Корнієнко М.В., Карпенко Д.А.

 СЬОМА ВСЕУКРАЇНСЬКА НАУКОВО – ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

 “МЕХАНІКА ҐРУНТІВ, ГЕОТЕХНІКА І ФУНДАМЕНТОБУДУВАННЯ”

 м. Одеса, 3 – 7 жовтня 2011 р.

Про розрахункові схеми визначення осідання основи в умовах лесових ґрунтів,

що просідають під дією власної ваги

Мета роботи – аналіз та дослідження існу-ючих розрахункових схем для визначення осідання пальових фундаментів, в тому числі і з розширення в лесових товщах, що просідають від власної ваги.

Задача дослідження - запропонувати роз-рахункову схему для визначення осідання пальового фундаменту при палях з розши-реною п'ятою в умовах лесових ґрунтів, що просідають під дією власної ваги.

На сьогоднішній день для визначення деформа-ції пальових фундаментів використовують нас-тупні розрахункові схеми:

- “класична” схема, яка закладена в діючих нор-мах (для висячих паль) і з врахуванням нової ре-дакції українських норм ДБН В.2.1-10:2009 (змі-на №1);- “європейська” схема, яка походить із Єврокоду і закладена в діючих нових російських нормах;- окремі розрахункові схеми, які запропоновані різними дослідниками (Тер-Мартиросян З.Г, Россіхін Ю.В., Гільман Я.Д. і ін.);- розрахункові схеми, що пропонує “Руководство по проектированию и устройству фундаментов из буронабивных свай и опор-колонн”.

“Класична” схема

Рис. 1 – Розрахункова схема умовного фундаменту длявизначення осідання пальового фундаменту:

а) – умовний фундамент; б) – розрахункова схема визначення осідання

fi,ï ð. f i,ï ð. f i,ï ð.

f i,ï ð.

fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð.

h'sl.g

Hsl

Hsl

Hsl

Hsl

à) ³ â) - ëåñî âèé ãðóí ò ï ðèðî äí î ¿ âî ëî ãî ñò³;á) ³ ã) - âî äî í àñè÷åí èé ëåñî âèé ãðóí ò

hsl.g

h'sl.g

hsl.g

f.p.

r

“Європейська” схема

Рис. 2 – Визначення меж умовного фундаменту при розрахунку осідання

пальового фундаменту

Осідання великого розміру пальового фундаменту (пальового поля) визна-чається за наступною формулою:

S = Sef + ΔSp + ΔSc, Sef – осідання умовного фундаменту; ΔSp – додаткове осідання за рахунок продавлювання паль на рівні підошви умовного фундаменту; ΔSс – додаткове осідання за рахунок стиску стовбура паль.

fi,ï ð. f i,ï ð. f i,ï ð.

f i,ï ð.

fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð.

h'sl.g

Hsl

Hsl

Hsl

Hsl

à) ³ â) - ëåñî âèé ãðóí ò ï ðèðî äí î ¿ âî ëî ãî ñò³;á) ³ ã) - âî äî í àñè÷åí èé ëåñî âèé ãðóí ò

hsl.g

h'sl.g

hsl.g

Рис. 3 – Геомеханічна розрахункова модель ґрунтового масиву визначення осідання пальового

фундаменту за З.Г. Тер-Мартиросяном

Осідання пальового фунда-менту обумовлюються зсув-ною деформацією ґрунту, який оточує палю і осідан-ням шарів ґрунту під ниж-нім кінцем паль.

f.p.

rf.p.

f.p. +2df.p.tg /4

За “Руководством … ” розраху-нок осідань виконують за схе-мою, в якій в межах усієї дов-жини палі опір ґрунту по бічній поверхні не враховується або враховується з від’ємним зна-ком, як додаткове приван-таження, або, якщо проведені лінії під кутом не виходять за межі розширення і все наван-таження приймається рівно-мірно розподіленим по площи-ні, рівною проекції п’яти на горизонтальну площину.

Рис. 4 – Схема розрахунку осідань умовного фундаменту при кущовому розташуванні паль з розширеною п'ятою, яка утворена механічним

розбурювання

rf.p.

1-1

1 1

ï ëî ùàóì î âí î ãî

ôóí äàì åí òó

Рис. 5 – Схема для розрахунку осідань умовного фундаменту

При значному кроку паль роз-рахункова схема може трансфо-рмуватись і розглядатись, як су-ма роботи окремих паль у виг-ляді локальних умовних стовп-частих фундаментів.

