шпоры. 1. Принципы проектирования оснований и фундаментов. Основные требования, предъявляемые к фундаментам

Название	1. Принципы проектирования оснований и фундаментов. Основные требования, предъявляемые к фундаментам
Анкор	шпоры.docx
Дата	19.12.2017
Размер	4.84 Mb.
Формат файла
Имя файла	шпоры.docx
Тип	Документы #12140
страница	2 из 4

1 2 3 4

1 2 3 4
При расчете свайного фундамента с внецентренным приложением нагрузки, если возникающий при этом изгибающий момент определяется в основном действием кратковременной нагрузки, рекомендуется сначала определить требуемое количество свай без учета кратковременной нагрузки. Затем, приняв определенное размещение свай в ростверке, надо найти нагрузку на сваи крайних рядов от действия кратковременной нагрузки, в предположении, что сваи остальных рядов при этом не работают. Если при этом суммарная нагрузка на крайние сваи не превысит их несущей способности, увеличенной на 20%, то можно оставить принятое размещение свай. В противном случае необходимо увеличить расстояние между сваями в направлении действия изгибающего момента или увеличить количество рядов свай в фундаменте.	29. Козловые сваи Действующие на здание или сооружение горизонтальные нагрузки могут восприниматься в зависимости от их величины вертикальными, наклонными или козловыми сваями. Вертикальные сваи по характеру работы при горизонтальных нагрузках условно разделяются на гибкие и жесткие, в зависимости от отношения длины к диаметру (толщине). Если это отношение не превышает 20, сваи считают жесткими, а при большем отношении - гибкими Гибкую сваю рассчитывают исходя из предположения, что ее нижний конец жестко заделан в грунте на некоторой глубине lв от поверхности грунта, ниже которой свая не перемещается и не деформируется, а верхний - закреплен в ростверке или свободен. При жестких железобетонных и бетонных ростверках можно считать, что верхние концы свай защемлены, а при деревянных ростверках - шарнирно закреплены. Для низкого свайного ростверка зависимость между горизонтальной силой Рт, приложенной на уровне подошвы ростверка, и смещением Аг, в направлении действия этой силы, выражается формулами (43) для случая жесткой заделки сваи в ростверке и (44) - для шарнирного соединения, в которых учтено влияние отпора грунта на участке Iq длины сваи. Горизонтальная сила где: ЕI - жесткость поперечного сечения ствола сваи; β- коэффициент, учитывающий отпор грунта; l₀- глубина, ниже которой свая защемлена в грунте (не следует принимать) .

	21. Основные принципы устройства свайных фундаментов, виды свай. Фундаменты глубокого заложения проектируют для передачи нагрузки на прочные грунты, залегающие на большой глубине. Они погружаются в грунт с поверхности земли или со дна неглубокого котлована на глубину, значительно большую, чем это необходимо из условий промерзания, конструктивных и эксплуатационных требований. Фундаменты глубокого заложения воспринимают большие нагрузки, так как при значительной глубине их погружения исключено выпирание грунта из-под подошвы, а благодаря защемлению в грунте, возникающему во время погружения, часть нагрузки передается за счет трения грунта по боковой поверхности конструкции. В результате защемления фундамента происходит полная или частичная его заделка в грунте, что следует учитывать при действии горизонтальных нагрузок. Различают следующие виды свайных фундаментов: 1) одиночные сваи применяют под легкие сооружения в качестве опор (теплицы, склады), когда несущей способности одной сваи достаточно для передачи нагрузки на грунт.2) группы свай (свайный куст), устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки3) ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции. Сваи в таком фундаменте располагаются в один или несколько слоев.4) сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане. Сваи располагаются в определенном порядке под всем сооружением Сваи представляют собой погруженные в грунт или изготовленные в грунте стержни, передающие нагрузки от сооружения на более плотные слои грунта. В практике строительства известно более 150 видов свай, которые классифицируются: по материалу: железобетонные, бетонные, деревянные, металлические; по способу изготовления: а) забивные железобетонные, стальные, деревянные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств; б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполненные частично или полностью бетонной смесью; в) набивные бетонные и железобетонные, песко- и грунтобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта; г) буровые железобетонные, бетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин грунтовой смесью	21. Расчет свай Несущую способность F_d кН (тc), забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (см. примечание к п.2.2), следует определять по формуле F_d = _cRA, где _c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый _c = 1; A - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для свай полых круглого сечения и свай-оболочек - равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров. Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, кПа (тс/м²), следует принимать: а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R= 20 000 кПа (2000 тс/м²); б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, - по формуле , гдеR_с,п- нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа (тс/м²); _g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый _g = 1,4; l_d - расчетная глубина заделки набивной и буровой свай и сваи-оболочки в скальный грунт, м; d_f - наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м; в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, - по формуле где R_с,п, _g то же, что в формуле (6). Примечание. При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.
