- 11038 Просмотров
- Обсудить
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
11.1. При проектировании свайных фундаментов на подрабатываемых территориях кроме требований настоящей главы должны соблюдаться также требования главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях: при этом наряду с данными по инженерным изысканиям для проектирования свайных фундаментов, предусмотренными в разделе 3 настоящей главы, должны также использоваться данные горно-геологических изысканий и сведения об ожидаемых деформациях земной поверхности. 11.2. В задании на проектирование свайных фундаментов на подрабатываемых территориях должны содержаться полученные по результатам маркшейдерского расчета данные об ожидаемых максимальных деформациях земной поверхности на участке строительства, в том числе: h-оседание, мм, i-наклоны, мм/м; eг-относительные горизонтальные деформации растяжения или сжатия, мм/м; Rк-радиус кривизны земной поверхности от подработки территории, км; Sг-горизонтальное сдвижение, мм. 11.3. Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должен производиться по предельным состояниям на особое сочетание нагрузок, назначаемых с учетом воздействий со стороны деформируемого при подработке основания. 11.4. В зависимости от характера сопряжения голов свай и свай-оболочек с ростверком и взаимодействия фундамента с грунтом основания в процессе развития в нем горизонтальных деформаций от подработки территории различаются следующие схемы свайных фундаментов: а) жесткие-при жесткой заделке голов свай и свай-оболочек в ростверк путем заанкеривания в нем выпусков арматуры свай и свай-оболочек либо при непосредственной заделке в нем головы сваи и сваи-оболочки в соответствии с требованиями, изложенными в п. 8.5 настоящей главы; б) податливые-при условно-шарнирном сопряжении сваи и сваи-оболочки с ростверком, выполненным путем заделки ее головы в ростверк на 5-10 см или сопряжении через шов скольжения. Примечание. Шов скольжения должен предусматриваться в виде прокладки материалов с малыми коэффициентами трения (графита, слюды, полиэтиленовой пленки и т.п.) между ростверком и железобетонным башмаком колонны или опорной плоскостью стены здания. Конструкция швов скольжения должна предусматриваться в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Рис. 42. Схема свайного фундамента для каркасного здания при наличии связей-распорок в двух направлениях и ростверка, отделенного от фундаментов швом скольжения а-план; б-разрез; в-эпюра продольных усилий в связях-распорках; 1-колонны; 2-фундаменты; 3-распорки; 4-ростверк; 5-шов скольжения; 6-сваи К п. 11.4. Высота плиты ростверка под башмаком колонны или железобетонной плиты должна определяться из условия расчета ее на продавливание. Шов скольжения должен устраиваться в пределах отсека на одной отметке. Плоскость шва скольжения должна быть ровной, без выступов. Для недопущения горизонтальных перемещений колонн при подработке, между башмаками под колонны следует предусматривать в продольном, а в необходимых случаях и в поперечном направлениях связи-распорки, подошва которых должна быть на уровне шва скольжения. Минимальное сечение связи-распорки 20´20 см; увеличение сечения связи-распорки из условия размещения арматуры целесообразно осуществлять за счет увеличения ее ширины. Размещение арматуры в связи-распорке должно быть в основном у боковых граней ее сечения. Сопряжение связи-распорки с башмаками под колонны должно осуществляться в вертикальной плоскости по шарнирной схеме. При направлении подработки к главным осям здания под углом, близким к 45°, целесообразно предусматривать также диагональные связи-распорки. При устройстве между отдельными фундаментами каркасных зданий связей-распорок и отделении ростверка от фундаментных башмаков швом скольжения продольные усилия в любом сечении связи-распорки от трения по шву скольжения при воздействии перемещений грунта определяют по формуле (рис. 42): , (79) где т¢-коэффициент, учитывающий неодновременность сдвига ростверков по шву скольжения (принимается по табл. 29 в зависимости от числа колонн на участке от 0,5 L до х, где: L-длина отсека, х-расстояние от оси отсека до рассматриваемого сечения); Ti-сила трения под i-м фундаментом, определяемая по формуле (80), тс; п-число колонн на участке от 0,5 L до х; Ti=fNi, (80) где f-коэффициент трения по шву скольжения, принимается по указаниям главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях; Ni-вертикальная нагрузка на ростверк i-го фундамента, тс. Таблица 29 Число колонн (фундаментов) на участке от 0,5 L до x Коэффициент т¢ 1 1 2 0,85 3 0,7 4 0,6 5 и более 0,5 Величину изгибающего момента в свае независимо от характера ее сопряжения с ростверком следует определять по формуле (108) по величине опорной реакции, приходящейся на одну сваю: Nг=, где k-число свай в ростверке под фундаментным башмаком. Примечания: 1. Для определения полного усилия в связи-распорке необходимо учесть также боковое нормальное давление грунта на фундаментный башмак и трение по боковым поверхностям башмака (трение о связь-распорку не учитывается). 2. При устройстве шва скольжения под сплошной железобетонной плитой ростверк необходимо разрезать на отдельные участки с кустом свай под ними. Расчет дополнительных усилий в плите от сдвига элементов ростверка по шву скольжения следует осуществлять по формуле (79). 11.5. Расчет фундаментов и их оснований на подрабатываемых территориях должен производиться с учетом: а) изменений физико-механических свойств грунтов, вызванных подработкой территории, в соответствии с требованиями п. 11.6 настоящей главы; б) перераспределения вертикальных нагрузок на отдельные сваи, вызванного искривлением и наклоном земной поверхности, в соответствии с требованиями п. 11.7 настоящей главы; в) дополнительных нагрузок в горизонтальной плоскости, вызванных развитием деформаций грунтов основания при подработке территории, в соответствии с требованиями пп. 11.8 и 11.9 настоящей главы. 11.6. Несущая способность по грунту основания Фподр, тс, свай всех видов и свай-оболочек, работающих на сжимающую нагрузку, при подработке территории определяется по формуле Фподр=тподр Ф, [81(32)] где mподр-коэффициент условий работы, учитывающий изменение структуры грунта и перераспределение вертикальных нагрузок при подработке территории, принимаемый по табл. 30 (16); Таблица 30(16) Виды свай, зданий и сооружений Коэффициент условий работы mподр в случае, если изыскания проведены до подработки во время подработки 1. Сваи-стойки в фундаментах любых зданий и сооружений 0,9 1 2. Висячие сваи в фундаментах: а) податливых зданий и сооружений (например, одноэтажных каркасных с шарнирными опорами) 0,9 1 б) жестких зданий и сооружений (например, бескаркасных многоэтажных зданий с жесткими узлами, силосных корпусов) 1,1 1,2 Примечание к табл. 30(16). Подразделение на жесткие и податливые здания осуществлено по их реакции на неравномерные осадки фундаментов в вертикальной плоскости; в жестких зданиях при этом происходит перераспределение отпора грунта, а в податливых перераспределения практически не происходит или оно мало и его можно не учитывать. Ф-несущая способность сваи, тс, определенная расчетом в соответствии с требованиями раздела 5 настоящей главы или определенная по результатам полевых исследований (динамических и статических испытаний свай или свай-оболочек, зондирования грунта), в соответствии с требованиями раздела 6 настоящей главы. Сваи на подрабатываемых территориях, как правило, должны рассчитываться на внецентренное сжатие, а в случае превышения дополнительных выдергивающих нагрузок от искривления основания, действия наклонов и ветровой нагрузки над сжимающими нагрузками-на внецентренное растяжение. Несущую способность свай по грунту следует рассчитывать на сочетания, при которых в них возникают максимальные сжимающие нагрузки с учетом дополнительных нагрузок сжатия от искривления основания, наклона и ветровой нагрузки. Несущую способность свай по материалу следует определять при максимальном значении изгибающего момента для двух сочетаний вертикальных нагрузок, при которых возникают максимальная и минимальная нагрузки. При этом в соответствии с п. 5.2 настоящей главы СНиП свая рассматривается