Условный фундамент что это такое

Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного

Для данной проверки свайный фундамент рассматривается как условный массивный фундамент в форме прямоугольного параллелепипеда, состоящий из ростверка, свай и грунта, ограниченный контуром А-Б-В-Г

Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам:

;

,

где а_с, b_с – соответственно длина и ширина подошвы условного фундамента;

а_сп, b_сп – соответственно длина и ширина свайного поля по наружным граням крайних свай, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

φ_mt – приведенное среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов, прорезанных сваями, определяемое о формуле

;

φ_I,i – расчетные значения углов внутреннего трения отдельных слоев грунта толщиной h_i; при этом ∑h_i=d_i.

При наклонном расположении свай, если размеры условного фундамента определяются точками пересечения наклонных граней свай с плоскостью острия сваи (рис 5.4).

Проверка несущей способности основания условного фундамента заключается в том, чтобы среднее p и максимальное p_мах давления на грунт в сечении А-Б (рис 5.4) по подошве условного фундамента удовлетворяли следующим условиям

; ,

где R – расчетное сопротивление грунта в уровне нижних концов свай, кПа

где R₀ – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по табл. 1 — 3 приложения 5;

b_с – ширина условного фундамента, м; при ширине более 6 м принимается b_с = 6 м;

d – глубина условного фундамента, м;

g_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы условного фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать g = 19,62 кН/м 3 или определять по формуле (2);

k₁, k₂ – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 приложения 5;

γ_п – коэффициент надежности по назначению сооружения, γ_п = 1,4;

γ_с – коэффициент условий работы, с учетом рассматриваемых временных нагрузок принимается равным γ_с = 1,2;

a_c –длина условного фундамента, м;

d₁ – глубина погружения свай в грунт ниже подошвы ростверка, м;

F_hx – тормозная сила, кН (см. исходные данные);

М_с – момент тормозной силы в уровне подошвы ростверка, кНм

;

F_hx, h_p – приведены в исходных данных;

N_c – нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяемая с учетом веса грунтового массива А-Б-В-Г вместе с заключенными в нем ростверком и сваями по формуле

,

где N_ГР – нагрузка от веса грунта в пределах всего условного фундамента А-Б-В-Г, определяемая по формуле

;

а_с, b_c, h_p – соответственно длина, ширина и высота ростверка, м.

γ_I – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, определяемое по формуле

(2)

где γ_Ii – расчетный удельный вес отдельных геологических слоев грунта, лежащих выше подошвы условного фундамента, кН/м 3 ;

Рис. 5.4. Схема условно массивного свайного фундамента:

а) при применении только вертикальных свай; б) при применении вертикальных и наклонных свай

Источник

Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента.

Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного поля) подсчитывается по формуле:

где s_ef — осадка условного фундамента;

Δs_p — дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента;

Δs_с — дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай.

Границы условного фундамента (см. рисунок 2.18) определяют следующим образом:

Рисунок 2.18. Определение границ условного фундамента при расчете осадки свайных фундаментов

снизу — плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

с боков — вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от осей крайних рядов вертикальных свай на расстоянии 0,5 шага свай (рисунок 2.18, а), но не более 2d (d — диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай — проходящими через нижние концы этих свай (рисунок 2.18, б);

сверху — поверхностью планировки грунта ВГ.

Расчет осадки условного фундамента производят методом послойного суммирования деформаций линейно-деформируемого основания с условным ограничением сжимаемой толщи (см. Свод правил СП 22.1333.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

Вертикальное нормальное напряжение σ_zр, определяющее деформации и глубину сжимаемой толщи, подсчитывается только от действия нагрузки, приложенной к свайному фундаменту, т.е. вес грунта в пределах условного фундамента не учитывается. Начальные напряжения σ_zи определяются с учетом отрывки котлована.

Возможен также трехмерный численный расчет осадки условного фундамента как анизотропного массива с учетом его конечной жесткости на сдвиг по вертикальным плоскостям.