	24. Проектирование свайных фундаментов в общем сучае. При проектировании центрального и внецентренно загруженных свайных фундаментов рекомендуется выполнение следующие этапы: а) определение глубины заложения подошвы ростверка; б) выбор типа, вида и размера свай; в)определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки на нее; г) определение количества свай размещение их в ростверке, конструирование ростверка; д) расчет фактической нагрузки, приходящейся на каждую сваю; При выборе глубины заложения подошвы ростверка следует стремиться к ее уменьшению, поскольку это обеспечивает более экономичное решение. Необходимо учитывать конструктивные особенности здания (наличие подвала, приямков и т. д.), наличие пучинистых грунтов. Тип, вид свай и их размер выбирают в зависимости от действующих нагрузок на здания или сооружения инженерно-геологических условий строительной площадки, оборудования и опыта строительных организаций по устройству свайных фундаментов. Чаще всего применяются забивные сваи. Длина сваиопределяется расположением в грунтовой толще относительно плотного грунта и заглублением сваи в этот грунт. Поперечное сечение сваи принимают в зависимости от ее длины. Определив расчетную нагрузку на сваю, находят необходимое количество свай, размещают их в плане и конструируют ростверк. Сваи располагают в рядовом или шахматном порядках с минимальным расстоянием между осями свай 3d. Размеры железобетонного ростверка проверяют из расчета на продавливание колонной или сваей на изгиб при значительном развитии в плане в соответствии с нормами на проектирование бетонных и железобетонных конструкций. Проверку фактической нагрузки, приходящейся на каждую сваю, производят по формуле где Nd — расчетная нагрузка на фундамент; Nроств, Nгр — расчетные нагрузки соответственно от веса ростверка и грунта на его обрезах; n-количество свай. При этом должно соблюдаться условие (N- расчетная нагрузка на сваю).
