В рамках данной статьи рассмотрим Пример №2 Методических указаний по расчёту осадок вертикально нагруженных свай групп с учётом их взаимного влияния.
Ссылка на исходный документ: https://www.faufcc.ru/upload/methodical_materials/mp09_2020.pdf
Пример 2
Исходные данные
Свайный фундамент состоит из девяти свай расположенных регулярно, по квадратной сетке с шагом 4d (2.4 м), длиной 18 м, диаметром 0.6 м. Расчётная схема инженерно-геологических условий представляет собой двухслойное основание, характеризуемое модулями сдвига G1 и G2 равными 5 и 10 (см. примечание) МПа соответственно, коэффициентом Пуассона v=0.25. Нагрузка на все сваи одинаковая и составляет 2 МН.
Важно! В ходе расчётов, в методических указаниях, для грунта под нижними концами свай применяется модуль сдвига G2=15 МПа, вместо G2=10 МПа, указанного в исходных данных. При моделировании этой задачи в ЛИРА САПР, также принимаем G2=15 МПа.
План и разрез по свайной группе показаны на рисунке.
Проанализировав схему взаимодействия, можно отметить, что влияние, создаваемое сваями 1, 3, 7 и 9 на остальные одинаково. Также одинаково влияние, создаваемое сваями 2, 4, 6 и 8. Указанная особенность позволяет рассматривать три расчётных случая: осадка свай 1, 2 и 5.
Расчёт осадки свай 1, 3, 7, 9
Расчёт осадки для одиночной висячей сваи без уширения пяты выполняют по формуле:
здесь Betta’ – коэффициент соответствующий абсолютно жёсткой свае;
alpha' – тот же коэффициент (Betta’) для случая однородного основания с характеристиками G1, v1;
Х – относительная жёсткость сваи;
ЕА – жёсткость ствола сваи на сжатие, МН;
Lyambda1 – параметр, характеризующий увеличение осадки за счёт сжатия ствола и определяемый по формуле:
kv, kv1 – коэффициенты, определяемые по формуле:
При расчёте осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи 1, находящейся на расстоянии а1=2.4 м (свая 2 и 4), а2=3.39 м (свая 5), а3 = 4.8 м (свая 3 и 7), а4=5.36 м (свая 6 и 8), а5=6.79 м (свая 9) (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которым приложена нагрузка равна:
При а1=2.4 м.
Дополнительная осадка на сваю 1 от сваи 2 и 4 равна:
При а2=3.39 м.
Дополнительная осадка на сваю 1 от сваи 5 равна:
При а3=4.8 м.
Дополнительная осадка на сваю 1 от сваи 3 и 7 равна:
При а4=5.36 м.
Дополнительная осадка на сваю 1 от сваи 6 и 8 равна:
При а5=6.79 м
Дополнительная осадка на сваю 1 от сваи 9 равна:
Расчёт осадки свай 2, 4, 6, 8
При расчёте осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи 2, находящейся на расстоянии а1=2.4 м (свая 1, 3, 5), а2=3.39 м (свая 4, 6), а3=5.36 м (свая 7 и 9), а4=4.8 м (свая 8) (расстояние измеряется между осями свай) от свай, к которым приложена нагрузка равна:
При а1=2.4 м.
Дополнительная осадка на сваю 2 от свай 1, 3, 5 равна:
При а2=3.39 м.
Дополнительная осадка на сваю 2 от свай 4, 6 равна:
При а3=5.36 м.
Дополнительная осадка на сваю 2 от свай 7 и 9 равна:
При а4=4.8 м.
Дополнительная осадка на сваю 2 от сваи 8 равна:
Расчёт осадки сваи 5
При расчёте осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи 5, находящейся на расстоянии а1=2.4 м (сваи 2, 4, 6, 8), а2=3.39 м (сваи 1, 3, 7, 9), (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка N, равна:
При а1=2.4 м.
Дополнительная осадка на сваю 5 от свай 2, 4, 6, 8 равна:
При а2=3.39 м.
Дополнительная осадка на сваю 5 от свай 1, 3, 7, 9 равна:
Расчёт осадки свайного фундамента в ЛИРА САПР
1 Напластование грунтов
2 Характеристики грунтов
Определение модуля деформаций грунтов.
В рамках данной задачи, выразим модуль деформации грунта из формулы в п.7.4.3 СП 24.13330.2011:
G=E0/2(1+v);
E0=G*2*(1+v);
Определим модуль деформации для каждого слоя:
Слой 1 E0=G1*2*(1+v)=5*2*(1+0.25)=12.5 МПа=1274.65 тс/м2;
Слой 2 E0=G2*2*(1+v)=15*2*(1+0.25)=37.5 МПа= 3823.94 тс/м2;
3 Высотные отметки
Отметка рельефа по скважине 1 = 0 м, отметка головы сваи = 0 м в абсолютных координатах модели грунта.
Длину сваи принимаем 18 м.
Свая целиком находится в слое G1.
На отметке -18 м находится граница грунтов G1 и G2, т.е. нижний конец сваи упирается в слой G2.
4 Коэффициенты при расчётах
В рамках данного примера определяется только осадка сваи, которая не зависит от параметров определения несущей способности, поэтому параметры могут быть любыми.
При расчёте осадок, учитывается взаимное влияние свай.
Результаты расчёта ЛИРА САПР
Результат определения осадок свай с учётом взаимного влияния представлены на рисунке:
Сравнение с результатами расчёта в Примере 2:
