Определение осадки свайного фундамента

Расчет осадки свайного фундамента производится как для условного фундамента ABCD на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 [1] методом послойного суммирования. Этот фундамент передает равномерно распределенное давление от сооружения на грунт в плоскости, проходящей через острия свай.

Определение границ условного фундамента

φ _ср – средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

(3.9)

φ ₁, φ ₂, … φ_n – расчетные значения углов внутреннего трения грунта при расчете по II-ой группе предельных состояний в пределах соответствующих участков сваи l ₁, l ₂, …, l_n.

Средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения под левой и правой опорой моста равно:

Угол распространения давления под ростверком равен:

(3.10)

Для левой и правой опоры моста угол распространения давления равен:

Размеры условного фундамента и площадь подошвы:

условная глубина d_y = (d _р+ L _св): d_{y лев} = 16.5 м, d_{y пр} = 16.5 м;

условная ширина b_y = 3.3 + 2∙ L _св∙ tgα: b_{y лев} = 6.85 м, b_{y пр} = 6.60 м;

условная длина l_y =12+ 2∙ L _св∙ tgα: l_{y лев} = 15.55 м, l_{y пр} = 15.30 м;

условная площадь подошвы A_y = l_y ∙ b_y: A_{y лев} = 106.5 м², A_{y пр} = 101 м².

Вес условного фундамента abcd определяется по формуле:

(3.11)

γ_i – удельный вес i -го слоя грунта основания;

l_i – толщина i -го слоя грунта.

G_{y лев} = 106.5∙(1.85∙5.5 + 1.91∙5 + 1.76∙1 + 1.98∙2.5) = 2815.33 тс

G_{y пр} = 101∙(1.85∙2.5 + 1.91∙3 + 1.76∙5 + 1.98∙3.5) = 2634.56 тс

Средний удельный вес грунта условного фундамента определяется:

(3.12)

Расчетное сопротивление грунта на уровне dc определяется по формуле:

(3.13)

γ_с1, γ_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по [5]: γ_с1 =1.25, γ_с2 =1;

k – коэффициент, зависящий от прочностных характеристик грунта: k = 1.1;

M_γ, M_q, M_c – коэффициенты, принимаемые по [5]: M_γ =0.98, M_q =4.93, M_c =7.40;

k_z – коэффициент, зависящий от b _у: k_z = 1;

b _у – ширина подошвы условного фундамента;

γ _ср – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента: γ’ _ср = 2.03 тс/м³;

γ’ _ср – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента: γ _{ср лев} = 1.6 тс/м³, γ _{ср пр} = 1.58 тс/м³;

d _у – глубина заложения условного массива фундамента: d _у = 16.5 м;

d_b – глубина подвала от уровня планировки до пола подвала: d_b = 0;

c_II – расчетное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента: c_II = 3 тс/м³.

R _лев = 188.61 тс/м²

R _пр = 186.20 тс/м²

Среднее фактическое давление по подошве условного фундамента определяется по формуле:

(3.14)

Фактическое давление по подошве фундамента p, должно не превышать расчетного сопротивления грунта R по условию (2.6):

Условие (2.6) для левой и правой опоры моста выполняется.

Расчет осадки свайного фундамента производится по формуле (2.12).

Определяем дополнительное вертикальное давление условного фундамента на основание по формуле (2.14):

Определив p ₀ , строим график распределения по оси z для левого и правого фундамента (соответственно рис. 3, 4), при этом вычисления ведутся в табличной форме (таблицы 9, 10).

Таблица 9: Расчет , и для левого фундамента

z		0,5			3,5
ξ		0,25	0,5		1,75	2,5
α		0,986	0,953	0,814	0,592	0,433	0,248	0,136
σzpoi	13,11	12,93	12,49	10,67	7,76	5,68	3,25	1,78
σzg	26,40	27,39	28,39	30,39	33,39	36,57	42,93	51,41
0.2∙σzg	5,28	5,48	5,68	6,08	6,68	7,31	8,59	10,28

Таблица 10: Расчет , и для правого фундамента

z		1,5	2,5			7,5
ξ		0,75	1,25	1,5	2,5	3,75
α		0,916	0,734	0,66	0,433	0,271	0,248	0,136
σzpoi	13,80	12,64	10,13	9,11	5,98	3,74	3,42	1,88
σzg	26,07	29,04	31,02	32,02	36,02	41,02	42,08	50,56
0.2∙σzg	5,21	5,81	6,20	6,40	7,20	8,20	8,42	10,11

Точка пересечения графиков определяет сжимаемую толщу основания H _с, в пределах которой происходит сжатие грунта.

По рисункам 3, 4 определяем активную сжимаемую толщу:

H _с(л) = 4.0 м, H _с(пр) = 4.3 м

Вся активная толща H _с разбивается на слои таким образом, чтобы в пределах одного слоя грунт бы однородным. В середине каждого слоя по определяются значения и вычисляется осадка i -ого слоя грунта.

Вычисления S_i ведутся в табличной форме для левого и правого фундамента (соответственно таблицы 11, 12).

Таблица 11

№	z сер, м	hi, м	σzpoi, тс/м²	Ei, тс/м²	Si, м
	0,25	0,5	13,04		0,0022
	0,5		12,49		0,0033
	0,5		10,67		0,0028
	0,5		8,65		0,0023
	0,25	0,5	7,35		0,0004
				S = ΣSi	0,0110

Осадка левого фундамента составляет: S = 1.1см.

Таблица 12

№	z сер, м	hi, м	σzpoi, тс/м²	Ei, тс/м²	Si, м
	0,625	1,25	13,56		0,0057
	0,625	1,25	11,79		0,0049
	0,45	0,9	9,2		0,0022
	0,45	0,9	7,63		0,0018
				S = ΣSi	0,0146

Осадка правого фундамента составляет: S = 1.5см.

Предельно допустимая осадка для мостов составляет: S_u = 20 см.

S = 1.1 см < S_u = 20 см

S = 1.5 см < S_u = 20 см

Условие (2.17) выполняется для левого и правого фундаментов.

Расчет относительной неравномерности осадок

Необходимо проверить выполнение условия (2.18):

Условие (2.18) по предельной относительной неравномерности осадок выполняется.