Особенности расчета свайных фундаментов

6.6.1 Расчет свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками по несущей способности грунтов основания свай следует производить на действие расчетных статических нагрузок в соответствии с требованиями СП 24.13330.

При этом расчетные сопротивления грунтов основания на боковой поверхности свай и под их нижним концом должны быть дополнительно умножены на коэффициенты условий работы грунта основания соответственно γ_cp,f и γ_ср,_R, приведенные в таблице 6, а сумма расчетных сопротивлений грунтового основания для висячих свай - на коэффициент условий работы γ_c0, значения которого приведены в таблице 2. Для свай-стоек коэффициент γ_c0 принимается равным 1.

Таблица 6

В случае определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний вместо коэффициентов γ_cp,f и γ_cp,R вводится коэффициент условий работы грунтов основания γ_ср, определяемый как отношение несущей способности сваи, определенным расчетным способом с учетом коэффициентов γ_cp,f и γ_cp,R, к той же несущей способности без учета этих коэффициентов.

В случае опирания свай на грунты, указанные в поз. «а» таблицы 6, несущую способность свай следует определять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками. При отсутствии таких данных при соответствующем обосновании допускается определять несущую способность свай по результатам полевых испытаний в соответствии с требованиями СП 24.13330 с введением вместо коэффициентов γ_cp,f и γ_cp,R коэффициента γ_ср = 0,25.

6.6.2. При устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений, расположенных вблизи фундаментов машин с динамическими нагрузками, несущая способность свай определяется в соответствии с требованиями СП 24.13330 с учетом дополнительного коэффициента условий работы грунтов основания γ_ср (или γ_cp,f и γ_cp,R),значения которых определяются в соответствии с 6.6.1. Размеры зоны, для которой учитывается указанный коэффициент, следует принимать в соответствии с указаниями 5.2.23.

6.6.3 Расчет колебаний свайных фундаментов машин следует производить по тем же формулам, что и для фундаментов на естественном основании, но при введении вместо значений массы, моментов инерции массы и жесткостей т, θ_φ, θ_φ0; θ_ψ, К_z, К_х, К_φ, К_ψсоответствующих им приведенных значений m_red, θ_φ,red, θ_φ0,red, θ_ψ,red, K_z,red, K_x,red, K_φ,red, K_ψ,red, определяемых по формулам (85) - (100).

Для вертикальных колебаний свайных фундаментов

0123A10B1DE05946

(85)

0123A10B1DE05946

(86)

где 0123A10B1DE05946

(87)

В формулах (85) - (87):

m_r - общая масса ростверка с установленной на нем машиной, т;

m_i,p - масса части i-й сваи, заглубленной в грунт, т;

m_i,0 - масса части i-й сваи выше поверхности грунта, т;

N - число свай;

Е_b - модуль упругости материала свай, кПа;

l - глубина погружения сваи в грунт, м;

l₀ - расстояние от подошвы ростверка до поверхности грунта, м; для низкого ростверка l₀ = 0;

А_р - площади поперечного сечения сваи, м²;

и - периметр поперечного сечения сваи, м;

С_z^* - коэффициент упругого равномерного сжатия грунта на уровне нижних концов свай, кН/м³, определяемый по формуле (5), в которой площадь подошвы фундамента А принимается равной площади наибольшего поперечного сечения нижнего конца сваи, а значение коэффициента b₀для забивных свай удваивается;

K^* - коэффициент, принимаемый равным для свай: 2 - для сплошных железобетонных; 2,5 - для полых железобетонных; 3,5 - для деревянных;

с_р,k - удельное упругое сопротивление грунта на боковой поверхности сваи в k-мслое, принимаемое по таблицам 7 и 8;

с₀ - коэффициент, принимаемый равным 10000 кН/м³;

k_l и k_l* - номер слоя грунта, отсчитываемый от поверхности грунта до глубины, равной соответственно l и l^* = 0,2[1 + 4th(10/l)]l;

l_k - толщина k-гослоя грунта;

th - тангенс гиперболический.

Примечание - При уменьшении расстояния между сваями от 5d до 2d значение K_z,red следует уменьшать в два раза (для промежуточных расстояний определять интерполяцией).

Таблица 7

Таблица 8

Для горизонтальных колебаний свайных фундаментов

0123A10B1DE05946

(88)

(89)

(90)

где I - момент инерции площади поперечного сечения сваи, м⁴;

- коэффициент упругой деформации системы «свая-грунт», определяемый по формуле

= 2α_ε, (91)

здесь α_ε - коэффициент деформации, определяемый в соответствии с указаниями СП 24.13330 при γ_с = 3.

Для свай, шарнирно сопряженных с ростверком,

0123A10B1DE05946

(92)

Для свай, защемленных в ростверк,

0123A10B1DE05946

(93)

В формулах (92), (93):

A₀, В₀, С₀ - коэффициенты, зависящие от приведенной глубины погружения сваи и условий опирания ее нижнего конца (определяются по указаниям СП 24.13330).

Для горизонтально-вращательных колебаний свайных фундаментов

m_φ,red = m_x,red;(94)

0123A10B1DE05946

(95)

θ_φ0,red = θ_φ,red + h₂²m_r; (96)

0123A10B1DE05946

(97)

В формулах (95) - (97):

θ_φ,r - момент инерции массы ростверка и машины относительно горизонтальной оси, проходящей через их общий центр тяжести перпендикулярно плоскости колебаний, т×м²;

h₂ - расстояние от центра тяжести массы т_r до подошвы ростверка, м;

r_h,i - расстояние от оси i-й сваи до горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний.

Для вращательных колебаний свайного фундамента относительно вертикальной оси

m_ψ,red = m_x,red; (98)

0123A10B1DE05946

(99)

0123A10B1DE05946

(100)

В формулах (99), (100):

θ_ψ,r - момент инерции массы ростверка и машины относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести ростверка, т×м²;

r_v,i - расстояние от оси i-й сваи до вертикальной оси, проходящей через центр тяжести ростверка, м.

6.6.4 Относительное демпфирование для свайных фундаментов следует определять, как правило, по результатам испытаний. При отсутствии экспериментальных данных относительное демпфирование ξ_z при вертикальных колебаниях свайных фундаментов допускается принимать равным 0,2 для установившихся колебаний и 0,5 для неустановившихся колебаний. Значения ξ_x, ξ_φ, ξ_ψ определяются по формулам (15) - (17).