автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Прогноз работы свайных фундаментов с учетом действий нестационарных моментных нагрузок

?!ИНИСТЕКПВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СШЦИМЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КЛСР

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНОВ ТВДОВОГО КРАСНОГО аЧАМШ! ' Л ОКТЯБРЬСКОЙ таолюции ШШЕНЕШО-СТГОИТЕЯЫШЙ ИНСТИТУТ

На правах рукопаск

;ЖАД ищ

"ПШГНОЗ РАБОТЫ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ'

С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЙ НЕСТАЦШНАНШ МОМЕШШХ НЙГЕ7Э0К

Специальность 05.23.02 - "Основания и фундамента"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации 'на соискание ученой степени 'кандидата технических наук

С.-Петербург 1992

Работа выполнена в Ленинградском ордена 'трудового Красного Знамени и ордена Октябрьской революция шшенерно-строительногл

Шучнуй вуководатель - доктор технических наук, профессор ; Александр Борисович ФДДЕЕВ

■ Официальные оппоненты", доктор технических науи, ' профессор А.а. Ьудан;

ивндадаг аахнических наун, доцент И.И. ¿(останов

Ведущая организации - ЛЖШ1ГОРЫШЗ ?

Защита сооаонтоя " /4 " : 1992 г. в №-¿>0 ча-

иов на заседании специализированного совета К 063.31.02 в Лени* г рад оком анхчне рно-строительном мнсимуте по адресу! 198005, >, С.-Петербург, 2-ан Красноадоейсмаа ул,-, дом 4, аудитория 52]

С дассергациай можно ознакомиться-в фундаментальной оифш яеке иномтгута.

Автореферат разослан " ^ " Ш2 г.

' Ученый секретарь сиециализи рованного соьега, яаццида® '»ехничвсиих ньун

\

Е.А. Козлов

' ОБЩАЯ ХАРАКЕКИСТИКА РАБОТЫ

" Актуальность темы. При оценке сопротявлнемости свайного фундамента действию моменшои нагрузки нормативная методика предполагает, что приложенный момент компенсируется только за счет перераспределения вертикальных нагрузок, передаваемых на .свай.; £ плоскости действия момента вертикальные нагрузка на оваа считаются изменяющимися по линейному закону. Максимальная нагруз- ? на на сваю не должна превышать несушей способности, одиночной :

сваи. .

. В'-инженерных сооружениях горизонтальная нагрузка на сваи, ;

как правило, является временной нагрузкой. Кроме того, в САР в ! последние годы заметно растет высотное строительство вявду кон- . ; центрации населении в оолышх городах страны. В данном случае наряду со значительными вертикальными нагрузками имеются ветровые нагрузки,- изменявшиеся по направлению и по величине. Учет этих нагрузок по существушей методике приводив и значительному уве- ; личенщо количества свай в кусте по сравнении с расчетом только на I вертикальную нагрузку.

_ Мевду тем, компенсация приложенного момента только за счет . перераспределения вертикальных нагрузок на сваи возможна лишь при шарнирном сочленении голов свай о ростверком. При жесткой заделке голов свай в монолитный ростверк наклон ростверка возможен только с одновременным изгибом оваи и поворотом в пространстве всего свайного куста. При этом лишь чаоть приложенного момента будет компенсироваться нербраспрэделением вертикальных нагрузок на свая, а другая часть оудет переданы через жестко заделанные головы из тело свай и компенсирована появлением сил сокового отпора грунта.

В связи о изложенным-, тема диссертации, посвященная оценке влияния жесткой заделки сваи в ростверк на несущую способность свайных кустов при действии вертикальных и моментаых на г ду зон, является актуальной.

^ Целью работы является исследование взаимодействия свайных ^ндаменадв с, гретом и выявление влияния осшового отпора грунта на несущую спосооность свайных фундаментов при совместном действии вертикальных и моментсшх нагрузок.

Общая методика исследования включает в сеоя:

I. Анализ по литературным источника^ результатов экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия свайных 'фундаментов о грунтом при совместном действии вертикальных и ыоментных нагрузок. '

¡¿. Модельные исследования взаимодействия кустов сваи с основанием при разных способах соединения голов свай с ростверком, разно« числе свай в кусте ^ разной жесткости ствола свай.

3. Полевой эксперимент по нагрукешш кустов из девяти свай вертикальной и шментшй нагрузками при шарнирном и жестком соединении голов свай с ростверком.

4. Анализ работы свайных <&гндаиентов при жестком и шарнирном соединении голов- авай с ростверком методом конечных элементов " 5. Разработка 'рекомеидащШ ао проектированию свайных кустов

• при совместном действии вертикальных и ыоментных нагрузок.

Научная новизна вое той* в следувдеш ~ : ; - >/.

' . I, Экопериментшцт ш «еорехичесав установлено существенное! ' резяи'-че во взаивдд^йрвиа йуо*овав«й о основанием при шарнир-

• йоы' й жеигкои.йоеданерии голов свай о роатверксм. ' ' .

А..-'<У Уатаноьлеьо, рро ври достаточно гиеной расположении свай

в куоте и жестком соединении голов свай 6 ростверком происходит объединение свай с межсвайным грунтом в единый массив, который при совместном действии вертикальных и моментных нагрузок перемешается в грунт как единое целое, встречая при этом сопротивление грунта. Несущая способность куста при атом существенно возрастает. . .

3. Разработана инженерная методика проектирования свайных (фундаментов на совместное действие вертикальной и моментной нагрузок .

Практическая ценность работы заключается в разработке практических рекомендаций по проектировании свайных фундаментов на совместное действие вертикальных и моментных нагрузок, позволнших учесть влияние жесткой заделки сваи в ростверк на несущую способность овайных кустов.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенных рекомендаций составил Ш,7 тыс руо., что соответствует 21,9$ от стоимости принятых в проекте свай.

На защиту выносятся;'

X. Результаты экспериментально-теоретических исследований работы' свайных кустов при. шарнирном' и жестком соединении голов свай с ростверком на совместное действие вертикальных а моментных нагрузок. . \ '

'¿. Метод анализа взаимодействия свайных кустов о основанием при различном способе соединения свай о ростверком.

3. Методика проектирования свайных фундаментов на совместное действие вертикальных и моментных нагрузок.

. Апробация работы: результата исследований докладывались на „\ХХХ, ХХШ научных конференциях профессоров, преподавателей

и аспирантов ЛИСИ /Ленинград, 1963-1964/, на семинара "Передовой опыт в сйгндаментостроении" в Приволжском доме научно-технической пропаганда /Пенза, 1984/,;на семинаре "Использование слабых грунтов в качестве основании зданий и сооружений"в Ленинградском

доме научно-технической пропаганды /Ленинград, 1984/, на 48-й н ** •

49-й научна* конференциях профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов ЛИСИ /Ленинград, 1991-1992/.

ДуОликации. Основные положения диссертации изложены в четырех печатных работах, приведениях в списке литературы.

Объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 193 наименовании, в том числе, 45 на иностранных языках и приложений. Общий ооъем работы 178 страниц, в том числа: 106 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 6 таблиц.

ОСНОВНОЙ СОдЬ МАНИЕ РАШШ

fto введении кратко изложено состояние вопроса, обоснована ектуальносш, диссертации, сформулированы цели и задачи, исследо-

. ( ваний, . л ■

' . . ' ' . * ' * *

Б первой главе рассмотрены совреыеныэе состояние вопроса,

Ьвализ ранее проведенных экспериментальных исследований и натур-

■ нинаолвденмЯ, аншшв сувдествущвх методов расчете свайных $уя-

; . цементов на действие моментных нагрузок, а также числаанме ывтог

' № в^пива работа см^ных &нлшвнюв,

t ЗЕсперимвнтальнме исследования наоушей способности кустов

свай под двйотвием ннецвнтренкых моментных нагрузок < проводимых

H. Kishida, G. Meyrhof, &. Ranjan, M. Saffery a A.Tate показали, что при кеоолыгом экоцентритете увеличивается несущая способность пуста по сравнению о такии. же кустом, центрально нагруженным. Авторы объяснши это увеличением поверхностного трения вследствие роста бокового давления грунта

О существенном влиянии, вертикальной нагрузки на сопротивление сваи горизонтальным нагрузкам говорят результаты многочисленных экспериментов и наблюдений. Исследования, проведенные и,. Валовым, А. Бартоломеем, И. Жуковым, Я. Зияэов^ад, Б. Знаменской, 0. Карасевым, А.- Липатовым, В. Максимовы!, Ю. Матус, В. Мироновым, В. Вяхиревым и другими, показали,..что без вертикальной нагрузки сопротивление Зондамента горизонтальным усилиям незначительно. По. мере увеличения* вертикальной нагрузки возрэстаег сопротивление сваи горизонтальным нагрузкам. Это.позволяет сделать вывод о необходимости учета влияния сочетания вертикальных а горизонтальных нагрузок, при, исследовании работа свайных .фундаментов, и о недопустимости прямого переноса результатов исследований горизонтально нагруженных свай для анализа работа овайных фундаментов при совместном действии вертикальных и моментных нагрузок.

