CC BY
0УДК 69
Демьянцева Д.А.
бакалавр,
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСЧЕТА ОСАДКИ
ФУНДАМЕНТОВ ПРИ РАЗЛИЧНОМ ШАГЕ УСТАНОВКИ СВАЙ ПО СТАНДАРТАМ СП 24.13330.2021
Аннотация: в работе построена теоретическая модель расчета осадки фундаментов без использования программного обеспечения, основываясь исключительно на нормативных стандартах, проанализировано влияние шага расположения свай на осадку фундаментов и армирование ростверков, сделаны выводы.
Ключевые слова: свайный фундамент, слабые грунты, расчет осадок, нормативные документы, надежность.
В области несущих конструктивных систем и преимущественно фундаментов задача повышения надежности работы свайных фундаментов на слабых грунтах является важной и актуальной.
В строительстве под оптимальной конструкцией понимается такая конструктивная система, у которой при обязательном выполнении каких-либо необходимых требований: несущей способности, жесткости, прочности, устойчивости и т.д. - один или несколько параметров, например, материалоемкость или стоимость строительства являются минимальными [2].
Одним из вариантов оптимизации свайных фундаментов является изменение шага свай. При частом расположении свай (3^4 ё) на практике возникают трудности при их забивке, особенно под пятном лестнично-лифтовых блоков каркасных зданий. Забивка соседних свай создает уплотненную зону грунтового основания, которую сваебойный агрегат часто просто не может
пробить. В результате на проектную отметку сваи не погружаются. Такие сваи могут составлять более 1/3 от общего количества [1].
Поэтому цель настоящей работы заключается в изучении влияния шага расположения свай на осадку фундамента согласно нормативным стандартам [4]. Путем сравнительного анализа можно будет выявить влияние этого параметра на конечные результаты и оценить его значимость для повышения надежности фундаментов при проектировании.
Сравним два железобетонных свайных куста из 9 свай: один с шагом расположения свай 3 ё, второй - 5 ё. Принимаем железобетонные, забивные сваи квадратного сечения, размерами 300x300 мм и длиною 4 м.
Грунтовое основание в расчете принято однослойным однородным из мягкопластичного суглинка, обладающего следующими физико-механическими характеристиками: удельный вес грунта у = 18 кПа, удельное сцепление еп = 15 кПа, угол внутреннего трения ф = 17о, модуль деформации Ео = 4600 кПа.
Рис. 1. Планы фундаментных кустов с шагом свай 3 ё и 5 ё соответственно.
Расчет осадки ведется с использованием модели условного фундамента на естественном основании в соответствии с 7.4.8-7.4.9 [4]. Схема расчета представлена на рисунке 2.
Шог с&ай 3(1 Шаг сваО Й
Ю 1 .зб'оо. 8
—
ИУ и ЯР С/глинок Е = 4,6 МПЧ у = 18 кН/м1
8 1 Ю 8 СГ)
СП &8,2 / | } 190.« 88, 15!,59
ГО 106 / / 159.33 106,2 [ £
124,2/ 1 / ,04 99,4 124,2 / 1 / ■ 107,ег 1?
1 N2,2 / -М 59,41 142,2/ / ■ : 74,73 Я
160,2 1-- : ¡7,7 160,2 / I 51.51
178,? [ 4 25,9 178,2 / | »,64 37,24
/ игд 196,2 / т Р«« «1 1 В.24 27,74 а.гаг!
Рис. 2. Схема к расчету осадки фундаментов с шагом свай 3 ё и 5 ё соответственно.
Результаты расчета представлены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты расчета осадки свайных фундаментов с шагом 3 ё и 5 ё соответственно.
Свайный куст с шагом Свайный куст с шагом
№ ь, Ъд, 0,2агд, свай 3ё свай 5ё
слоя м кПа кПа о2у, кПа ^гр' кПа Б, м о2у, кПа ^гр' кПа Б, м
0 1 88,2 17,64 88,2 190,42 88,2 151,59
1 1 106,2 21,24 73,82 159,38 0,0149 81,32 139,77 0,0102
2 1 124,2 24,84 46,04 99,4 0,0093 62,27 107,02 0,0078
3 1 142,2 28,44 27,52 59,41 0,0055 43,48 74,73 0,0054
4 1 160,2 32,04 17,46 37,7 0,0035 29,99 51,54 0,0037
5 1 178,2 35,64 12 25,9 0,0024 21,7 37,29 0,0027
6 1 196,2 39,24 16,14 27,74 0,002
Суммарная осадка, см: 3,56 3,19
Таким образом, осадка свайного фундамента из 9 свай с шагом свай 3 ё составила 3,56 см, что больше на 12%, чем осадка с шагом свай 5 ё - 3,19 см.
Увеличение расстояния между сваями приводит также к увеличению внутренних усилий в ростверках. Изгибающие моменты в ростверках рассчитаны в соответствии с 2.10-2.13 [3]. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2. Изгибающие моменты и продольное армирование в ростверках.
Наименование показателя Ростверк 2,4x2,4 м Ростверк 3,6x3,6 м Разница
Изгибающий момент, кН^м 264,35 290,28 25,93
Площадь сечения арматуры, см2 15,15 (0 14 мм) 15,92 (0 16 мм) 0,77
Изгибающие моменты в ростверке с увеличением шага возросли на 9,8%. Увеличение внутренних усилий также привело к увеличению армирования продольной арматуры. Площадь сечения арматуры увеличилась 5,1%, что увеличивает диаметр требуемой арматуры на один типоразмер, что некритично.
По результатам проделанной работы можно сделать вывод о том, что увеличение расстояния между сваями приводит к уменьшению значения осадки и некритичному увеличению продольного армирования, всего на один типоразмер.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Бекбасаров И. И. Основы рациональной забивки железобетонных свай в грунты: Монография. - М.: Электронно-библиотечная система «Znanium», 2021. [Электронный ресурс] URL: https://znanium.ru/catalog/document?pid=1242478 (дата обращения: 12.05.24);
2. Лихтарников Я. М. Вариантное проектирование и оптимизация стальных конструкция. - М.: Стройиздат, 1979.- 319 с;
3. Рекомендации по расчету железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий (ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР). М., Стройиздат, 1974, 40 с;
4. СП 24.13330.2021 Свайные фундаменты. [Электронный ресурс] URL: https://sibgeo.pro/netcat_files/31/21/_24.13330.2021_2.02.03_85_.pdf_dnl15357.pdf (дата обращения: 12.05.24)
Demyantseva D.A.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
COMPARATIVE ANALYSIS OF CALCULATION OF FOUNDATION SETTLEMENT AT DIFFERENT PILE INSTALLATION STEPS ACCORDING TO SP STANDARDS 24.13330.2021
Abstract: the paper builds a theoretical model for calculating foundation settlement without using software, based solely on regulatory standards, analysis the influence of pile spacing on foundation settlement and grillage reinforcement, and draws conclusions.
Keywords: pile foundation, soft soils, settlement calculation, regulatory documents, reliability.
