Определение осадки свайного фундамента, расчет осадки свайного фундамента

Статья расскажет о том, что такое осадка свайного фундамента, какие факторы на нее влияют, а также о том, как выполняется расчет осадки свайного фундамента.

Содержание

Расчет осадки свайно-винтового фундамента
- Расчет осадки одиночной сваи

Осадка свайного фундамента – это перемещение свай под действием нагрузок и изменение их высотного уровня, возникающее в процессе их эксплуатации.

Как правило, причиной осадки становятся ошибки в расчетах восприимчивости фундамента к нагрузкам, допущенные на стадии проектирования. В результате в основании используются сваи с некорректными конструктивными параметрами: недостаточной длины или сечения (если речь идет о железобетонных конструкциях), с недостаточным диаметром или количеством лопастей (в случае с винтовыми конструкциями) и т.п.

Осадка может возникать под действием следующих факторов:

недостаточная несущая способность грунта;
значительные нагрузки на фундамент от массы здания, снегового и ветрового давления, эксплуатационных воздействий.

Расчет осадки свайно-винтового фундамента

Расчеты по деформациям свайного фундамента сводятся к определению осадки всего фундамента или отдельной сваи.

При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Данный расчет является весьма сложным, и задача решается с помощью трехмерного численного моделирования условного фундамента как анизотропного массива с учетом его конечной жесткости на сдвиг по вертикальным плоскостям.

Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта, рассматривают как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига G₂ и коэффициентом Пуассона ν₂. При выполнении условия l/d > G₁l/G₂d > 1 (где l – длина сваи, м; d – наружный диаметр поперечного сечения ствола, м) осадку для винтовой сваи считают как для одиночной сваи с уширением пяты или сваи-стойки.

Расчет осадки одиночной сваи

Согласно СП 24.13330 «Свайные фундаменты» расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига G₁, МПа, коэффициентом Пуассона ν₁ и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига G₂ и коэффициентом Пуассона ν₁, допускается производить при выполнении требований подраздела 7.2 и при условии l/d > 5; G₁l/G₂d > 1 (где l – длина сваи, м; d – наружный диаметр поперечного сечения ствола, м) по формуле:

Определение осадки свайного фундамента, расчет осадки свайного фундамента

где:

d_b – диаметр уширения сваи;
N – вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН;
EA – жесткость ствола сваи на сжатие, МН;
A – площадь поперечного сечения сваи;
ν – коэффициент Пуассона.

Коэффициент Пуассона для грунта (коэффициент поперечного расширения или коэффициент поперечной деформации или Poisson’s ratio) – это показатель деформируемости грунта, характеризующий отношение поперечных и продольных деформаций грунта (то есть отношение относительных поперечных деформаций к относительным продольным деформациям грунта).

При отсутствии экспериментальных данных, значения коэффициента Пуассона можно принять по п.5.4.7.5 ГОСТ 12248 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости»:

для крупнообломочных грунтов – 0,27;
для песка – от 0,30 до 0,35 (в зависимости от плотности);
для супеси – от 0,30 до 0,35 (в зависимости от плотности);
для суглинков – от 0,35 до 0,37 (в зависимости от плотности);
для твердой глины (при показателе текучести IL = 0) – от 0,20 до 0,30 (в зависимости от плотности);
для полутвердой глины (при показателе текучести IL от 0 до 0,25) – от 0,30 до 0,38 (в зависимости от плотности);
для тугопластичной глины (при показателе текучести IL от 0,25 до 0,5) – от 0,38 до 0,45 (в зависимости от плотности);
для мягкопластичной глины (при показателе текучести IL от 0,5 до 0,75) – от 0,38 до 0,45 (в зависимости от плотности);
для текучепластичной глины (при показателе текучести IL от 0,75 до 1) – от 0,38 до 0,45 (в зависимости от плотности).

Меньшие значения коэффициента Пуассона необходимо применять при большей плотности грунта.

G – модуль сдвига, Мпа. Модулем сдвига называется характеристика деформируемости, определяемая отношением приложенного к грунту касательного напряжения к углу сдвига. Этот показатель используется при расчете устойчивости сооружений и массивов грунтов, давления грунтов на ограждения и подземные сооружения, при расчете осадок под свайными фундаментами.

Характеристики G₁ и ν₁ принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, a G₂ и ν₂ – в пределах 0,5 l, т.е. на глубинах от l до 1,5l от верха свай, при условии, что под нижними концами свай отсутствуют глинистые грунты текучей консистенции, органоминеральные и органические грунты.

Модуль сдвига грунта G = E₀ / 2(1+ν) допускается принимать равным 0,4 E₀, а коэффициент k_v равным 2,0 (где E₀ – модуль общей деформации).

Таким образом, расчет осадки свайного фундамента – достаточно сложная процедура, которая требует применения специальных знаний. Пренебрежение же данными расчетами может привести к негативным последствиям в процессе эксплуатации здания/сооружения.

Автор статьи: Стрижкова Елена Александровна

Заявка на выезд геолога

От 12 000 рублей. В стоимость входит проведение геотехнических исследований (зондирование грунтов не менее чем в трех точках), измерение коррозионной агрессивности грунтов, а также нивелировка участка.

ФИО / Название организации *

E-mail

Телефон *

Адрес выезда