Расчетные модели фундаментов опор

 

П.1 Общие положения

 

П.1.1 При расчетах, в которых учитывается влияние основания, свай, в зависимости от группы предельных состояний, а также длительности действия нагрузки, следует принимать различные параметры элементов моделей, учитывающих работу грунта.

Следует различать расчеты:

- связанные с исследованием динамического поведения конструкции;

- исследующие состояние конструкции при нормальной эксплуатации при нормативных нагрузках (вторая группа предельных состояний и выносливость);

- проверок прочности и устойчивости конструкций и элементов.

П.1.2 Следует полагать, что при нормальной эксплуатации и при кратковременном действии нагрузок (подвижная нагрузка, торможение, ветер и т.д.) все элементы работают в упругой стадии и никаких остаточных деформаций не происходит.

При расчетах предельных состояний по первой группе следует учитывать, что в грунтах развиваются ограниченные пластические деформации согласно СП 22.13330 и СП 24.13330.

П.1.3 При динамических расчетах следует рассматривать два случая жесткости грунтов:

- повышение жесткостей грунтов при динамических воздействиях согласно положениям СП 26.13330;

- нормальная упругая работа грунтов.

П.1.4 При расчетах совместной работы пути и сооружения - обязательно, а при других расчетах по первой и второй группам предельных состояний - при необходимости, следует рассматривать различную жесткость фундамента, принимая к расчету два крайних консервативных значения жесткости.

 

П.2 Свайные фундаменты

 

П.2.1 Грунт, окружающий сваю, допускается рассматривать как упругую линейно-деформируемую среду, характеризуемую коэффициентом постели G, .

П.2.2 Коэффициент постели грунта по боковой поверхности сваи , глубину расположения сечения  и коэффициент условий работы  следует принимать с учетом указаний таблицы П.1.

 

Таблица П.1

 

1 Коэффициент постели грунта по боковой поверхности сваи:
- при глубине срезки грунта  м или при величине полного размыва  м или при высоте подсыпки (высоте насыпи)  м и при горизонтальной поверхности грунта:
- при глубине расположения i-го сечения  м ниже природной поверхности грунта или дна водотока без размыва, при любых планировках (размывах)			Рисунок П.1
- то же, при глубине <10 м, при планировке подсыпкой или для насыпи
- то же, при глубине <10 м, при планировке срезкой или при размыве*
- во всех других случаях		См. пункт П.2.3
2 Глубина расположения i-го слоя грунта :
- в случае, если опора расположена в постоянном водотоке и грунт расчетного слоя или один из слоев грунта, расположенных выше, являются водоупором (глинистые грунты)	От условной поверхности, расположенной выше дна водоема или водотока, на величину , равную половине глубины воды в состоянии межени:		Рисунок П.2
- во всех других случаях	От природной поверхности грунта или дна водотока или водоема
3 В случае расположения низа плиты фундамента в грунте (низкий ростверк) следует учитывать разуплотнение грунта на глубине 3,0 м			Рисунок П.3
4 Коэффициент постели грунта под подошвой сваи следует принимать равным (кроме опирания на скальные грунты)			Рисунок П.4
5 Для висячих свай следует учитывать коэффициент постели сдвига на контакте грунта и боковой поверхности сваи
6 При определении коэффициента постели грунта по боковой поверхности сваи следует учитывать группу предельных состояний, а также длительность действия нагрузки, принимая коэффициент условий работы  равным:
- при расчетах по первой группе предельных состояний элементов фундамента и грунта (несущая способность свай, прочность сечений, напряжения в грунте)
- при расчетах по второй группе предельных состояний (смещения и деформации, расчеты взаимодействия пути и сооружения и другие) нормальной упругой работы грунта:
- при расчетах на вертикальные и горизонтальные воздействия подвижной нагрузки (кратковременная)
- при расчетах образования и раскрытия трещин в бетоне на сочетания горизонтальных постоянных и (или) длительных нагрузок (давление грунта со стороны насыпи, предварительное напряжение, температурные воздействия)
- при расчетах совместной работы пути и сооружения при комбинациях с вертикальными и горизонтальными компонентами временной нагрузки (кратковременными)
- при расчетах совместной работы пути и сооружения при комбинациях с длительными нагрузками (температура)
- при моделировании грунта в динамических расчетах в случаях повышенной жесткости грунта и нормальной упругой работы грунта			**
* В случае, приведенном в позиции 2, глубину расчетного слоя  следует увеличивать на . ** При моделировании грунта в динамических расчетах допускается уточнять упругие характеристики грунта на основании специальных исследований.
Примечание - В настоящей таблице применены следующие обозначения:  - коэффициент постели, на глубине 10 м от поверхности грунта без учета планировки, *;  - глубина i-го сечения сваи от уровня природной поверхности или дна водотока или водоема, м;  - глубина расположения подошвы сваи, определяемая аналогично , м;  - коэффициент условий работы;  - высота подсыпки, м;  - глубина срезки, м; d - диаметр круглого, сторона квадратного или меньшая сторона прямоугольного сечения сваи, м.

 

 

 

 

 

П.2.3 В сложных случаях (срезка или размыв превышают 5 м, подсыпка или высота насыпи превышает 10 м, поверхность грунта не горизонтальна и т.п.) коэффициенты постели  следует определять по формуле

 

, (П.1)

 

где ,  - коэффициент постели и вертикальные напряжения в грунте, вычисленные на глубине  от природной поверхности без учета всех особенностей, перечисленных выше,  и кПа;

 - вертикальные напряжения в грунте, полученные в результате отдельных расчетов, в которых учтены особенности грунтовой обстановки и особенности данной опоры, кПа.

П.2.4 При вычислении погонных жесткостей основания (по высоте), моделирующих упругое взаимодействие сваи и грунта по боковой поверхности, следует учитывать условную ширину сваи , м:

- для свай  м ,

- для свай d > 0,8 м , (П.2)

где

d - диаметр круглого, сторона квадратного или прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;

 - коэффициент формы, принимаемый:

- для свай круглого сечения - ;

- для других сечений свай - ;

 - коэффициент, зависящий от числа и размера сечения свай:

- для свай-оболочек, свай-столбов или набивных свай - ; (П.3)

- свай других типов - ,

здесь  - коэффициент, зависящий от числа свай  в вертикальной плоскости, параллельной плоскости действия нагрузок (в одном ряду), принимаемый:

- при ;

- при ;

- при ;

 - расстояние в свету (на уровне поверхности грунта) между сваями-оболочками, сваями-столбами или набивными сваями, м.

П.2.5 При расчетах опор мостов понижающий коэффициент  по СП 24.13330.2011 (приложение В) применять не следует.

П.2.6 Коэффициент, учитывающий увеличение действующих усилий на сваи для большеразмерных кустов и полей свай (СП 24.13330), следует принимать:

- если в пределах опоры существенно изменяются грунтовые условия - 1,2;

- в других случаях - 1,0.