144047 (594020), страница 6
Текст из файла (страница 6)
(3.2)
где В - размер поперечного сечения сваи в голове;
Vсв - объем погруженной части сваи;
Коэффициенты полноты сваи
(3.3)
где L - длина заглубленной (погруженной) части сваи.
В данной работе выполнено исследование влияния коэффициента в на сопротивление бипирамидальных, пирамидальных и призматических свай (Рт), которое определено теоретически. При этом подразумевалось, что теоретическое значение, как показывает ранее выполненный здесь анализ, отражает экспериментальные данные с точностью достаточной для практики проектирования, но имеют более плавный характер изменения по сравнению с экспериментальными данными, которые имеют разброс, обусловленный методикой испытаний (измерение осадки, нагрузка), процессом забивки, изготовления свай.
На рис. 3.3 и 3.4 представлены зависимости сопротивления свай (Рт) при заданной осадке (рис. 3.3) и удельного сопротивления тех же свай (Рту) в зависимости от коэффициента формы в.
Из рис. 3.3 видно, что сопротивление свай различной формы (призматические, пирамидальные, бипирамидальные), если объемы их погруженной части одинаковые, возрастает практически прямо пропорционально коэффициенту формы в (кривые 1, 2). В случае бипирамидальных свай, которые имеют верхнюю часть (оголовок) равных размеров и одинаковой формы, а нижняя часть имеет разную длину, сопротивление возрастает при некотором уменьшении коэффициента в. Кроме того следует отметить, что значение сопротивлений подобных свай, но испытанных в условиях первой и второй площадок изменяются в зависимости от модуля деформации грунта соответствующей площадки. Так как модуль деформации на второй площадке меньше чем на первой, то и сопротивления всех свай испытанных на второй площадке меньше сопротивлений таких же свай испытанных на первой площадке. теоретические данные в этом направлении соответствуют результатам полевых опытов. То есть, использованные в расчетах характеристики (модуля деформации) позволяет отразить влияние грунтовых условий на сопротивление свай вертикальной нагрузке.
Из рис. 3.4 видно, что удельное сопротивление свай призматической, пирамидальной, бипирамидальной формы возрастает пропорционально коэффициенту в. При этом удельное сопротивление призматических свай наименьшее и составляет 700 кН/м3 (для I площадки) - 400 кН/м3 (для II площадки). Удельное сопротивление пирамидальных свай примерно в 2 ... 3 раза выше призматических и для первой площадки составляет 1500 кН/м3 и 1300 кН/м3 для второй площадки. Удельное сопротивление бипирамидальных свай в условиях первой площадки достигает 2300 кН/м3 и 1900 кН/м3 на второй площадке. Таким образом, удельное сопротивление бипирамидальных свай примерно в 2 раза выше чем пирамидальных и в 4... 5 раз выше призматических.
Общие выводы
1. Сопротивление бипирамидальных, пирамидальных, призматических свай вертикальной нагрузке возрастает прямо пропорционально коэффициенту продольной формы в, при одинаковых объемах погруженной части свай.
2. Сопротивление бипирамидальных свай возрастает если верхняя часть сваи (оголовок) имеет одинаковые размеры, а отношение длины нижней части к длине (высоте) оголовка составляет Lн/Lв = 2,3 ... 5,7.
3. Сопротивление бипирамидальных свай при заданной осадке можно определить с помощью разработанной методики с использованием модели основания как упругой среды, основанной на применении решения Миндлина и реализованной с помощью численной методики метода граничных элементов. Максимальное значение разбежности результатов расчета и эксперимента не превышает 21%, а среднее значение разбежности составляет 7% - 11%, что не превышает погрешностей эксперимента.
4. Направлениями дальнейших исследований с целью повышения сходимости результатов расчета и экспериментов могут быть:
- исследование напряженно-деформированного состояния бипирамидальных свай;
- расчет сопротивления бипирамидальных свай с учетом пластических деформаций их основания;
- применение граничных элементов для трехмерной пространственной задачи взаимодействия бипирамидальной сваи с основанием.
С -1 8080 С-2 8080 С-3 8080
29 29
29
77
77
77
С-4 80 С-4 по 1-1 80 С-4а 80 С-4а по 2-2 80
1
2
30
40
1 2
7 30 7 30
Рис. 3.1. Конструкции бипирамидальных свай
Таблица 3.1
Марка сваи | Рэкс, кН | Рт, кН | Руэкп, кН/м3 | Рут, кН/м3 | Рэкс/S, кН/м | Руэ/ Рут | S, м | Е, кПа | V | в | Vсв, м3 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
С-0 | 320 | 232 | 3347 | 2427 | 21133 | 1,379 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,757 | 0,0956 |
С-1 | 264 | 265 | 2235 | 2244 | 17600 | 0,996 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,630 | 0,1181 |
С-2 | 328 | 306 | 2448 | 2284 | 21867 | 1,072 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,562 | 0,134 |
С-3 | 394 | 350 | 2627 | 2333 | 26267 | 1,126 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,508 | 0,150 |
С-4 | 411 | 387 | 1379 | 1299 | 27400 | 1,062 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,200 | 0,298 |
С-4а | 409 | 396 | 1136 | 1100 | 27267 | 1,033 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,128 | 0,360 |
Спир | 308 | 373 | 1227 | 1486 | 20533 | 0,826 | 0,015 | 14500 | 0,35 | 1,080 | 0,251 |
Спр | 189 | 202 | 724 | 774 | 25200 | 0,935 | 0,075 | 14500 | 0,35 | 0,548 | 0,261 |
С'-0 | 154 | 192 | 1611 | 2008 | 10267 | 0,802 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,757 | 0,0956 |
C'-1 | 246 | 219 | 2083 | 1863 | 16400 | 1,118 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,630 | 0,1181 |
C'-2 | 260 | 253 | 1940 | 1888 | 17333 | 1,028 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,562 | 0,134 |
C'-3 | 327 | 290 | 2180 | 1933 | 21800 | 1,128 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,508 | 0,150 |
C'-4 | 371 | 320 | 1245 | 1074 | 24733 | 1,159 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,200 | 0,298 |
C'-4a | 391 | 327 | 1080 | 908 | 26067 | 1,196 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,128 | 0,360 |
C'-пир | 291 | 309 | 1159 | 1231 | 19400 | 0,941 | 0,015 | 12000 | 0,35 | 1,080 | 0,251 |
C'-пр | 136 | 167,12 | 521 | 429 | 18133 | 0,814 | 0,075 | 12000 | 0,35 | 0,548 | 0,261 |
Сопротивление свай по эксперименту, Рэкс, кН