П.1 Визначення осідань паль і пальових фундаментів за розв'язанням задачі про переміщення стрижня в пружному півпросторі

Розрахунок паль і пальових фундаментів за деформаціями основ

ДОДАТОК П

(довідковий)

 

П.1.1 Осідання одиночної палі s1 під дією вертикального навантаження Р (рисунок П.1.1) визначають за формулою:

Р – вертикальне навантаження на палю Р = Рf + РR; Рf – частина навантаження, що передається на ґрунтову основу бічною поверхнею палі, Рf = uΣpfihi; u – периметр палі; рfi – питомий опір i-го шару ґрунтової основи по бічній поверхні палі; hi – товщина i-го шару ґрунту, що контактує з бічною поверхнею палі; pr – частина навантаження, що передається на ґрунтову основу нижнім кінцем палі, Pr = рRА; pR – питомий опір ґрунтової основи під нижнім кінцем палі (ступінь реалізації питомих опорів Рf та PR залежить від величини вертикального навантаження Р), визначається в межах одного діаметра вище і чотирьох нижче позначки нижнього кінця палі; А – площа спирання палі на ґрунт.

Рисунок П.1.1 – Розрахункова схема для визначення осідання вертикально навантаженої палі в ґрунтовій основі, що складена нашаруваннями ґрунтів, при вертикальному навантаженні

Граничний опір палі визначають за результатами натурних випробувань ґрунтів палями. За відсутності результатів натурних випробувань допускається приймати Ри = l,25Fd.

П.1.2 Пружна складова осідання палі визначається за формулою:

Таблиця П.1.1 – Значення коефіцієнта с

r0/l Значення с при kE
0,010 0,796 0,733 0,675 0,579 0,425 0,277 0,073
0,015 0,729 0,653 0,585 0,482 0,333 0,205 0,050
0,020 0,682 0,595 0,522 0,417 0,275 0,164 0,039
0,025 0,645 0,550 0,474 0,368 0,235 0,136 0,031
0,030 0,615 0,514 0,436 0,332 0,206 0,117 0,026
0,035 0,590 0,484 0,405 0,302 0,184 0,103 0,023
0,040 0,568 0,458 0,378 0,278 0,166 0,092 0,020
0,050 0,531 0,416 0,336 0,241 0,140 0,076 0,016
0,060 0,502 0,383 0,304 0,213 0,121 0,065 0,014
0,080 0,456 0,333 0,257 0,175 0,097 0,051 0,011
0,100 0,421 0,297 0,224 0,149 0,081 0,042 0,009
Примітка. Для проміжних значень r0/l і kE значення коефіцієнта осідання с визначають інтерполяцією.

Таблиця П.1.2 – Значення коефіцієнта b

r0/l Значення b при kE
0,010 0,038 0,128 0,203 0,320 0,503 0,677 0,915
0,015 0,050 0,169 0,261 0,396 0,585 0,745 0,938
0,020 0,061 0,204 0,309 0,454 0,642 0,788 0,950
0,025 0,072 0,235 0,350 0,500 0,683 0,817 0,958
0,030 0,081 0,262 0,384 0,538 0,715 0,839 0,964
0,035 0,089 0,286 0,414 0,569 0,740 0,855 0,968
0,040 0,097 0,309 0,441 0,595 0,761 0,869 0,971
0,050 0,111 0,347 0,485 0,639 0,793 0,888 0,976
0,060 0,123 0,380 0,522 0,672 0,817 0,902 0,979

 


Кінець таблиці П.1.2

 

r0/l Значення b при kE
 
0,080 0,144 0,435 0,579 0,722 0,850 0,922 0,984
0,100 0,159 0,476 0,621 0,756 0,871 0,934 0,986
Примітка. Для проміжних значень r0/l і kE значення коефіцієнта b визначають інтерполяцією.
                 

П.1.3 Приведений модуль деформації ґрунту (рисунок П.1.1) визначають за формулою:

П.1.4 Осідання групи паль розраховують за методикою, що враховує взаємний вплив паль у фундаменті (рисунок П.1.2).

Осідання i-ої палі у фундаменті si визначають за формулою

s – осідання голови палі від навантаження Р; 1 – вертикальні переміщення шарів ґрунту навколо палі; 2 – ізолінії вертикальних переміщень ґрунту; Р1, Р2 – вертикальне навантаження на першу та другу палю; s1, s2 – осідання відповідно першої та другої палі; s11, s22 – осідання паль від навантажень, прикладених до їх голів; s12, s21 – осідання першої палі від впливу другої та другої від впливу першої відповідно; sinf,1, sіnf,2 – вертикальні переміщення ґрунтової основи від навантаження на першу та другу палі відповідно; Σsinf – сумарне вертикальне переміщення ґрунтової основи від навантаження на палі.