. Исследовании работы свайных фундаментов под действием нестационарных горизонтальных <й моментных нагрузок .'посвящены труды Н. Кукова. В. Мироно'ва, BV Перова, М. разореьава, Б. Юшкова, D. brown, С.Morrison, lM.Ochoct, A.Vblea, в ддггих.

Исследования показали, что процесс няраэтанкя перемещения по мерз увеличения числа циклов может иметь как затухавший, так и незатухающий характер. •

Исследованием распределения нагрузок мэвду сваями кусте ида рнецентренной нагрузке фундамента занимались А. ЬарталоиеА,

, Ц, Годуолов, Т, Перошова, "3'. Сировдданов и гругие. Автора ука-" ш ресховдеЕие М8ВДУ «З&кшческима и раочвишш величинами •

. усилий на сваи.''

Радом исследователи отмечают влияние жесткой заделки голов ■ оваЁ в ростверк на работу свайного фундамента. Исследования А. Бартоломея, р. ДешоЬва, В. Леденева, Д. Дундана, Б. Храсоф>-рова, В. 1цвед и других вок^яшш нецелесоооразюсть применения свободного ашраниа роошдеа на сваи, нра наличии горизонтальной ' нагрузки и цвооходшосчь учева шворэга ростверка при расчете кустов свай.

Разрабатывая seopm расчета кустов счай, исследователи первоначально преддозэдли катоды, основанные на соответствующих ре- „ :; .щещях одиночных свай /М. Архангельский, Г, Зубров, В. Кше-; 1йхирэв, 5. E>rown-bent, H. Kishida . и другие/. Недо-

стеком 8тих.методов является то, что она не учитывают особеинос-; р'райоты груда свай по сравнении с рданочщми.. ; ; • Метода, основанные нг применении ыаводов строительной ыеха-' щки с предложением усвдвдого закрепления свай в грунте, нэ о»ража-' ¡ от дейотштшшшй характер работы свайных кустов. •

В: методах,' применяемых в транспортном строительстве /Э. Костери и другае/, расчет ведут вначале самостоятельно для каадой плоской схемы, а затем определяв® результирущие продольные уса- ' -ЛИЯ в сваях путам ьлгебраичеоиога июшения составляющих, полученная при расчете кавдой, плоской схемы. Таким, ооразом, ив учитывается пространственные условия работ <|ундашнтов. Кршв тош, а?а-и* ц«одама неучитквартс* нелинейность эависимоото горизонтельшх ^'-.Ивреце^энай свдйиы? ^¿дыменто» о*, горизонтальных нагру&ок, а.аде-■ же не учищвечуся затенения, экспериментальные исследована«,.

-g. -

проведенные D. HoUoway, D. Brown, W Cox, C.Mot-rison, M.O'NelU И другими, показала, что эффект ватененин значительно- влияет на распределение усилий на головах свай куота и на неоущую Способность свайного (й/ндамента.

Для решения сложных задач сошвйтногси расчета свайного фун-дамбнти и грунтового основания используисся различные численнне методы механики сждаых сред. Среди них метод конечных алеь-ейедв | УШЗ/ является одним из наиболее эффективны). и находпг вое солее широкое применение при решения иодобных задач. ■-. ; ' ' Существенный кшд в развитии и применение МКЭдЯй анализа работы свайных ©ндаментов на действии горизонтальной нагрузки внесли ооветские ученые В.'Бебзнов, А. Гетман, Б. Мазо>^-Д/Огра~ ноеич, в. Пэров, А. Сапожников, А. <;одеев и другие; а танке зарубежные ученые P. bcmerjee, У.СИош, Т. Davtes, К, DHscoll, . О. СКахга'1у, Mlondolph, Н.Poulos, S.Reese и кнагие другие. ■ На оснований, сделанных выводов были поставлены Пели я, зада- 45« исследований. '.■.■.

