Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Строительство /

Исследование сопротивления вертикальным нагрузкам бипирамидальных свай

←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9 



Скачать реферат


боковой поверхности так как в СНиП [18] эпюра этих сил в однородных грунтовых условиях принята треугольной с основанием на уровне острия, а также изучению закономерности рас-пределения усилий между боковой поверхностью и острием в процессе роста нагрузки на сваю. Эти исследования положены в основу разра-ботки теоретических методов расчета свай, которые учитывают выяв-ления особенностей работы свай с основанием.

В настоящее время при расчете забивных свай используется мето-дика, изложенная в СНиПе [43], методика, разработанная в Одесском инженерно-строительном институте и изложенная во Временных ука-заниях по проектированию и устройству фундаментов из пирамидальных свай [25], а также методы расчета с использованием численных методов [26].

1.2.1. Определение сопротивления пирамидальных свай по методу ОИСИ

Расчет пирамидальных свай по методу ОИСИ [26] выполняется с учетом следующих основных требований:

а) средний удельный вес сухого грунта (d,ср) уплотненного при забивке пирамидальной сваи, в пределах зоны приложения должен иметь значения 16,0 - 17,5 кн/м3;

б) величина нормативной осадки пирамидальной сваи принимает-ся в расчете равной предельно допустимой осадке Sн = 8 см, согласно СНиП [ ], для крупнопанельных и крупноблочных бескаркасных зда-ний;

в) объем зоны деформаций не должен превышать объема зоны уп-лотнения (рис. 1.1 ).

Рв

1

2

Рис. 1.1 Схема совместной работы пирамидальной сваи и грунта основания

1 - зона уплотнения основания;

2 - зона деформаций основания.

Сопротивление пирамидальной сваи определяется по формуле:

где Егр.ср - значение среднего модуля объемной деформации уп-лотненного грунта в пределах объема зоны деформаций, которые опре-деляются по графику Егр.ср = f(d), (см. [26]);

Vsc - объемная осадка сваи, которая определяется по форму-ле:

Su - предельно-допустимая осадка Su = 8 см;

Vc - объем погруженной части сваи;

l - длина погруженной части сваи;

 - коэффициент, принимаемый равным  = 0,5;

Vac - объем зоны деформаций пирамидальной сваи, опреде-ляемый по графику Vac = f(Vsc) [26];

Fэ - эффективная площадь поперечного сечения сваи, обу-славливающая ее объемную осадку, Fэ = Vc/l.

1.2.2. Определение сопротивления пирамидальных свай по СНиП

Несущую способность Fd, пирамидальной сваи с наклоном боко-вых граней ip > 0,25 допускается определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунта основания на боковой поверхности сваи и под ее нижним концом по формуле[18, 27]:

где Ai - площадь боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, м2;

 - угол наклона граней пирамидальной сваи, град.;

li, cli - расчетные значения угла внутреннего трения, град., и сечения, кПа;

d - размер стороны нижнего конца сваи, м;

n1, n2 - коэффициенты, значения которых определяются по таблице СНиПа [ 18 ] приложения 2.

Сопротивление грунта под острием сваи P'i и по ее боковой по-верхности Рi определяется по формуле:

где Ei - модуль деформации i-го слоя грунта, определяемый по результатам прессиометрических испытаний, кПа;

Vi - коэффициент Пуассона i-го слоя грунта, принимаемый в соответствии с требованиями главы СНиПа "Основания зданий и со-оружений" [ 43 ];

 - коэффициент, значения которого определяются по таб-лице СНиПа [18].

Природное боковое давление грунта Рoi (кПа) определяют по формуле:

где i - удельный вес грунта i-го слоя кН/м3;

hi - средняя глубина расположения i-го слоя грунта, м.

Начальное давление грунта:

Ppi = Poi(1 + sini) + cicosi.

При отсутствии прессиометрических испытаний грунта несущая способность пирамидальной сваи определяется по формуле:

Fd = c[RA + hi(uifi + u0ipEiKir)],

где c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимае-мый c = 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице №1 [18];

A - площадь сечения конца сваи;

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2 [18];

ui - сума размеров сторон i-го сечения сваи, м;

u0i - сумма размеров сторон i-го поперечного сечения сваи, которое имеет наклон к оси сваи;

ip - наклон боковых граней сваи в долях единицы;

i  0,025

Ei - модуль деформации i-го слоя грунта, окружающего бо-ковую поверхность сваи, определяемый по результатам компрессион-ных испытаний, кПа;

Ki - коэффициент, зависящий от вида грунта и принимаемый по таблице 4 СНиПа [18];

r - реологический коэффициент, принимаемый r = 0,8.

