Шпаргалка по "Основания и фундаменты"

Из приведенного выражения следует, что осадка поверхности основания  возникает только в месте приложения давления p и поэтому модель грунта можно представить в виде совокупности отдельно стоящих пружин.

В действительности на реальном грунтовом  основании понижение поверхности  наблюдается и за пределами нагруженного участка (рис.1,б), образуя упругую  лунку. Кроме того, коэффициент постели  не учитывает размеров подошвы фундамента и не является постоянной величиной  для данного грунта. Как показали исследования, данная гипотеза дает достаточно достоверные результаты для слабых грунтовых оснований.

Теория общих упругих деформаций основана на гипотезе упругого полупространства, согласно которой основание работает как сплошная однородная упругая  среда, ограниченная сверху плоскостью и, бесконечно простирающаяся вниз и  в стороны. Деформационные свойства упругой среды характеризуются  величиной модуля деформации, который  не зависит от величины нагрузки под  подошвой фундамента, в отличие от коэффициента постели. При нагружении такого упругого основания деформации имеют место не только в месте  приложения нагрузки, но и за ее пределами (рис.1,б), что и наблюдается под  реальными фундаментами.

Деформация упругого основания  по теории общих упругих деформаций определяется с использованием решений  теории упругости.

Исходными уравнениями деформаций основания в теории общих упругих  деформаций являются:

- для случая плоской деформации  – решение Фламана

- для случая пространственной  и осесимметричной деформации  – решение Буссинеска  где s  осадка упругой полуплоскости или полупространства; Р- сосредоточенная сила для случая пространственной деформации; p погонная полосовая нагрузка для случая плоской деформации: коэффициент деформируемости полупространства; R, x расстояние до рассматриваемой точки ограничивающей плоскости; D постоянная интегрирования.

Однако и этот метод имеет  определенные недостатки. Основной его  характеристикой является модуль деформации. Существующие лабораторные методы не позволяют определять его с достаточной  точностью. Испытания грунта в компрессионных приборах дают заниженные значения модуля деформации. Оказалось, кроме того, что модуль деформации имеет различные  значения для условий плоской  и пространственной деформации.

Кроме того распределение реактивных давлений по теории упругости обладает существенным недостатком: под краями фундамента они становятся бесконечно большими (рис. 2), чего в опытах не наблюдается, поэтому во многих случаях эта  модель основания приводит к завышенным внутренним усилиям (моменты и поперечные силы) в конструкции фундаментов.

9 Теоретический метод  определения несущей способности  свай.

10 Динамический метод  определения несущей способности  свай.

Ещё в 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил уравнение для определения несущей способности свай динамическим способом, т.е. в момент забивки: QH = A + B + C, где QH – работа свайного молота;

A = Pe – работа, затраченная на  погружение сваи;

В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

С = αQH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.). Данное Герсевановым Н.М. уравнение работ, с принятыми  обозначениями, в наиболее наглядной  форме, может быть представлено на следующей  схеме. Схема импульсного ударного воздействия молота на голову сваи в момент забивки и упругого подскока.

Выполнив подстановку в исходное уравнение принятых обозначений, получим: QH = Pe + Qh + αQH, где Р – сопротивление  сваи погружению (несущая способность  сваи);

α - коэффициент, учитывающий потерю работы. В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно  представить в виде:

где А – площадь поперечного  сечения сваи;

е – действительный отказ сваи;

Q – вес ударной части молота;

q – вес сваи; n – коэффициент,  учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи). На  практике при проектировании  эту формулу используют для  определения величины отказа (е), определив заранее расчётом величину (Р). Производитель работ на строительной площадке по вычисленной величине отказа (е) и по результатам нивелирования, судит о несущей способности забиваемой сваи. С этой целью на строительной площадке ведётся журнал сваебойных работ, в который записываются отказы для всех свай. Если измеренный на площадке отказ (после отдыха) превышает вычисленную величину отказа (см. формулу), то несущая способность сваи не обеспечена. В этом случае необходимо использовать дублирующую сваю.

 

13. Определение размеров внецентренно нагруженных фун-ов. - это те фун-ты в которых равнодействующая всех сил не проходит через центр тяжести площади подошвы. Первоначально фун-т проектируют как        центрально нагруженный. е≤0,003в. Если е>0,003в , то площадь подошвы увеличивают на 20-30%. При получении среднего значения площади находят средний вес фун-та с обратной засыпкой и определяют N_n, M_n, P_max. Для того чтобы определить минимальный размер фун-та увеличивают размер подошвы в направлении эксцентриситета и уменьшают в перпендикулярном направлении.