: Во второй главе диссертации приводятся методика-проведения , модельных, доследований, Пришвин моделирования, обработка и анализ результатов лабораторных исследований.'.: .',<■: • - • '' -Все лабораФорные эксперименты можно объединять.в два основные грушш: эксперименты о' жесткими металлическими сваям» и эксперимента с тен-зооваями из оргстёкла, '• ' •. . '. • . ' В первой групп« сравнивалась несущая способность оваййнх ^ндвменто» при жестком я шарнирном соединении голов ова» с poov верком, изучалась многократность нагружёУи.^ моментной, Нагрузкой прй постоянно " действующей вертикальной ¡»грузки и чсоледовапо« ; распроделэние нагр/зки метыцг ййвжг куста. "

-ю-

Модела кустов' свай представляют собой круглые стальные стержни диаметром 10 мм, длиной 200 ым., объединенные жестким ростверком. Ростверк во время опытов не. опирался на гррш. В качестве • грунтового основания принят сухай мелкозернистый песок. Эксперименты проводились о кустами из 4, 9, 16 свай с расстоянием мевду сваями равным ,3с1. Головы свад имели шарнирное а жесткое соединение о ростверком.

Приготовленный к испытанию куст нагружался вертикальной нагрузкой равной 60$ 'от предельной, в затаи к нему прикладывался возрастающий момент.

-! ,,' При хестком сочленении голов сваи с ростверком потерн несу' щей способности, свайного (фундамента происходит путем, поворота всего объема свад ;о меисвайным грунтом. При ьтом в раооту включавт-'■ 04 сиды бокового отпора грунта, олагодаря чему предельная величи-. на опрокидывающего момента к моменту потеря несущей спосооноста в 1,9-2,2 раза превосходили оарокидываший'момент при шарнирной ваделке.

Характерной особенность» ветровых нагрузок является изменча-- вость по направлению, Б связи с этим были проведены наоладешш аа осадкой вышеописанной модели свайного куста под знакоперемен-. , ной моментной нагрузки. График» зависимости осадки, центра рост-.верка от количества'циклов нагружеяии для разных величин ыомент-ных нагрузок представлены на рас. 1. Установлено, что осадна куста о высоким ростверком под действием знакопеременной моментной ... нагрузки постоянно возрастает. При этом, если знакопеременный 'момент составляем менее 64$ от предельного момента одного знака, то осадка пуста с ростом числа циклов асимптотично стремится к некоторому пределу. ;

Э, мм

М =.73о/0МПр

М»52.% Mni»

м* 40'/.Мир м-г?% Мпр

Bio. 1. Графики зависимости осадки центра

ростверка от количестве циклов нагрукенин при разных величинах момента

Анализ конкретных объектов показал, что в реальных, условиях ветровая нагрузка находится в тех пределах, при которых осадка о ростом числа циклов очень незначительна и асдоптотично стремится к некоторому пределу /применительно к. условием аксперименЮ до 33$ Мпр/. . ; ■

Д^я определения характера перераспределения вертикальных усилий, передаваемых на сваи, в зависимости от их положения в к^сте при действии на куст вертикальной нагрузки н иэгнбапцего момента была проведена серая акспериментог с вышеописанной.моделью сварного куста с жестким соединением Голов сваи с ростверком. При атом часть свай была снаоженв специальными упругяш пластинами с наклеенными на них тензодатчинами. .

- Ий ~

При оорвоотке результатов бшш получены графики перераспределения вертикальных усилий на сваи куста ао мере возрастания момента и адюры перераспределения вертикальных усилий на сваи куста, очертание которых существенно отличезтся от прямолинейного перераспределения нагрузок.

Вторая группа лабораторных экспериментов оыла проведена с гибкими тензосваями о целью выявления качественной картины изгиба ствола сваи и характера взаимодействия сваи с грунтом. Для решения поставденных задач обеспеченна подосин модели сваи натурной свая в отношение гибкости играет существенной роли. Исходя из иолокенин теории подобия было сформулировано необходимое для изготовления модели сваи следующее правило. Соотношение мевду .жаст-. коатяма элементов модели должно бить таким, же, как и соотношение жесткомей сходственных элементов натуры. Для выполнения этого соотношения была принята модель сваи из органического стекла донной 400 мм и о поперечным сечением 12x9 ш.