Рис. 6 – Розрахункова схема для визначення розмірів умовного фундаменту при дії довантажуючого тертя в просідаючій основі:

а) – за Ю.В. Россіхіним; б) – за Работніковим А.І., Корякіним В.С.

непросідаючийшар основи

рівень нульовоїточки (НТ)

f.p.

f.p.

r

sl

C D

l=h+

h

f.p.

r

sl

рівень нульовоїточки (НТ)

Af.p.

B

C Da)

непросідаючийшар основи

б)

A B

В даній розрахунковій схемі вва-жається, що лінія побудови умовного фундаменту продовжується від роз-ширення п’яти палі під кутом 30-450

до перетину з горизонтально лінію,

яка проведена в рівні нижнього кінця паль. При цьому вважається, що роз-ширення відіграє в даному випадку роль окремого фундаменту і відпо-відно грунт під підошвою якого зна-ходиться в активній зоні. Також, в зоні розширення п’яти палі будуть відсутні сили тертя по бічній пове-рхні, то умова тут не реалізується.

Рис. 7 – Розрахункова схема визначення меж умовного пальового фундаменту при

проектуванні куща паль з розширеною п’ятою в умовах лесових ґрунтів, що просідають від

власної ваги

непросідаючийшар основи

f i,пр.

ax=f(D,h0,h)sl

f.p.

Dd

r

f.p.

fi.пр. додатково визначається з враху-ванням об’єму ґрунту в розрахунко-вому пальовому кущі; можливе уточ-нення схеми, як для окремого стовпа з довантажуючим тертям по зовнішній поверхні.

Рис. 8 – Розрахункова схема визначення осідання куща паль з розширеною п’ятою в умовах лесових

ґрунтів, що просідають від власної ваги

Осідання куща паль з розширеною п'ятою пальового фундаменту визна-чається за наступною формулою:

S = Sef + ΔSp + ΔSc, Sef – осідання умовного фундаме-нту; ΔSp – додаткове осідання за раху-нок продавлювання паль на рівні пі-дошви умовного фундаменту; ΔSс – додаткове осідання за раху-нок стиску стовбура паль (цією величиною можна нехтувати корот-ких паль).

1) характер замочування (знизу, зверху, локальне, площинне по простиранню або по глибині), що відповідно корегує вагу ґрунту в межах умовного фундаменту; 2) сили довантажуючого тертя по бічній поверхні паль передаються на палю, напруження під п’ятою зростає, тобто, буде відбуватись перерозподіл напружень в основі нижче підошви і характер деформації основи змінюється на користь збільшення; 3) характер деформації в часі може викликати реологічну зміну у взаємодії паль з оточуючим ґрунтом, а тому характер осідання може коригуватись; 4) локальне замочування на межі з бічними поверхнями умовного фундаменту, може викликати просідання прилеглого масиву під дією власної ваги, прояву сил довантажуючого тертя, і збільшення тиску на окремих ділянках, що викликає відпо-відно деформацію; 5) відстань між палями буде впливати на величину довантажуючого тертя по бічній поверхні. Також, впливає і кількість паль в ростверку (пальовому фундаменті); 6) звичайно на величину осідання може впливати якість зачистки забою свер-дловини, при виконанні розширення. Ці впливи носитимуть, як правило, випадковий фактор.

Прийнята модель має ряд особливостей, які можуть впливати на величину розрахункового осідання:

ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК

На основі детального аналізу та дослідження взаємодії паль з оточуючим просідаючим лесовим масивом, співставлення з даними за результатами випробування паль статичним навантаженням та чисельного моделю-вання існуючих розрахункових схем для визначення осідання основи пальових фундаментів, запропоновано розрахункову схему для визначення осідання пальового фундаменту із паль з розширенням, що закладене нижче підошви лесової товщі, що просідає під дією власної ваги. Дана розрахункова схема має жорстке визначення, тобто, забезпечує комплексну оцінку осідання пальових фундаментів вказаного типу. Враховуючи значну глиби-ну влаштування таких фундаментів від поверхні і практичну відсутність дії набухання ґрунту на забої, прийнято, що впливом пружних деформацій, які прояв-ляються у вигляді підйому поверхні можна знехтувати і розрахунок осідання виконувати за класичною схемою (пошарового підсумування) з врахуванням точного виз-начення модуля деформації Е несучого шару основи.

ДЯКУЄМО ЗА УВАГУ

Державне підприємство “Державний науково-дослідний інститут

будівельних конструкцій”