Примечание — При расчете оснований опор мостов условный фундамент допускается принимать ограниченным с боков вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h (tgφ_ll,n/4).

Величина осадки продавливания Δs_p зависит от шага свай в свайном поле, причем шаг может быть переменным. Расчет следует выполнять применительно к цилиндрическому объему (ячейке), в пределах которого все точки находятся ближе к оси данной сваи, чем к осям остальных свай (это не относится к крайним сваям).

Площадь горизонтального поперечного сечения ячейки равна а 2 , где а — шаг свайного поля в окрестности данной сваи. Грунт в объеме ячейки делится на две однородные части: в пределах длины сваи l с модулем общей деформации Е₁ и коэффициентом поперечной деформации v₁, а ниже — с аналогичными параметрами Е₂ и v₂. (В общем случае неоднородного по глубине основания эти параметры получаются осреднением, см. рисунок 2.)

Рисунок 2.19. Расчетная схема метода ячейки

Внешняя нагрузка на ячейку составляет Р = pΩ. В случае однородного основания (Е₁ = Е₂, v₁ = v₂) осадка продавливания равна

(2.18)

где d — диаметр сваи.

Для идеальной сваи (Е₁ = 0)

(2.19)

где .

В общем случае 0

5. Определение несущей способности сваи по грунту. Расчетный метод с использо ванием характеристик физического состояния грунтов.

6. Метод пробных статических нагрузок (статический метод). Понятие об «отды-

7. Динамический метод с использованием «отказа» сваи. Теоретические основы метода. Остаточный и упругий «отказ».

8. Метод зондирования грунтов (общее представление).

9. Анализ достоинств и недостатков рассмотренных методов.

10. Характерные ошибки при использовании динамического метода и объективные причины его «старения». Область использования методов определения несущей способности сваи по грунту.

11. Расчетная нагрузка на сваю. Особенности работы висячих свай в кусте.

12. Правила компоновки свай в кусте, при ленточном расположении и в свайном поле.

13. Работа свай в кусте при внецентренном загружении.

14. «Негативное» трение грунта и его учет при определении несущей способности сваи.

15.Расчет основания свайного фундамента по деформациям. Расчет осадки основания при кустовом, ленточном и при одиночном расположении свай по нормативным методикам СНиП 2.02.03-85 и СП24.1333.2011.

16. Особенности расчета осадки в случае действия «негативного» трения грунта. О

Источник

Чему принимать равным критерий σzp/σzgi для определения глубины сжатой толщи при определении осадок свайного поля как условного фундамента.

Считаю осадку свайного поля методом условного фундамента.
Нахожу глубину сжатой толщи.
СП 24 ссылается на СП 22, который глубину сжатой толщи определяет как минимальную из ширины фундамента или по критерию σzp/σzgi =0,5 (напряжение от внешней нагрузки менее 0,5 фона до стройки).
В некоторых случаях СП 22 регламентирует σzp/σzgi =0,2. Однако эти случаи со слабыми слоями для свайного поля практически невозможны, так как никто не будет опирать сваи на болото.

В моём случае плохая геология по верху свай. Осадки получаются достаточно большими. Приближаются к предельным 100 мм. А при выборе 0,2 выходят за предельные.
Выбор критерия σzp/σzgi становится критичным. От этого слишком много зависит ( 55 мм при 0,5 или 130 мм при 0,2).

Посоветуйте пожалуйста, стоит ли довериться СП 22 и выбрать 0,5 или похимичить и наделать свай до кучи с критерием 0,2.
Как именно химичить ?

Считал поле также как куст свай.
Получил что-то порядка 85 мм. Думал что получу похожую осадку при расчёте осадки ячейки сваи как условного фундамента.
Подскажите, пожалуйста, нормальна ли меньшая осадка условного фундамента по сравнению с кустом свай ?