как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном на расстоянии l1=H + lo, где Н-длина участка сваи от подошвы ростверка до уровня поверхности грунта; lo-длина участка сваи в грунте, определяемая по формуле (102). Приведенные (расчетные) максимальную Nмакс и минимальную Nмин вертикальные нагрузки на сваю в свайном фундаменте жесткого здания или сооружения следует определять по невыгодным сочетаниям основных и дополнительных нагрузок, действующих в направлении продольной и поперечной главных осей здания по формуле , (82) где N-расчетная вертикальная нагрузка от всего отсека здания, тс; п-общее число свай в отсеке; DN-дополнительная вертикальная нагрузка на сваю от искривления основания, определяемая по формуле (85), тс; -дополнительная вертикальная нагрузка от наклона и ветровой нагрузки, определяемая по формуле (84), тс; 0,8 и 0,7-коэффициенты, учитывающие сочетания нагрузок. Примечание. Максимальные и минимальные вертикальные нагрузки возникают в угловых сваях по контуру отсека здания, а также в крайних сваях, расположенных по главным осям отсека. Под воздействием наклонов земной поверхности, возникающих при подработке территории и от ветровой нагрузки, дополнительные горизонтальные и вертикальные нагрузки в сваях определяют по формулам: ; (83) ; , (84) где Т-общая горизонтальная нагрузка, действующая на отсек здания, вызванная наклоном земной поверхности и ветровой нагрузкой, тс; п-число свай в фундаменте отсека; Мх и My-расчетные моменты относительно главных осей х и у от действия наклона земной поверхности, вызванного подработкой территории, и ветровой нагрузки, тс×м; x y, хi и yi-по формуле 44 (26). 11.7. Дополнительные вертикальные нагрузки ±DN на сваи или сваи-оболочки зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой, вызванные искривлением земной поверхности при подработке территории, следует определять в зависимости от ожидаемого радиуса кривизны поверхности Rк и ее наклона при следующих допущениях: а) свайные фундаменты из висячих свай и свай-оболочек и их основания заменяются в соответствии с п. 7.1 настоящей главы условным фундаментом на естественном основании; б) основание условного фундамента принимается линейно-деформируемым с постоянным модулем деформации по длине здания (сооружения) или выделенного в нем отсека. Определение дополнительных вертикальных нагрузок ±DN производится относительно продольной и поперечной осей здания. К п. 11.7. Дополнительные нагрузки на сваи вызываются перераспределением их в результате взаимодействия здания бесконечной жесткости на условных фундаментах на естественном основании по цилиндрической поверхности, с условным радиусом кривизны, определяемым по формуле (89). Дополнительная вертикальная нагрузка DN на любую сваю, расположенную на расстоянии Х от главной оси фундамента (рис. 43), от искривления основания определяется по формуле (85) где Аx-общая длина условного фундамента в направлении оси х, определяемая по формуле (86), м; К-коэффициент жесткости основания для условного фундамента, определяемый по формуле (87), тс/м3; lу1-момент инерции площади подошвы условного фундамента, расположенной по одну сторону от главной оси УУ относительно оси y’у’, м4; x0-расстояние от главной оси УУ до центра тяжести рассматриваемой половины фундамента (определяется как отношение статического момента к площади фундамента), м; х-расстояние от главной оси уу до оси сваи, для которой вычисляется DN, м; xi-то же, до оси любой сваи, находящейся на рассматриваемой половине площади условного фундамента, м; Rж ¾ условный радиус кривизны основания от влияния горных выработок, учитывающий конечную жесткость здания и определяемый по формуле (89); при кривизне выпуклости принимается со знаком плюс, при кривизне вогнутости-со знаком минус, м; п-общее число свай в свайном фундаменте: ; (86) где L ¾ расстояние между осями крайних свай отсека (см. рис. 43,а), м; d-размер поперечного сечения свай, м; l и jIIcp-по п. 7.1 настоящей главы СНиП; ayc ¾ размер условного фундамента, м; , (87) где Ki-коэффициент жесткости основания под отдельным условным фундаментом или условной фундаментной