Расчет сваи на горизонтальные силы и изгибающие моменты

⇐ Назад

Расчет выполняется по одностадийной схеме, учитывающей работу окружающего сваю грунта как упругой линейно-деформируемой среды.

Расчет свай по деформациям включает в себя проверку соблюдения условия допустимости расчетного значения горизонтального перемещения головы сваи U_p

u_p £ u_u

Схема к расчету сваи на горизонтальную нагрузку

Совместная работа сваи и грунта характеризуется коэффициентом деформации

a_e = ;

где К – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида окружающего сваю грунта, кН/м⁴;

b_p= 1,5d+0,5=1,5∙0,4+0,5 = 1,1 м – условная ширина сваи;

Е – модуль упругости материала сваи, Е = 30*10⁶ кПа для В25;

I – момент инерции поперечного сечения сваи:

I = = 2,133*10 ^–3 м⁴;

g_c = 3 – коэффициент условий работы при расчете по одностадийной схеме.

Так как свая пересекает несколько слоев грунта, различающихся значениями К, то многослойное основание приводится к однослойному

К = ;

где К_i и F_i – соответственно коэффициент пропорциональности и площадь графика относящихся к i-ому слою грунта;

l_m = 2(d + 1) – толщина слоя грунта, определяющая в основном работу сваи на горизонтальные нагрузки, l_m= 2(0,4+1) = 2,8 м.

=1/2*1,0*2,80=1,40 3120

К =

(СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты)

a_e = = = 0,448

Расчётное значение перемещения U_p головы сваи

U_p = ;

U₀ = H₀*e_нн + M₀*e_мн;

y₀ = H₀*e_мн + M₀*e_мм;

М_f = - ,

U₀ и y₀ – горизонтальное перемещение и угол поворота поперечного сечения сваи в уровне расчётной поверхности;

l₀ – длина участка сваи от подошвы до поверхности грунта, l₀=0 м;

H₀ = H=Q₀_II/n=93,24/5=18,65 кН; M₀ = M_f + H*l₀=M_f,

- горизонтальное перемещение сечения, м/кН, от действия силы Н=1, приложенной в уровне поверхности грунта;

- угол поворота сечения,1/кН, от силы Н=1;

- угол поворота сечения,1/кН∙м, от силы М=1;

= ;

где А₀, В₀, С₀- безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт

А₀=2,441; В₀=1,621; С₀=1,751 при опирании на нескальный грунт.

Перемещения:

= = 0,424*10^-3 м/кН;

= = 0,126*10^-3 1/кН;

= = 0,061*10^-3 1/кН·м.

Расчетный момент заделки равен:

M_f = - = - 2,065 кН*м

M₀ = M_f = - 2,065 кН*м;

Тогда горизонтальное перемещение сваи:

u₀ =18,65*0,424*10^–3 – 2,065*0,126*10^–3 = 7,647*10^–3 м;

y₀ = 18,65*0,126*10^–3 –2,065*0,061*10^–3 = 2,22*10^–3 рад;

U_p= 7,65*10^–3= 0,00765 м;

U_P =0,00765м U_u =0,01 м, т.е. условие выполняется.

Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента

Технико-экономическое сравнение законченных вариантов выполняется по стоимости и трудоемкости устройства фундамента с использованием удельных показателей стоимости и трудоемкости основных видов работ при устройстве фундаментов:

Наименование работ	Объем работ	Стоимость, руб	Трудозатраты
1 м³	всего	1 м³	всего
Фундаменты мелкого заложения
Разработка глинистого грунта глубиной до 3 м	26,74 м³	2,0	53,48	0,28	7,487
Устройство бетонной подготовки	1,65 м³	4,8	7,92	0,58	0,957
Устройство сборных жб фундаментов из бетона В25	22,44 м³	16,4	368,02	0,55	12,34
	429,4		20,786
Свайные фундаменты
Разработка глинистого грунта глубиной до 3 м	12,24 м³	2,0	24,48	0,28	3,427
Бурение лидерных скважин	4,8 м³	2,15	10,32	1,8	8,64
Погружение свай	4,8 м³	92,3	443,04	1,15	5,52
Устройство бетонной подготовки для свайных фундаментов	0,58 м³	23,7	13,746	0,58	0,336
Устройство ростверка из бетона В25	8,12 м³	31,6	256,59	0,72	5,846
	748,18		23,612

Таким образом устройство фундаментов мелкого заложения более экономично по стоимости, в то время как устройство свайных фундаментов требует больше технологических операций(более трудоемко).

⇐ Назад

Далее ⇒