Модельные тензоаваи оылм оборудованы датчиками сопротивления : ' для измерения относительных деформаций в сваях от сжатия и. от изгиба.

В результате бьищ получены гранки изменения относительных деформаций по длине овод ох сжатия и он изгиба. Установлено, что свая прогибается по'волнообразной кривой. При этой минимальный изгиб наблюдается у средней сваи, что моамо объяснить теы, что под действием моментной нагрузки мексвайный грунт перемещается - вместе с кустом, о аэымя при атом минимальное сопротивление

движении средней свей, Следовательно, и минимальный изгиб сваи. ■ '¿то.подтверждает предположение о том, что свайный куст при совместном деьсгрмк вертикальных и ыоментных нагрузок работает как

едикый массив. -

Б третье^ глава приведены методика и результаты экспериментальных исследований работы свайных кустов с шарнирным, и жестким соединением голов сваи в ростверком в полевых условиях.

Испытания проводились в Ленинграде. Опытная площадка представлена иягнопластичными суглинками с прослоем пылеватого песка и примесью торфа темного- цвета / £ =16,2 кН/м3, С=О.ОШ МДа, »14°, Е =2 МПа/. Мощность слоа 5,9 м. Их подстилает пылеватаа и пластичная супесь серою цвета.

Для испытания выбрани куста из 9 металлических трубчатых свай диаметром 76 мм с толщиной отенка 3,8 мм и дайной 3 и. Масштаб по отношении к реальным висячим сваям., применяемым в слабых грунтах, приблизительно 1:4. Испытуемые аъаа была погружены на глуоину 2,5 м. в слой мягкоплаотачнохо суглинка мощностью 5,5» м вполне достаточного для принятия ео в качестве однородного основания.

Сваи забивались в грунт поочередно по шаблону, после чего их головы шарнирно или жестко сочленялись о яеЬткии ростверком. Ростверк во время испытаний не опирался на грунт. Приготовленный к испытанию куст нагружался вертикальной., нагрузкой 100 кН, в. затем к нему прикладывался возрастающей момент.

м ходе испытания измерялись вертикальные и горизонтальные перемещения в разных точках куста. Дйя выявления характере распределения нагрузок между сваями кус а были установлены динамометры на среднем ряду куста по направлению действия момента.

При шаширном соединении годов свай о роствзрком крен развивается оыстро и при определенной ступени ньгружения наолвдает-ся значительное иокришениа гранка и паследуишй прэвод /ара М =-:ю,В к,И*м/. При лестном закреплении голов оиаи с ростверком

крен развивается значительно медленнее, чем при шарнирном. Устройство для передачи моментной нагрузки .не позволило увеличив, нагрузку больше М =66 кН'и. Но до 8того.значения момента провал не наблвдалоя. кум поворачивался в грунте как единое целое, а грунт сопротивлялся повороту куста. Отпор грунта препятствовал увеличению крена и не допускал провала куста, как при шарнирном соединении, а с увеличением ыоментоой нагрузки крен плавно увеличивался.

На рис. 2 показано распределение негрузки на сваи куста при возрастании моментной.нагрузки. При жестком соединении голов свей с ростверком нагрузки на сваи, по мере увеличения момента возрастают медленнее, чем при шарнирном соединении голов свай с ростверком. Когда.моментная нагрузка достигаеи величины 15,4 кН'М, крайние сваи куста с шарнирным сочленением со сторона действия горизонтальной силы оказывались'полностью разгруженными, а при дальнейшем увеличении моментной нагрузки раоатают на выдергивание.

" Расчет по СНиИ J2.02jQ3.85 Дает величину момента, при котором полностью. разгружаются, крайние свей для наших условий. М= 15,33 иН'м. Как видно, экспериментальные и расчетные величины довольно близки. • ; ' . " '•

При жестком же соединении голов.свай о ростверком'полная разгрузка крайних свай,со стороны действия горизонтальной силы, наступила при величине момента. М *ЗЭ,6 кН'ы. Безусловно, объяснением этого является компенсация приложенного момента, при кестком соединения голов/свай с ростверком, не, только за счет перераспределение, вертикальных усилий,'. но и появлением сил .отпора грунта на . боковой^поверхности, свай. Момент, воспринимаемый перераспределением вертикальных усилий на свци куоога, оудет меньше приложенного момен-

5 40 13 20 25 50 35 40 45Г 50 М, кНм Рис, 2, йопределенна нагрузок на свай куста

, при возрастании моментной нагрузки, где:

-жесткое соединение;

иашщрйое соединение?