лентой, определяемый соответственно по формулам (88а); Fi-площадь фундамента, м2; ; (88а) ; (88б) где Ео-модуль вертикальной деформации основания на уровне острия свай, тс/м2; ai-отношение длины условного ленточного фундамента (например, Ax) к его ширине; , (89) где пк и тк-соответственно коэффициенты перегрузки и условий работы к радиусу кривизны, принимаемые по указаниям главы СНиП на здания и сооружения на подрабатываемых территориях; mæ-коэффициент (меньше или равный единице), учитывающий конечную жесткость здания, определяемый по формуле , (90) где b-приведенная ширина подошвы условного фундамента, м; ЕI-приведенная жесткость стен отсека, тc×м2; L и К-по формулам (86) и (87). Для коротких отсеков жестких зданий, имеющих отношение L/H£1 (где L-длина отсека, Н-высота здания от подошвы ростверка до карниза), допускается принимать mж=l, а Rж равным расчетному радиусу кривизны. Рис. 43. Схема замены свайного фундамента условным на естественном основании и эпюра перераспределения нагрузок на сваи при кривизне выпуклости а-здание на искривленном основании; б-план свайного поля, ростверка и условного фундамента: в-эпюра перераспределения нагрузок на сваи; 1-ростверк; 2-сваи; 3-условный фундамент на естественном основании; аbесd-эпюра нагрузок на сваи до искривления основания; ab’e’c’d-эпюра нагрузок на сваи при искривлении основания; уу-главная ось; y’y’ ¾ ось, проходящая через центр тяжести половины условного фундамента Дополнительные обобщенные усилия в вертикальной плоскости коробки жесткого здания в любом сечении х, вызванные искривлением основания, определяются по формулам: ; (91) , (92) где DN-дополнительная нагрузка на i-ю сваю с учетом ее знака, определяемая по формуле (85), тс; k-количество свай на участке от 0,5 L до х (см. рис. 43); xi и х-то же, что и в формуле (85). На обобщенные усилия следует рассчитывать элементы несущих конструкций здания (ростверк, пояса и простенки). 11.8. В расчетах свайных фундаментов, возводимых на подрабатываемых территориях, должны учитываться дополнительные усилия, возникающие в сваях или сваях-оболочках вследствие их работы на изгиб под влиянием горизонтальных перемещении грунта основания при подработке территории по отношению к проектному положению свай или свай-оболочек. Величину этих усилий следует определять, используя методику расчета свай и свай-оболочек на горизонтальные перемещения по величине расчетного горизонтального перемещения грунта Dг. 11.9. Расчетное горизонтальное перемещение Dг, мм, грунта при подработке территории (рис. 44) следует определять по формуле Dг=ne me eг x [93(33)] где ne и me-соответственно коэффициенты перегрузки и условий работы для относительных горизонтальных деформаций, принимаемые в соответствии с главой СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях; eг ¾ ожидаемая величина относительной горизонтальной деформации, указанная в задании на проектирование и определяемая по результатам маркшейдерского расчета, мм/м; х-расстояние от оси рассматриваемой сваи до центральной оси здания (сооружения) с ростверком, устраиваемым на всю длину здания (отсека), или до блока жесткости каркасного здания (отсека) с ростверком, устраиваемым под отдельные колонны, м. К п. 11.9. Расчет свай на горизонтальные перемещения и нагрузки осуществляется при следующих допущениях: а) основание принимается упругим, характеризуемым горизонтальным (боковым) модулем деформации, увеличивающимся по глубине с нулевой ординатой на поверхности грунта или под подошвой ростверка; б) в результате взаимодействия упругой оси сваи с упругой грунтовой средой под воздействием горизонтальных перемещений в заглубленной части сваи возникают два участка ¾ верхний длиной b и нижний длиной с (рис. 45 и 46), в пределах которых боковое давление грунта на сваю имеет противоположные направления; в) максимальная ордината эпюры бокового давления p1 на участке b, располагаемая посередине этого участка, принимается пропорциональной величине обжатия грунта сваей в точке Е и определяется по формуле (99); г) длина погружения сваи l в грунт должна удовлетворять неравенству (94) Рис. 44. Воздействие горизонтальных перемещений грунта на свайный фундамент с жесткой заделкой голов свай в низкий ростверк а-свайный фундамент: б-эпюра перемещений грунта: 1-сваи до подработки; 2-изгиб оси свай, вызванный перемещением грунта Рис. 45. Схема взаимодействия упругой оси сваи, имеющей шарнирное сопряжение с ростверком, и грунта при действии горизонтальной нагрузки или перемещения а-деформация оси сваи (1) и эпюра обжатия грунта (2); б-эпюра давления грунта на сваю; в, г-эпюра поперечных сил и изгибающих моментов в свае; 3-касательная к эпюрам давления в точке В Рис. 46. Схема взаимодействия упругой оси сваи с жесткой заделкой головы в ростверк с грунтом при действии горизонтальной нагрузки или перемещения а-деформация оси .сваи (1) и эпюра обжатия грунта (2); б-эпюра давления грунта на сваю; в, г-эпюры поперечных сил и изгибающих моментов в свае; 3-касательная к эпюрам давления в точке В Примечание. Для практических целей методику допускается применять при l ³ 0,9 (b + с). При расчете свай на горизонтальные перемещения и нагрузку метод предусматривает выполнение следующих граничных условий: 1) в точках В и С (см. рис. 45 и 46), прогибы которых относительно первоначального положения оси сваи (до приложения воздействия) равны нулю, боковое давление грунта на сваю принимается равным нулю; 2) в нулевой точке В касательная к эпюрам давления на участках b и с вследствие однородности грунта или его равномерного изменения по глубине является общей; 3) в точке С поперечная сила и изгибающий момент в свае равны нулю. Рис. 47. График зависимости коэффициентов a, q, q, т, c и (левая шкала) и b (правая шкала) от коэффициента при жесткой заделке голов свай в ростверк a, q, q, т, c и Рис. 48. График зависимости коэффициентов a, q, q, т, c и (левая шкала) и b (правая шкала) от коэффициента при шарнирном сопряжении голов свай с ростверком. Для свайных фундаментов с шарнирной заделкой голов в ростверк добавляется четвертое граничное условие-сумма моментов всех сил относительно заделки (головы сваи) равна нулю. Ординаты поперечных сил и изгибающих моментов для характерных сечений сваи при шарнирной или жесткой заделке голов в высокий или низкий ростверки под воздействием горизонтальных перемещений определяют по формулам: Qi=Qqi; (95) Mi=Мmi, (96) где Q и М-определяются по формулам ; (97) ; (98) где qi и mi-коэффициенты, определяемые по графикам (рис. 47 и 48) соответственно для жесткой заделки и шарнирного сопряжения голов свай с ростверками в зависимости от коэффициента =Н/l (где Н-свободная высота сваи, м; l-длина ее погружения, м; pi-максимальная ордината эпюры бокового давления грунта, тс/м, на участке b, определяемая по формуле ; (99) где Ег-модуль горизонтальной деформации грунта, определяемый по формуле (101), тс/м2; qЕ-коэффициент обжатия грунта посередине участка b, определяемый по графикам рис. 47 или 48; Dг-расчетное перемещение грунта, определяемое по формуле [93 (33)]; w-коэффициент, принимаемый по табл. 31 в зависимости от коэффициента п (отношения глубины погружения сваи l к ее размеру поперечного сечения d в направлении, перпендикулярном плоскости действия перемещения); m-коэффициент Пуассона; b-длина верхнего участка эпюры бокового давления грунта, м, определяемая по формуле , (100) где b-коэффициент, определяемый по графикам рис. 47 или 48. EI-жесткость сваи; Eг=m Eo, (101) где т-коэффициент условий работы, учитывающий анизотропность грунта; рекомендуется принимать в соответствии с п. 11.2 главы СНиП II-15-74 для глинистых грунтов равным 0,5, а для песчаных 0,65 (значение коэффициента т можно уточнять в зависимости от способа погружения свай, явлений засасывания, длительного действия нагрузки и т. п.); Eo-модуль вертикальной деформации грунта, тс/м2, определяемый ориентировочно на уровне середины участка b (для грунтов с относительно высокой несущей способностью на глубине (4-5) d и для грунтов с низкой несущей способностью-(6-7) d от поверхности грунта для свайных фундаментов с высоким ростверком или от подошвы ростверка для свайных фундаментов с низким ростверком). Таблица 31 n 10 20 30 40 50 w 2,25 2,64 2,88 3,07 3,22 