здесь θ-коэффициент сжатия почвы в середине участка B; ω-коэффициент, полученный в зависимости от коэффициента n (отношение глубины погружения сваи к размеру поперечного сечения d, движение в направлении, перпендикулярном расчетному направлению, или влияние горизонтальной нагрузки декомпозиции):
v — коэффициент Пуассона; модуль горизонтальной деформации Эх-земли: Eh = γcE0, (7) γc -коэффициент условий труда с учетом анизотропии грунта; равномерно берется много смеси с илисто-глинистыми почвами 0,5 и 0,65 для песка (коэффициент значения ФФ дается в зависимости от метода переработки свай таких явлений, как окум, нагрузка длительного действия и т. д.E0-модуль деформации почвы, определенный на уровне средней фазы b [для модуля почвы с E0 < 5 МПа на глубине (6÷7)d, для почвы с Е0 > 15 МПа на глубине (4÷5) d с поверхности почвы с свайными фундаментами с высокой ростверком или основания для фундаментов grillage с низкой ростверком];  ,(8) здесь EI-это жесткость сваи; β-это коэффициент, определяемый формой. 12.7 или 12.8. Для создания графиков поперечных сил и изгибающих моментов в сваях на рисунке. 7 и 8 должны определить коэффициенты: поперечная сила-ql — qA = qD; qc = 0; qG = 0,5 qB) и Формула (9) - положение поперечного сечения заглубленной части сваи нулевой силы сдвига и максимальное значение сваи на момент изгиба; изгиб an-M1 (MC = 0; mg = 0,2 mB; при шарнирном сопряжении mA = 0) и расстояние l0 до точки с максимальной ординатой изгибающего момента в свае:  ,(9) где  — коэффициент, определяемый по рис. 7 или 8.Длина секции C и максимальный порядок бокового графика давления заземления P2, расположенного в середине нижней секции C, определяются формулами: c = αb; (10) p2 = αp1, (11) здесь α-это коэффициент, определяемый по рис. 7  Рис. 7. Зависимость коэффициентов α, θ, q, m, x, (левая шкала) и β (правая шкала) от коэффициента α при шарнирном сопряжении голов свай с ростверком Рис. 8. Зависимость коэффициентов α, θ, q, m, x, (левая шкала) и β (правая шкала) от коэффициента α при жесткой заделке головы свай в ростверкЧтобы определить только максимальные значения поперечной силы и момента изгиба в куче, достаточно выбрать из латуни. Вычислить максимальные значения и формулы (4) и (5) коэффициентов qi и mi, и по формулам (4) и (5) вычислить Qmax и Мmax. Рис. 7 и 8 упругой оси можно построить свай отклонение.октября. Максимальное отклонение на уровне головки сваи определяется следующей формулой  ,(12) здесь x-это коэффициент, определяемый рис. 7 или 8, а в характерных точках D, E и G-по формуле yi = θiΔl, (13) Форма для характеристики поворотного интерфейса свай с кривыми ростверка X и θG. 7 увеличился в 5 и 10 раз соответственно. Силы в сваях, которые находятся в области свай и имеют различные движения Δl, должны определяться силами Q1 и M1, полученными единичным движением Δl1 = 1 см, а затем вычислять желаемые Q и m в перемещениях Δl, указанных в формулах: Q = / Δl / Q1; M = / Δl|M1, (14) здесь / Δl/ является безразмерной величиной заданного движения стека. Для данной горизонтальной нагрузки, например, наклон Земли и ветровая нагрузка (опорные реакции сваи t = QA), если вы хотите определить максимальную силу в сваи или создать графики давления земли, Q, M и отклонения сваи, расчеты должны выполняться в соответствии со значением опорной реакции qa1, полученной одним движением l1 = 1 см. в этом случае желаемые параметры находятся в соответствии с формулами:  ; ; и т.д.,(15) Mi1 и Qi1-это силы в поперечных сечениях I-x в единичном движении. Когда коэффициент Qb > 0,5, в фундаментах свай с высоким ростом должно быть определено максимальное значение силы сдвига для встроенной части сваи (точка рис.B). 