Статья:

Влияние диапазона отклонений свай от проектного положения в плане, при их погружении на несущую способность центрально нагруженного свайного куста

Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №5(141)

Рубрика: Технические науки

Выходные данные
Косяков А.Ю. Влияние диапазона отклонений свай от проектного положения в плане, при их погружении на несущую способность центрально нагруженного свайного куста // Студенческий форум: электрон. научн. журн. 2021. № 5(141). URL: https://nauchforum.ru/journal/stud/141/87030 (дата обращения: 19.05.2024).
Журнал опубликован
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

Влияние диапазона отклонений свай от проектного положения в плане, при их погружении на несущую способность центрально нагруженного свайного куста

Косяков Андрей Юрьевич
магистрант, Ярославский государственный технический университет, РФ, г. Ярославль
Фатиев Владимир Павлович
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Ярославский государственный технический университет, РФ, г. Ярославль

 

При забивке свай, возникают ситуации, при которых происходит отклонение свай в плане от их проектного положения. Данные отклонения регламентируются в соответствии с [3, п.15.5.7].

Отклонение свай от проектного положения в плане приводит к возникновению моментов сил в уровне подошвы свайного ростверка, что в свою очередь приводит к неравномерному распределению нагрузок на отдельные сваи в свайном кусте, что может привести к перегрузу отдельных свай и не соблюдению условия [2, п.7.1.11, ф.7.2]:

                                                                                                               (1)

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;

 – допустимая нагрузка на сваю;

В данной статье была предпринята попытка показать влияние различных диапазонов отклонений свай в плане при их погружении от их проектного положения, на несущую способность центрально нагруженного свайного куста. Для исследования данного вопроса была написана программа на языке JavaScript.

Исходные данные: габариты железобетонного ростверка в плане: 1,8х18, м; высота ростверка 0,6 м; длина свай 6 м; сечение свай 300х300 мм; заведение оголовка свай в тело ростверка 0,3 м; сопряжение сваи с телом ростверка жесткое. Количество свай – 4 шт.; расстояние между осями свай 4d = 4*0,3 = 1,2 м. Нагрузка на свайный куст Nd = 200 т; координаты точки приложения нагрузки, относительно осей x0 и y0: xN = 0,9 м и yN = 0,9 м,  = 1.

Координаты расположения центров свай в плане относительно осей x0 и y0 (см. Рисунок 1): (координаты 0;0 соответствуют левому нижнему углу ростверка): свая №1 (0,3;1,5) м, свая №2 (1,5;1,5) м, свая №3 (0,3;0,3) м, свая №4 (1,5;0,3) м.

 

Рисунок 1. Конфигурация свайного куста в плане

 

В рамках данной работы было принято, что расчетная нагрузка на одну сваю N = 50 т.с. будет равна допустимой нагрузке на сваю = 50 т.с.:

N =  /                                                                                                                (2)

В этом случае, несущая способность свайного куста  составит 200 т.с.

В такой ситуации даже при незначительном отклонении свай в плане, будет происходить перераспределение нагрузок на отдельные сваи и условие

N =  не будет выполняться.

Несущая способность свайного куста, при отклонении свай в плане будет уменьшаться:

                                                                                                    (3)

где xmax, ymax – координаты наиболее нагруженной из 4х свай в свайном кусте, относительно осей x и y;

ex, ey – эксцентриситеты моментов возникающих в подошве свайного ростверка, вдоль осей x и y;

Количество вариантов отклонений свай в плане носит множественный характер. Поэтому в программе, при вычислении  задавалось до 10000 вариантов. В каждом варианте отклонения свай для каждой сваи случайным образом, независимо задавались отклонения свай в плане по оси x и по оси y в заданном диапазоне. Т.е. при заданном допустимом отклонении сваи в плане Δ = 0,3*d = 0,09 м, для каждой сваи в диапазоне [-0,09…0,09] случайным образом генерируется величина отклонения по оси x и по оси y, тогда координаты свай в плане будут:  и . При этих координатах вычисляется 

Таких расчетов программа выполняет 10000 шт. – для получения 10000 значений  в заданном диапазоне отклонений. На данном этапе исследований за несущую способность свайного куста принимается её среднее значение:

                                                                                                             (4)

Данное значение позволяет более точно учесть влияние отклонений свай в плане при их погружении на несущую способность свайного куста.

Для оценки влияния отклонения свай в плане на несущую способность свайного куста был использован коэффициент К:

                                                                                                            (5)

Таблица.

 Результаты расчеты программы

№ п.п.

Отклонение

K

Nr, т.

 

№ п.п.

Отклонение

K

Nr, т.

1.

0,025d

0.9942

198,84

7.

0,175d

0.960

192

2.

0,05d

0.9883

197,66

8.

0,2d

0.9554

191,08

3.

0,075d

0.9827

196,54

9.

0,225d

0.9502

190,04

4.

0,1d

0.9772

195,44

10.

0,25d

0.9449

188,98

5.

0,125d

0.9716

194,32

11.

0,275d

0.939

187,8

6.

0,15d

0.966

193,2

12.

0,3d

0.9345

186,9

 

Рисунок 2. График зависимости коэффициента обеспеченности К от отклонений свай в плане

 

Результаты данной работы показали, что при увеличении отклонений свай в плане от проектного положения, при их погружении, несущая способность для центрально нагруженного свайного куста необходимо учитывать возможность отклонения свай в плане, т.к. они приводят к уменьшению несущей способности свайного куста. Чем больше отклонения свай в плане, тем меньше несущая способность свайного куста.

 

Список литературы:
1. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*– М.: Стройиздат, 1987. – 60 с.
2. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (с Опечаткой, с Изменением N 1). М: НИИОСП, 2011.
3. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов; Госстрой России (21.06.2003). ФГУП ЦПП, 2004.
4. Проектирование свайных фундаментов: учеб. пособие для студ., обуч. по спец. 270102 "Пром. и гражд. стр-во" напр. 270100 "Стр-во" / С. А. Тумаков [и др.]; Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2010. - 179 с.: ил. - (2949). - Библиогр.: с. 167-168. - ISBN 978-5-9914-0159-3: 154.00.