Для построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в свае под воздействием горизонтальных перемещений по графикам рис. 47 или 48 следует определить коэффициенты: для поперечной силы qA и qB (qD=qA; qC=0; qG=0,5 qB), а также по формуле (102) положение сечения в заглубленной части сваи с нулевым значением поперечной силы и максимальным значением изгибающего момента Mпp; для изгибающего момента соответственно коэффициенты (для шарнирного сопряжения тА=0): тА; тD; тпр; тВ (тС=0; mG=0,1875) и расстояние lo до точки с максимальной ординатой изгибающего момента в свае: , (102) где -коэффициент, определяемый по графику рис. 47 или 48. Длину участка с и максимальную ординату эпюры бокового давления грунта p2, находящуюся посередине участка с, определяют по формулам: с=ab; (103) p2=ap1. (104) где a-коэффициент, определяемый по графикам рис. 47 или 48. Для определения только максимальных значений поперечной силы и изгибающего момента в свае по графикам рис. 47 или 48 достаточно выбрать максимальные значения коэффициентов qi и mi и по формулам (95) и (96) вычислить Qмакс и Ммакс. Прогиб упругой оси сваи под воздействием горизонтальных перемещений определяют по формулам: максимальный в уровне головы сваи ; (105) прогиб в характерных сечениях сваи ; (106а) , (106б) где c, QD и QE-коэффициенты, определяемые по графикам рис. 47 или 48 в зависимости от коэффициента (для шарнирного сопряжения свай с ростверком кривые c на графике рис. 48 увеличены в 5 раз). По графику рис. 48 можно также определить прогиб точки G, расположенной посередине участка с: , (106в) Ординаты QG на графике рис. 48 увеличены в 10 раз. Примечание. Учитывая, что прогибы точек С и В равны нулю, формулы (105)-(106) дают возможность построить эпюры прогиба упругой оси сваи. Максимальные усилия в сваях свайного поля, имеющих различные перемещения Dг, целесообразно определять через усилия Q1 и M1), получаемые при единичном перемещении Dг1=1 см, а затем вычислять искомые Q и М при заданных перемещениях Dг, см, по формулам: Q=[Dг] Q1; M=[Dг] M1, (107) где [Dг]-абсолютная величина заданного перемещения сваи. При решении обратных задач, когда по заданным горизонтальным нагрузкам (например, от наклона земной поверхности и ветровой нагрузки в виде опорных реакций Nг=QA) требуется определить величины максимальных усилий в сваях или построить эпюры давления грунта, поперечных сил, изгибающих моментов и прогиба сваи, расчеты рекомендуется осуществлять через значение опорной реакции QA1, полученной при единичном перемещении Dг1=1 см. Например, максимальную величину изгибающего момента в свае от действия горизонтальной нагрузки Nг можно определить по формуле , (108) где М1-максимальный изгибающий момент в свае при единичном перемещении Dг1=1 см. В свайных фундаментах с высоким ростверком в случаях, когда коэффициент qВ > 0,5, максимальное значение поперечной силы следует определять для заглубленной части сваи (точки В-см. рис. 45 и 46) по формуле , (109) где qА-коэффициент для сечения А в уровне головы сваи. Рис. 49. Схемы взаимодействия коротких свай-стоек с низким ростверком при действии горизонтального перемещения грунта А-при жесткой заделке голов в ростверк; Б-при шарнирном сопряжении свай с ростверком; а-деформации упругой оси свай и эпюры обжатия грунта; б-эпюры давления грунта; в, г-эпюры поперечных сил и изгибающих моментов Максимальный прогиб сваи под воздействием горизонтальной нагрузки Nг, приложенной к голове сваи (от наклона или ветровой нагрузки), определяют по формуле , (110) где QA1-опорная реакция в свае при действии единичного горизонтального перемещения, тс. Для коротких свай-стоек с низким ростверком, глубина погружения которых удовлетворяет неравенству (114), максимальные усилия в сваях при воздействии горизонтальных перемещениq определяют по формулам: а) при условно-шарнирном сопряжении свай с ростверком (рис. 49, Б) Q=0,33рl; (111) M=0,l04pl2, (112) где p-максимальная ордината бокового давления грунта на сваю, тс/м, определяемая по формуле ; (113) l-глубина погружения сваи, м, которая должна удовлетворять неравенству 0,85b £ l £ 1,35b; (114) b-длина