5 и 6) с формулой QB = TqB/qA, (16) здесь qA является коэффициентом для раздела a на уровне головки сваи. Дополнительный изгибающий момент от Внецентрового движения вертикальной нагрузки к изогнутой оси сваи (см. предупреждения и меры предосторожности). октября 5 и 6) приблизительно вычисляются следующими зависимостями: для шарнирных шарнирных свай с ростверком (в встроенной части свай) M' = N (1 – θE)Δl; (17) для свай с жестким закрытием головок в ростверке (на уровне герметизации) M' = N (1 – θE)(Δl / 2), (18) здесь n-нормативная вертикальная нагрузка на кучу. Максимальное усилие, данное (рассчитанное) на сваях, вызванное воздействием горизонтальных движений, наклона и ветровой нагрузки, а также Нецентровым эффектом вертикальной нагрузки, встречается с выражениями: Qc = 0,8(Qh + 0,7 Qb); (19) Mc = 0,8(Mh + 0,7 Мб + M'), (20) Qh, MH-это максимальные значения для поперечной силы и изгибающего момента в куче от воздействия горизонтальных движений Земли; qb, MB одинаковы от наклона поверхности земли и ветровой нагрузки; 0,8 и 0,7-это коэффициенты, которые учитывают комбинации нагрузок. При расчете ростверка необходимо учитывать дополнительные нагрузки, возникающие в месте расположения свай (точка А на рис. 5 и 6), которые определяются по формулам (19) и (20). Кроме того, необходимо учитывать усилия от свай под продольными и поперечными стенами. Пример 4: Рассчитайте усилия в сваях 30×30 см, погруженных на глубину l = 7 м от смещения грунта l = 2 см для четырех вариантов: с шарнирным и жестким заложением головы в стволе; с низким стволом (H = 0) и высоким стволом (H = 2 м). Жесткость сваи EI = 7,8 МПа-м4. Грунт — суглинок с модулем деформации E0 = 13,7 МПа и v = 0,35. В соответствии с формулой (7) принимаем Eh = 0,5 · 13,7 = 6,85 МПа. ТАБЛИЦА 5. К ПРИМЕРУ 12.4
 Решение. Для свайных фундаментов с небольшим наращиванием свай при = H/l = 0 согласно рис. 7 и 8, для штыревой связи и жесткого заложения свай, соответственно, определяем коэффициенты β, α и др. (Таблица 5). Для свайных фундаментов с высокой опорой при α = 2/7 = > 0,286 по рис. 8 и 9 для штыревого соединения первоначально находим коэффициенты β = 28,5 и α = 0,73 и вычисляем по формуле (8) для ω = 2,38 и μ = 0,35 b = 2,99 м; c = αb = 2,18 м и b + c = 5,17 м; для жесткой заделки β = 0,66 и α = 0,57 соответственно; b = 3,66 м; c = 2,08 м; b + c = 5,74 м. Определяем уточненные коэффициенты  (21) и  , используя их на рис. 8 и 9, находим требуемые значения коэффициентов β, α и т.д. Для шарнирного соединения = 2/5,17 = 0,39 и для жесткой заделки = 2/5,74 = 0,35; значения коэффициентов β, α и т.д., полученные из рисунков 7 и 8, расчетные длины b, b+c и l0, давления p1 и силы заносятся в соответствующие графы таблицы 5.1.5. Расчет несущей способности сваи на вертикальную нагрузку. Сопротивление свай вертикальным нагрузкам в подрытых зонах определяется по формуле Φet = γc.etΦ, (22) где γc,et - коэффициент условий эксплуатации, учитывающий изменение структуры грунта и перераспределение вертикальных нагрузок при подрыве, принимаемый по таблице 6; Φ - несущая способность сваи. ТАБЛИЦА 6. КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИИ РАБОТЫ γc.et
Примечание. Разделение на жесткие и вязкие здания основано на их реакции на неравномерную осадку фундамента, где в жестких зданиях происходит перераспределение противодавления грунта, а в вязких зданиях перераспределение практически отсутствует, и его можно игнорировать. Сваи в подстилающих слоях, как правило, следует проектировать на эксцентрическое сжатие с силами, определяемыми по уравнениям (19) и (20), и на эксцентрическое растяжение, если дополнительные выдергивающие нагрузки (от склонов и ветра) превышают сжимающие нагрузки. Несущую способность свай в грунте следует рассчитывать для комбинаций максимальных сжимающих нагрузок в сваях, которые определяются с учетом дополнительных сжимающих нагрузок от кривизны фундамента, уклона поверхности грунта и ветровой нагрузки. Несущая способность сваи рассчитывается при максимальном значении изгибающего момента для двух комбинаций вертикальных нагрузок - максимальной и минимальной. Свая рассматривается как брус, жестко закрепленный в грунте на расстоянии l1 = H+l0, (23) где Н — свободная высота сваи; l0 — длина участка сваи в грунте, определяемая по формуле (9). Расчетные минимальную Nminи максимальную Nmax вертикальные нагрузки на сваю в свайном фундаменте жесткого каркаса здания или сооружения необходимо определять по маловыголным сочетаниям дополнительных нагрузок и основных, действующих в направлении продольной и поперечной главных осей здания. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||