          N_n=N_on+G_gn+G_fn

                                                          M_n=M_on+M_Non+M_Qon+M_Ggn+M_Ea+M_Gfn

                                                          Q=Q_on+E_a

                                                           P_{max min}=N_n/A ± M_n/W;  W=b²*l/6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,10,11 Статистический метод  определения несущей способности  свай.

Несущая спос-ть одиночной сваи по грунту зависит от механических свойств грунта и от метода устройства или погружения сваи. В практике фундаментостроения используют три метода определения несущей способности одиночных свай: теоретический метод (по формулам и таблицам СНиП 11-17—77); динамический метод, основанный на использовании результатов пробной забивки свай; метод пробных статических нагрузок, при котором используют данные, полученные при нагружении свай статическими нагрузками или зондированием грунта. Несущая способность свайного фундамента из свай-стоек равна сумме несущих способностей отдельных свай. Однако при этом мощность практически несжимаемого слоя грунта, на который опирают сваи-стойки, должна быть достаточной. В противном случае свайный фундамент может продавиться в подстилающий слабый грунт. В тех случаях, когда отдельные сваи, составляющие фундамент, расположены достаточно далеко одна от другой, эпюры давлений в грунте не пересекаются (2.1, а), и несущая способность каждой сваи используется полностью. При частом расположении свай эпюры давлений на грунт будут пересекаться (2.1, б, в). Такое пересечение эпюр до известной степени условно, потому что при частой расстановке свай силы трения вокруг каждой сваи проявляются не полностью. Таким образом, при частом расположении свай их общая несущая способность уменьшается. Однако при расчете свайных фундаментов из висячих свай кустовой эффект не учитывают, а ведут расчет свайного фундамента в целом по второму предельному состоянию (по деформациям) грунта основания. При производственной и экспериментальной забивке свай следует соблюдать ряд условий. Так, масса ударной части молота одиночного действия при забивке сваи в грунты средней плотности должна быть не менее массы сваи (или сваи-оболочки) при длине сваи более 12 м и не менее 1,25 массы сваи при ее длине менее . 12 м. Если сваю забивают в плотные грунты, масса ударной части молота при любых условиях должна быть не менее 1,5 массы сваи. При этом массу наголовника включают в массу сваи. Зазор между гранью сваи и стенкой наголовника не должен превышать 1'см.

Динамические испытания свай для определения их несущей способности в песчаных грунтах ведут не менее чем по истечении 3 сут, а свай, забитых в глинистые грунты, — не менее чем через 6 суток с момента окончания их забивки. Это требование вызвано тем, что при погружении готовых свай забивкой в некоторые грунты наблюдаются явления ложного «отказа» и засасывания сваи. Ложный отказ проявляется в том, что после некоторого количества ударов свая перестает заглубляться в грунт, но вновь легко начинает погружаться после возобновления забивки через несколько дней. При ложном отказе сваю после одной или нескольких остановок можно добить до проектной отметки и получить проектную несущую способность. Явление засасывания сваи проявляется в том, что после некоторого количества ударов отказы резко увеличиваются, и свая все легче уходит в грунт. После отдыха в течение нескольких дней свая приобретает полную несущую способность. При забивке свай в песчаные плотные и средней плотности грунты частые удары молота вызывают резкое местное уплотнение грунта под их концами, в результате чего образуются грушевидные зоны уплотненного грунта, препятствующие дальнейшему погружению свай. После прекращения забивки грушевидная зона разуплотняется, и сваю можно забивать дальше. Аналогичные явления наблюдаются также при забивке свай в глинистые грунты твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции. Грушевидные уплотненные зоны образуются в грунтах с малым коэффициентом фильтрации. Рассасывание таких зон зависит от условия отжатия воды: чем меньше коэффициент фильтрации, тем медленнее удаляется вода при уплотнении грунта.

14. Определение осадки свайного  фундамента

Определение осадки свайного фундамента – это расчёт его по II предельному состоянию (деформациям). Условия расчёта в принципе остаются такими же, как и для фундамента на естественном основании. В этом случае свайный фундамент следует рассматривать  как условный фундамент глубокого  заложения (d_ус) (см. схему).

 

 

Схема условного свайного фундамента, необходимая для расчёта  его осадки.

Для определения осадки свайного фундамента необходимо создать условный фундамент - АБСД , используя величину угла a, определяемую из следующих условий:

• φ_ср – средневзвешенный угол внутреннего трения слоев грунта, которых пересекает ствол сваи
• α - угол рассеивания напряжений по длине ствола сваи.