26. Ростверки свайных фундаментов, принципы их устройства и конструирования. Ростверки — плиты, объединяющие головы свай и обеспечивающие их совместную работу. по роду материала: бетонные, ж/б; по форме в плане: повторяет план опорных частей сооружения или здания. по форме свайного фундамента (рис. 1):свайный куст (а, б) — объединяет небольшое количество свай и устраивается под фундаменты колонн, стоек; свайная полоса (д, е)—устраивается для фундаментов большой протяженности в одном направлении под стены зданий и сооружений (ленточные фундаменты), свайное поле (в, г) — устраивается по всей площади зданий или сооружений. по технологии изготовления: монолитные ростверки из бетонакласса не ниже В 12,5; сборные ростверки из бетона класса нениже В15; по заделке головы сваи в ростверк: жесткая — не менее чем на 0,3 м; шарнирная — от 0,05 м до 0,1 м. Выбор типа сопряжения свай с ростверком зависит от конструктивной схемы здания или сооружения, наличия и величины горизонтальных нагрузок, а также соотношения между вертикальными и горизонтальными нагрузками; по расположению относительно поверхности основания (рис. 2): низкий (б) — подошва ростверка располагается ниже отметки спланированного грунта; высокий (а) — подошва ростверка располагается выше поверхности грунта и применяется в основном при строительстве мостов и гидротехнических сооружений. Рис. 2 Рис. 1	20. Опр. Несущ способ. Свай при горизонт нагрузках Метод испытания сваи пробной статической нагрузкой Позволяет наиболее точно установить действительное сопротивление сваи горизонтальной нагрузке. Проводятся испытания следующим образом (рис. 11.14). Нагрузка на сваю увеличивается ступенями, горизонтальные перемещения на каждой ступени фиксируются прогибомерами. Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации горизонтальных смещений. По результатам испытаний строятся графики зависимости горизонтальных перемещений сваи от нагрузок (рис. 11.14 б) по которым и определяется предельное сопротивление сваи. $d:\диссертация\дистанционное образование\горбачев\сканы\img073.tif$ Рис. 11.14. Испытания свай горизонтальной нагрузкой: 1 – опытная свая; 2 – гидровлический домкрат; 3 – апрогибомер; 4 – упор из статического груза За предельное сопротивление сваи Fu принимается нагрузка на одну ступень менее той, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают.НС определяется по формуле F_d= ; = 1 Математ. методы расчета свай на горизонт нагрузку 2 группы в зависимости от характера деформаций свай в грунте - Первая группа – для коротких жестких свай, поворачивающихся в грунте без изгиба (рис. 11.15 а).Разрушение системы «свая-грунт» происходит за счет потери устойчивости грунтом основания. Вторая группа – для свай, изгибающихся в грунте (рис. 11.15 б).Сопротивление таких – длинных гибких свай определяется прочностью материала сваи на изгиб. В первой группе расчет базируется на положениях теории предельного равновесия грунтов. Во второй группе методы основаны на использовании модели местных упругих деформаций. P(x) = (x), где коэффициент постели (x) – перемещение Рис. 11.15. Схемы работы горизонтально нагруженных свай $d:\диссертация\дистанционное образование\горбачев\сканы\img074.tif$ При отнесении свай к той или иной категории жесткости следует учитывать не только длину сваи и жесткость ее поперечного сечения, но и деформационные свойства грунта, поскольку одна и та же свая, работающая в слабом грунте как короткая жесткая, в прочном грунте будет вести себя как длинная гибкая. НС горизонтально нагруженного куста свай по нормам допускается определить как сумму сопротивлений одиночных свай.	19. Испытание свай статическими нагрузками Испытания на действие вертикальных нагрузок. В соответствии с ГОСТ 5686— 69 испытание свай, забитых в песчаные грунты, необходимо проводить по истечении не менее 3 суток после окончания их забивки, а испытание свай, забитых в глинистые грунты — по истечении не менее 6 СУТОК. К испытаниям набивных свай разрешается приступать только после достижения бетоном ствола проектной прочности, которая устанавливается по результатам испытаний стандартных бетонных образцов, изготовленных при бетонировании сваи. Испытание свай на осевое вдавливание в зависимости от назначения свайного фундамента производят: по равномерной шкале нагрузок — для зданий без кранов; по дифференцированной шкале нагрузок — для зданий с кранами; по дифференцированной шкале нагрузок с петлей гистерезиса — для свай мостовых