а) – переміщення одиночної палі і оточуючої її ґрунтової основи; 6) – переміщення паль і оточуючої їх ґрунтової основи під дією зосереджених сил з урахуванням взаємного впливу; в) – розподіл переміщень голів паль і поверхні ґрунтової основи з урахуванням взаємного впливу

Рисунок П.1.2– Схеми розподілу переміщень паль і оточуючої їх ґрунтової основи з урахуванням взаємного впливу

Таблиця П.1.3 – Значення коефіцієнта wj

 

 

Значення wj при r0/l
0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,050 0,060 0,080 0,100
0,673 0,608 0,561 0,525 0,496 0,471 0,450 0,415 0,386 0,342 0,309
0,565 0,501 0,455 0,420 0,391 0,367 0,346 0,313 0,285 0,244 0,213
0,503 0,439 0,393 0,359 0,331 0,307 0,287 0,254 0,229 0,189 0,161
0,424 0,361 0,317 0,283 0,256 0,234 0,215 0,185 0,162 0,128 0,105

 


Кінець таблиці П.1.3

Значення wj при r0/l
0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,050 0,060 0,080 0,100
0,352 0,291 0,248 0,216 0,191 0,171 0,154 0,128 0,109 0,083 0,067
0,291 0,232 0,192 0,163 0,141 0,123 0,109 0,089 0,074 0,055 0,044
0,232 0,176 0,141 0,116 0,098 0,084 0,074 0,059 0,049 0,036 0,029
0,187 0,136 0,105 0,085 0,071 0,061 0,053 0,042 0,035 0,026 0,021
0,141 0,098 0,074 0,059 0,049 0,042 0,036 0,029 0,024 0,018 0,014
0,096 0,064 0,048 0,038 0,032 0,027 0,024 0,019 0,016 0,012 0,009
0,059 0,039 0,029 0,023 0,019 0,016 0,014 0,012 0,010 0,007 0,006
0,031 0,020 0,015 0,012 0,010 0,009 0,008 0,006 0,005 0,004 0,003
0,010 0,007 0,005 0,004 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001
0,005 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
Примітка 1. α – відстань між осями паль, м. Примітка 2. Для проміжних значень і r0/l значення коефіцієнта wj визначають інтерполяцією 2r0

Таблиця П.1.4 – Значення коефіцієнта kb

 

Значення kb при kE
1,000 1,076 1,124 1,183 1,252 1,303 1,360
1,000 1,060 1,098 1,145 1,200 1,242 1,289
1,000 1,047 1,077 1,114 1,158 1,192 1,231
1,000 1,028 1,047 1,070 1,100 1,123 1,151
1,000 1,013 1,023 1,036 1,053 1,067 1,085
1,000 1,005 1,009 1,016 1,025 1,033 1,044
1,000 1,001 1,002 1,005 1,009 1,013 1,019
1,000 1,000 1,000 1,001 1,002 1,004 1,007
1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
Примітка 1. Для > 36 коефіцієнт kb = 1. Примітка 2. Для проміжних значень і kE значення коефіцієнта kb визначають інтерполяцією

П.1.5 Коефіцієнти умов роботи ґрунтової основи вздовж бічної поверхні палі kf тa під нижнім кінцем палі kp визначають на основі натурних випробувань паль чи через визначення наведених характеристик ґрунту із застосуванням числових методів.

У разі відсутності таких даних коефіцієнти допускається приймати:

а) коефіцієнт умов роботи ґрунтової основи вздовж бічної поверхні палі kf для висячих забив них паль і паль, що занурюються без виймання ґрунту kf1 за таблицею П.1.5; для висячих набивних, бурових і буроін'єкційних паль kf2 – за таблицею П.1.6;

б) коефіцієнт умов роботи ґрунту під нижнім кінцем палі kp1 для висячих забивних паль і паль, що занурюються без виймання ґрунту в піщані ґрунти, за таблицею П.1.7; в глинисті kp2 – за табли цею П.1.8; для висячих набивних, бурових і буроін'єкційних паль kp=1.