верхнего участка сваи, м, определенная по формуле (100) при =0; Ег, w, m-по формуле (99); б) при жесткой заделке голов свай в ростверк (см. рис. 49, А) ; (115) , (116) где р-максимальная ордината бокового давления грунта на сваю, определяемая по формуле (113) с заменой коэффициента 0,33 на 0,395; N-сосредоточенная сила, тc, приложенная в уровне острия сваи, имеющая направление, противоположное направлению р, и определяемая по формуле , (117) где ЕI-жесткость сваи. Остальные обозначения расшифрованы выше. Дополнительный изгибающий момент от воздействия вертикальной нагрузки на изогнутую ось сваи допускается приближенно определять по формулам: а) для шарнирного сопряжения свай с ростверком DMпр=Nb (1-qE)Dг; (118) б) для жесткой заделки свай с ростверком DMА=Nb (1-qE)Dг/2. (119) В формулах (118) и (119): Nb ¾ нормативная вертикальная нагрузка на сваю, тс; qE-коэффициенты, определяемые по графику рис. 47 или 48; DГ —расчетное перемещение грунта для сваи, м. Приведенные (расчетные) максимальные усилия в свае от воздействия горизонтальных перемещений, наклона и ветровой нагрузки, а также от внецентренного действия вертикальной нагрузки определяют по формулам: QР=0,8 (Qг + 0,7 Qн); (120) МР=0,8 (Мг + 0,7 Мн + МN); (121) где Qг, Mг-максимальные значения поперечной силы, тс, и изгибающего момента, тс×м, в свае от воздействия горизонтальных перемещений; Qн, Мн-то же, возникающие в тех же сечениях от воздействия наклонов земной поверхности и ветровой нагрузок; МN-дополнительный изгибающий момент в свае от внецентренного действия вертикальной нагрузки на изогнутую ось сваи, определяемый по формуле (118) или (119); 0,8 и 0,7— понижающие коэффициенты, учитывающие сочетания нагрузок. 11.10. Свайные фундаменты зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует проектировать исходя из условий необходимости передачи на ростверк минимальных усилий от свай, возникающих в результате деформации земной поверхности. Для выполнения этого требования необходимо в проектах предусматривать: а) разрезку здания или сооружения на отсеки для уменьшения влияния горизонтальных перемещений грунта основания; б) преимущественно висячие сваи для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой для снижения дополнительно возникающих усилий в вертикальной плоскости от искривления основания; в) сваи возможно меньшей жесткости, например, призматические сваи квадратного или прямоугольного поперечного сечения, причем сваи прямоугольного сечения следует располагать меньшей стороной в продольном направлении отсека здания; г) преимущественно податливые конструкции сопряжения свай с ростверком, указанные в п. 11.4 настоящей главы. Примечание. При разрезке здания и сооружения на отсеки в ростверке между ними следует предусматривать зазоры (деформационные швы), размеры которых определяют как для нижних конструкций зданий и сооружений в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. 11.11. Свайные фундаменты на подрабатываемых территориях в зависимости от величины ожидаемых деформаций земной поверхности допускается применять, как правило, только в случае пологого и наклонного (менее 45°) залегания пластов: а) с висячими сваями-на территориях II-IV групп для любых видов и конструкций зданий и сооружений; б) со сваями-стойками-на территориях III-IV групп для зданий и сооружений, проектируемых с податливой конструктивной схемой здания при искривлении основания, а для IV группы также и для зданий и сооружений, проектируемых с жесткой конструктивной схемой. Применение висячих свай или свай-оболочек на территориях I группы и свай-стоек на территориях I и II групп допускается только на основании специального технико-экономического обоснования. Примечания: 1. Деление подрабатываемых территорий на группы принято по главе СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. 2. Сваи-оболочки, буронабивные сваи диаметром более 600 мм и другие виды жестких свай допускается применять, как правило, только в свайных фундаментах с податливой схемой при сопряжении их с ростверком через шов скольжения (п. 11.4 настоящей главы). 