опор. Величину ступеней нагрузок назначают в зависимости от требуемой точности результатов: при равномерной шкале нагрузок 1/10—I/I5 от ожидаемой величины предельной нагрузки, а при дифференцированной — от 1/2,5 до 1/5 в начале испытания и от 1/10 до 1/15 на последующих ступенях нагрузки. От одной ступени нагружения к другой переходят после стабилизации осадка. Стабилизация считается достигнутой, если за последние 2 ч наблюдения для глинистых грунтов (за 1 ч при ускоренном режиме испытаний) и 1 ц наблюдения для песчаных грунтов (за 0,5 ч при ускоренном режиме испытаний) перемещение сваи возрастает не более чем на 0,1 мм. После каждой ступени иагружения сваи отсчеты снимают со всех приборов, фиксирующих вертикальное перемещение. Интервалы между отсчетами назначают в зависимости от грунтов под нижним концом сваи: при песчаных грунтах 15—20 мин, при глинистых — 30 мин. В пределах осадки до 2—3 мм, т. е. на первых ступенях нагружения, интервалы между отсчетами могут быть приняты равными 15 мин. Число интервалов между отсчетами на каждой ступени нагружения должно быть не менее трех. При редком расположении свай в кусте >6d напряженные зоны в грунте не пересекаются, и все сваи работают независимо, как одиночные. При а <6d зоны пересекаются, происходит взаимное наложение эпюр, а давление на грунт в уровне нижних концов свай возрастает (рис 11.10б), увеличивается и активная зона сжатия грунта. Вследствие этих причин при одинаковой погрузке осадка сваи куста при совместной работе будет всегда превышать осадку одиночной сваи. Что касается несущей способности куста свай, то с одной стороны, уплотнение межсвайного пространства при забивке свай, приводит к ее увеличению, а с другой – осадка свай за счет наложения зон напряжений приводит к ее уменьшению. Что в итоге больше скажется на несущую способность сваи куста зависит от многих условий и не всегда легко прогнозируется. Но опыт показывает, что в глинистых грунтах, а также в пылеватых и мелких песках несущая способность сваи в кусте, как правило, уменьшается по сравнению с несущей способностью одиночной сваи, а в песках средней крупности и крупных песках – увеличивается
29. Работа свай в кусте. Особенности погружения свай в слабые и прочные грунты Висячие сваи передают усилия на грунты основания через боковую поверхность и нижний конец. В зависимости от соотношения этих усилий эпюра вертикального давления, возникающего в горизонтальной плоскости, проходящей через нижний конец сваи, будет иметь различное очертание. Такую объемную эпюру приближенно можно представить в форме конуса, проецируемого на вертикальную плоскость в виде треугольника. Под действием этой нагрузки в основании ниже указанной плоскости будут развиваться деформации грунтов. При загрузке свайного куста со сравнительно редким размещением свай конусообразные объемные эпюры пересекаются, и при некотором расстоянии а между осями свай суммарная эпюра давления в плоскости их нижних концов может быть представлена в виде трапеции, у которой максимальное давление не превышает давления, возникающего при загрузке одиночной сваи. В этом случае вследствие большей площади загружения в плоскости нижних концов свай следует ожидать большую осадку свайного куста по сравнению с осадкой одиночной сваи. Если большая осадка наблюдается при сближении свай в кусте, так как интенсивность давления в рассматриваемой плоскости повышается, то максимальное сближение свай в кусте ограничивают, принимая расстояние между их осями а не менее 3d (d — размер сваи). Предварительный выбор конструкции. Проектирование начинают с выбора основных конструктивных параметров, т.е. уровня расположения ростверка (низкий или высокий), конструкции, размеров и глубины погружения свай в зависимости от геологических и гидрогеологических условий, особенностей работы свай и расположенного на фундаменте сооружения, а также с учетом технических возможностей погружения свай и сооружения ростверка. Глубину погружения свай назначают предварительно исходя из условий залегания различных слоев грунта и наличия прочных слоев. При неглубоком залегании скальных пород, галечников и других твердых грунтов сваи опирают на эти грунты и рассчитывают как сваи-стойки. Концы свай (столбов) в твердый несущий слой следует углублять ниже определенной расчетом глубины, не менее чем на 0,5 м в гравелистом грунте и на 0,25 м в скальные породы. Если дисперсные грунты залегают на большой глубине, висячие сваи проектируют длиной не менее 4 м.