Таблиця П.1.5 – Значення коефіцієнта kf1

Способи занурення забивних паль і паль-оболонок без виймання ґрунту і види ґрунтів Коефіцієнт умов роботи ґрунту на бічній поверхні палі kf1
1. Занурення суцільних і порожнистих із закритим нижнім кінцем паль механічним (підвісним), пароповітряними і дизельними молотами 1,4
2. Занурення забиванням і вдавлюванням у попередньо пробурені лідерні свердловини із заглибленням кінців паль не менше ніж 1 м нижче забою свердловини при її діаметрі:  
а) що дорівнює стороні квадратної палі; 0,7
б) на 0,05 м менше ніж сторона квадратної палі; 0,9
в) на 0,15 м менше ніж сторона квадратної чи діаметр палі круглого перерізу (для опор ліній електропередачі) 1,4
3. Занурення з підмивом у піщані ґрунти за умови добивання палі на останньому етапі занурення без використання підмиву на 1 м і більше 1,3
4. Віброзанурення паль-оболонок, віброзанурення і вібровда-влювання паль у ґрунти:  
а) піщані середньої щільності: 1,4
крупні і середньої крупності, 1,4
дрібні, 1,4
пилуваті;  
б) глинисті з показником текучості Il = 0,5: 1,3
супіски, 1,3
суглинки, 1,5
глини; 1,4
в) глинисті з показником текучості il ≤ 0  
5. Занурення молотами будь-якої конструкції порожнистих залізобетонних паль із відкритим нижнім кінцем:  
а) при діаметрі порожнини палі 0,4 м і менше; 1,4
б) те саме, від 0,4 м до 0,8 м 1,4
6. Занурення будь-яким способом порожнистих паль круг-лого перерізу із закритим нижнім кінцем на глибину 10 м і більше з наступним влаштуванням у нижньому кінці палі камуфлетного уши-рення в піщаних ґрунтах середньої щіль-ності і в глинистих ґрунтах із показником текучості il ≤ 0,5 при діаметрі уширення, що дорівнює:  
а) 1,0 м незалежно від виду ґрунту; 1,4
б) 1,5 м у пісках і супісках; 1,4
в) 1,5 м у суглинках і глинах 1,4
7. Занурення паль вдавлюванням:  
а) у піски середньої щільності крупні, середньої крупності і дрібні; 1,4
б) у піски пилуваті; 1,1
в) у глинисті ґрунти з показником текучості IL < 0,5; 1,4
г) те саме, il ≥ 0,5 1,4

 


Таблиця П.1.6 – Значення коефіцієнта kf2

Палі й способи їх влаштування Коефіцієнт умов роботи ґрунту kf2
у пісках у супісках у суглинках у глинах
1. Набивні при забиванні інвентарної труби з наконечником 1,1 1,1 1,1 1,2
2. Набивні віброштамповані 1,3 1,3 1,3 1,5
3. Бурові, зокрема з розширенням, що бетонуються:        
а) за відсутності води в свердловині (сухим способом), а також при використанні обсадних інвентарних труб і буроін'єкційні палі великих діаметрів, що влаштовують у стійких ґрунтах;
б) під водою або під глинистим розчином, а також буроін'єкційні палі великих діаметрів, що влаштовують у нестійких ґрунтах; 0,9 0,9 0,9
в) жорсткими бетонними сумішами, що укладають за допомогою глибинної вібрації (сухим способом) 1,1 1,1 1,1 1,1
4. Буронабивні, порожнисті круглі, що влашто-вують за відсутності води в свердловині за до-помогою вібросердечника 1,1 1,1 1,1 1,2
5. Палі-оболонки, що занурюють вібруванням з вийманням ґрунту 1,4 1,3
6. Палі-стовпи
7. Буроін'єкційні, виготовлені під захистом обсадних труб або бентонітового розчину з опресуванням тиском 200-400 кПа 1,3 1,1 1,1 1,3

Таблиця П.1.7 – Значення коефіцієнта kpl

 

Глибина закладання нижнього кінця палі h, м Коефіцієнт умов роботи ґрунту під нижній кінцем палі kp1 для піщаних ґрунтів
гравелистих крупних середньої крупності дрібних пилуватих
6,0 5,9 4,1 4,9 4,3
4,8 4,8 3,3 4,1 3,6
4,1 4,0 2,9 3,5 3,1
3,3 3,2 2,3 2,9 2,6
2,6 2,4 1,9 2,4 2,2
2,3 2,1 1,7 2,2 2,0
2,0 1,8 1,5 2,0 1,8
1,8 1,6 1,3 1,8 1,6
1,7 1,5 1,2 1,7 1,5
1,5 1,2 1,1 1,5 1,3
1,3 1,1 1,0 1,2

 


Таблиця П.1.8– Значення коефіцієнта kp2

 

Глибина закладання нижнього кінця палі h, м Коефіцієнт умов роботи ґрунту kp2 для глинистих ґрунтів з показником текучості IL
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
11,6 8,7 6,5 5,0 4,2 3,5 2,7
10,6 8,0 6,0 4,7 3,9 3,2 2,4
9,6 7,2 5,5 4,3 3,5 2,8 2,1
8,3 6,2 4,8 3,8 3,1 2,5 1,8
7,1 5,3 4,2 3,4 2,7 2,1 1,5
6,6 4,9 4,0 3,2 2,6 2,0 1,4
5,8 4,4 3,6 3,0 2,4 1,8 1,2
5,4 4,0 3,4 2,8 2,3 1,7 1,1
5,1 3,8 3,2 2,7 2,2 1,6 1,0
4,7 3,5 3,0 2,6 2,1 – –
4,3 3,2 2,8 2,4 1,9 – –