3. Величина заглубления в грунт свай и свай-оболочек на подрабатываемых территориях должна быть не менее 4 м, за исключением случаев опирания свай или свай-оболочек на скальные грунты. 11.12. В случае крутопадающих (более 45°) пластов, когда возможно образование уступов, а также на площадках с геологическими нарушениями применение свайных фундаментов допускается только при наличии специального обоснования. 11.13. Конструкция сопряжения свай или свай-оболочек с ростверком должна назначаться в зависимости от величины ожидаемого горизонтального перемещения грунта основания Dг, причем предельно допускаемые значения горизонтального перемещения для свай или свай-оболочек не должны превышать при сопряжении свай или свай-оболочек с ростверком (п. 11.4 настоящей главы): а) жестком-2 см; б) податливом условно шарнирном-5 см; в) то же, через шов скольжения-8 см. Примечание. Для снижения величин усилий, возникающих в сваях или сваях-оболочках и в ростверке от воздействия горизонтальных перемещений грунта оснований, а также для обеспечения пространственной устойчивости свайных фундаментов и здания (сооружения) в целом, сваи и сваи-оболочки свайного поля в зоне действия небольших перемещений грунта (до 2 см) следует предусматривать с жестким сопряжением, а остальные-с податливым (шарнирным или сопряжением через шов скольжения). К п. 11.13. Для свайных фундаментов с высоким ростверком указанные предельные перемещения грунта при соответствующем обосновании могут быть увеличены. 11.14. Свайные ростверки должны рассчитываться на внецентренное растяжение и сжатие, а также на кручение при воздействии на них горизонтальных опорных реакций от свай или свай-оболочек (поперечной силы и изгибающего момента), вызванных боковым давлением деформируемого при подработке грунта основания. Рис. 50. К расчету свайного фундамента на искривленном основании (+ Rж) а-план свайного поля и условных фундаментов на естественном основании; б-эпюра перераспределения нагрузок на сваи; в, г-эпюры обобщенных поперечных сил и изгибающих моментов в стенах в вертикальной плоскости; 1-ростверк; 2-сваи; 3-условные фундаменты К п. 11.14. Продольное усилие в любом сечении х ростверка независимо от вида сопряжения голов свай с ростверком при воздействии горизонтальных перемещений основания определяется по формуле , (122) где QАр-горизонтальная опорная реакция i-сваи, тc, находящейся на расчетном участке от 0,5 L до х продольного элемента ростверка, определяемая по формуле (120); Q*Ар-часть опорной реакции от сваи, тс, находящейся на примыкающем элементе ростверка под поперечной стеной, определяемой по схеме простой балки от сосредоточенной нагрузки (рис. 50); k-число свай на продольном участке ростверка от 0,5 L до х; п-то же, на примыкающих участках ростверка. При передаче горизонтальных опорных реакций от свай на примыкающие элементы ростверка следует учитывать изгиб этих элементов от сосредоточенных сил, равных QAP, и кручение. Сосредоточенные крутящие моменты от каждой сваи определяют по формуле Мкр=МАр + QAphp/2, (123) где МАP и QAp-усилия в свае в уровне ее головы; hp-высота ростверка, м; На продольные элементы ростверка крутящие моменты передаются как сосредоточенные опорные изгибающие моменты, действующие в вертикальной плоскости и определяемые по формуле , (124) где M¢кр-аналогично Q¢Ap формуле (122); МAp-сосредоточенный изгибающий момент от сваи, расположенной на продольном элементе на пересечении с осью примыкающей стены, определяемый по формуле (121); n-число свай на примыкающем участке ростверка. Для шарнирного сопряжения свай с ростверком в формулах (123) и (124) следует принимать MAp=0. 11.15. При применении свайных фундаментов с высоким ростверком в бетонных полах или других жестких конструкциях, устраиваемых на поверхности грунта, следует предусматривать зазор по всему периметру свай шириной не менее 8 см на всю толщину жесткой конструкции. Зазор следует заполнять пластичными или упругими материалами, не образующими жесткой опоры для свай при воздействии горизонтальных перемещений грунта основания.
Теги
Похожие материалы
Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.