При расчете пирамидальных свай по СНиП, надо определить по таблице R = f(H,JL) и fi = f(H,JL).

Кроме того, коэффициенты Ki, в зависимости от вида грунта при-нимаются:

Ki = 0,5 (пески и супеси); Ki = 0,6 - (суглинки);

Ki = 0,7 (глины с JL = 0,18); Ki = 0,8 (глины с JL = 0,25).

Для песков Ki принимается в зависимости от крупности. При рас-чете несущей способности свай по СНиП надо определить R и fi, кото-рые зависят от физических показателей JL и крупности песка, но не за-висят от механических показателей E,V.

1.3. Применение численных методов для расчета свай и свайных фундаментов

Теоретические методы для прогноза поведения прогноза поведе-ния свай и свайных фундаментов развивались на основе использования решений Мелана для плоской задачи и решения Миндлина в случае пространственной задачи. Этот подход использовали в своих исследо-ваниях Абраменко П.Г. [19], Барвашов В.А. [9], Бартоломей А.А.[10,11], Бенерджи П. и Батерфилд Р. [26] и другие.

Бартоломей А.А. [11] на основании многочисленных эксперимен-тальных исследований предложил методику расчета осадки ленточных свайных фундаментов. Для решения задачи использована формула Гор-бунова-Посадова для вертикальной составляющей перемещения в слу-чае плоской задачи при загружении основания вертикальными силами Р, приложенными на глубине Z. Формула была получена на основании фундаментального решения Е. Мелана для плоской задачи.

При решении задачи приняты следующие допущения:

1) грунт - линейно-деформируемая среда;

2) сваи и грунт в межсвайном пространстве рассматриваются как единый массив;

3) нагрузка от сваи на грунт передается через боковую поверх-ность сваи и массивы грунта и в плоскости нижних концов свай;

4) граница активной зоны находится на глубине, где напряжения от внешней нагрузки не вызывают остаточных деформаций грунта.

Условно принято, что граница определяется структурной прочностью грунта. Следует отметить, что закономерности передачи нагрузки свая-ми на основание через боковую поверхность и в плоскости острия сваи описываются некоторыми функциями, т. е. задача решена не в замкну-том виде.

Проблема прогноза поведения свайного фундамента при загруже-нии вертикальной нагрузкой является сложной, т. к. включает учет из-менения свойства основания при погружении сваи, особенности напря-женного состояния окружающего грунта, распределение усилий в каж-дой свае по боковой поверхности и под острием, распределение усилий между сваями фундамента в зависимости от уровня загружения фунда-мента. Решить проблему расчета свайных фундаментов с учетом новых экспериментальных данных возможно, если использовать хорошо раз-витые численные методы, реализовав их на ЭВМ.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили такие численные методы: метод конечных разностей (МКР), метод ко-нечных элементов (МКЭ), метод граничных элементов (МГЭ), а также различные их модификации, включая комбинированные, то соединяю-щие в различном объеме выше перечисленные пути решения одной за-дачи, но для различных областей исследуемой среды.

Наиболее широко используемые в настоящее время численные методы рассматривают дифференциальные уравнения непосредственно в той форме, в которой они были выведены при помощи одного из двух подходов:

- при помощи аппроксимации дифференциальных операторов в уравнениях более простыми алгебраическими соотношениями (конеч-но-разностными соотношениями), действующих в узлах рассматривае-мой области. Этот подход получил название метода конечных разно-стей;

- при помощи представления самой области элементами среды, которые имеют конечные размеры и в совокупности аппроксимируют реальную среду. Этот подход получил название метода конечных эле-ментов.

Метод конечных разностей получил широкое распространение благодаря тому, что его, в принципе, можно приложить к любой систе-ме дифференциальных уравнений, но учет граничных условий задачи очень часто является громоздкой и трудно программируемой задачей. Точность численного решения зависит от количества узлов, которые образуют сеточную область. Поэтому приходится иметь дело с систе-мами алгебраических уравнений довольно высокого порядка.

При использовании метода конечных элементов тело разбивается на элементы

←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 9 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»