Расчёт свай 24.09.2019 свайного поля условный фундамент.zip (815.5 Кб, 12 просмотров)

24.09.2019, 11:52 1 | #2

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

Разумеется надо брать σzp/σzgi =0,5

Сколько свай в свайном поле? (А именно, насколько больше 25 шт.).

85 мм для какой-то конкретной сваи. Ну или у вас абсолютно равномерно распределяются усилия в поле, что нереально. Какое сооружение считаете?

Вертикальное нормальное напряжение , определяющее деформации и глубину сжимаемой толщи, подсчитывается только от действия нагрузки, приложенной к свайному фундаменту, т.е. вес грунта в пределах условного фундамента не учитывается.

24.09.2019, 11:57 #3

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Сделал тестовый расчёт. Сваи ещё не располагал, соответственно а и А взяты приблизительные для серединки плиты.

Куст считал для 169 свай. Конечно, несопоставимо, но вот соспоставлял для себя.
Для 25 свайного куста осадка центральной сваи 30 мм, для 169 свайного куста 85 мм.

Думал делить сваи по нагрузке только на крайние и все остальные. То есть на 2 группы свай.
Здание общественное 3 этажа, каркасное. Из железобетончика.

И ещё вопрос.
Если правильно понял, то метод условного фундамента не позволит определить повышенную нагрузку (низкую жёсткость) на крайние сваи. Ведь размеры ячеек в и с краю и в центре будут примерно одинаковые.
Есть ли здесь какие-то хитрости ?
Или крайние сваи просто тыкать с меньшим шагом и побольше ?
Стоит ли вообще пытаться поймать увеличение нагрузок на крайние сваи в модели SCAD ?

24.09.2019, 12:15 1 | #4

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

Ну тут конечно будет гигантские различия в различных местах поля.

Это при одинаковой внешней нагрузке на сваю?

Можно в каком-нибудь ФОК или Фундаменте проверить, чтобы хотя бы порядок цифр проверить. Ну или тут можете выложить расчет на коленке, вдруг где-то ошибаетесь.
Но лично у меня огромные сомнения во-первых в таких осадках (хотя я не знаю какое сечение и длина свай) при хорошем основании свай и, во-вторых, в такой разнице между осадкой куста и условным фундаментом

24.09.2019, 12:17 #5

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

24.09.2019, 14:26 1 | #6

Инженер-проектировщик КМ, КЖ

Так метод и не подразумевает искать усилия в сваях (если под повышенной нагрузкой имеется в виду нагрузка на конкретную сваю). Задача метода определить что называется среднюю температуру по больнице, Что безусловный минус метода.
Вы же, видимо, намекаете на перераспределение усилий вследствии различных осадок различных групп свай внутри свайного поля. Предлагаю такой алгоритм:
1. Определяете общую вертикальную нагрузку от основного сочетания с коэффициентом надежности по нагрузке 1, от нее считаете ваш гигантский условный фундамент из 100+ свай. Получаете осадку (среднюю, одинаковую для всех свай).
2. Моделируете верхушку в лира-скадо-микрофе. и вместо свай ставите коротыши со связями конечной жесткости, конечная жесткость которых у всех свай одинакова и равна нагрузка на 1 сваю деленную на осадку.
3. Считаете схему и видите, что усилия в крайних сваях больше, где-то под стенами или под каким-то ремонтно-складируемых площадках также больше и т.д.
4. Корректируете расположение свай в части свай, для которых превышена Fd, в местах неравномерного распределения нагрузки (например, где-то на пределе, а где-то 10% загрузка), добиваясь минимума свай при максимуме равномерности распределения массы. Хотя 100% этого сделать не получится, т.к. все зависит от конкретной комбинации, но все-таки.
5. Делаете 2 итерацию: делите фактическую нагрузку на сваю на осадку (зонами естественно, не для каждой).
6. Повторяете п.5 пока не надоест или не наступит сходимость по параметру осадки

Источник