Ц>/,(2),(3) - номера овай в .кусте а/.

илг,

Рс,кН

Рио. 3. Распределение нагрузок между свеши нуста а - при М=16 лн.и} й. - ори М =40 Ш.и

со СИнЦу; при жостяоы закреплении; при шарнирном закреплении

та на величину, -равную моменту, варпрянимоемому горизонтальныш, силами бокового отпора грунта. •. • "

Часть момента, воспринимаемая, силами, бокового: отпора гранта, будет передшш через жестко заделанные головы на тело сваи и равна суше моментов в местах ваделки голов свай в ростверк.

• Четвертая глава посшящека численному анализу взаимодействия свайного фундамента с грунтовый основанием, при совместном действии вертикальных и ййментзшх нагрузок. , ■ ••

Дня исследования.работы'сварных кустов.необходим произвол дйть полный трехмерный анализ. Но это сопряжено с большими техническими и экономическими трудностями, так как Для решения за- ' ■дач в прострайстввиной. постановке требувтся слоанне 'сети конечных аде ненто в* реализация" которых сдерживается возмаш!«тя>й eU-, числительной технй«й,- Поэтому в 'данйой, работе длЛ анализа йршжиа--ются уоловшг плоской Дефэ^шщи. Таюй Подход-не 1фет6йдубт,й6" .. наш», на ве&^нясад«^. харв'к*6$ю,Ми0г a, et»

цальв являвтей -выявйе'ниё 'Кёч^^шюй;*артияа взаимодёШвай овйЬ-ного фундамента огрунтавыи основанием. : *> ."' ;

■ Аяаллз райотновайнкхфундыментов на совместное действие вертикальной в Ыомектной нагрузок приведен в эд^гопласхйчеьной по- • атаяовке методом яонечяых элементов в условиях плоской деформации с поютью Прбграшы Твомехани-ча'','разработанной A.B. Фадеевым, ■! переписанной на язык 1угх5о-Ч1аснаяь 5,5 дол работы в. среде йе ие^юонайьш^.к'даг/ьютерах.сошесткшх a IBM ГО/ДТ.ч ' ' :

' №саматр1вале«;.нуйт,0ш^'соодаштй в плоскости, действия мо-*-ментейз'двух см4аЬ»;'Дгияой 4 м, ^шириной 30 см, расстшаие между сваями Ьс] . ^.вдеть рвеймйтригшемого массива; глубина 1Ы1,5 м ./■■>;2,Г)£/, шщк/Р rii.b'u /;> А-в/t-¡количество'у злое

-элементов <$5, ,:■

Рассчитывалась две схемы о шарнирным а «еаткиад соединением голов свай о ростверком.

Установлено, что межсвайный грунт перемещался даеоте со сваями, Перемещение узлов грунта почти точно соответствовали перемещениям узлов овай, находящихся на той не глубине, что свидетельствует? о необходимости рассмотрения свайного кусха и межеванного, гранта как единого грунюЕа-свайного массива.

Гранки зав^сшоота горизонтального перемещения и наклона роотверка от величины моментаой нагрузки пра шарнирном а жестком соединении голов свай о ростверком представлена на рис. 4.

Дналиаиру^с полученные грабили, можно отаетита, что при величине момента 225 яН'м наклон ро^вэрва с шарнирным закреплением годов овай примерно в 6 раз йолыед/чем для дуста о жестким соединением голов овай.с роотверйЬ|и;''В Уо ка время^ горизонтальное перемещение роотверка пра шворнем соединении почти отсутствует. , 8т» свидетельству^ о том, что происходит почта -шотое вертикаль-?' нае вдавливание овай о "разворотом, голов овай в местах соединена« р росгвер<оы. • - ■ •

.При жестком соединении гадов овай с ростверком наклон роотверка. развивается медленно и сопровождается со значительным гори- . зонтальным перемещением, В данном случае весь грунтово-свайный . 'массив разворачивался в грунтовом ооновании как едингэ целое, вотречая отпор массива грунта до боковой поверхности, .

Результаты проведениях исследований подтверждают, чт ^ приложенный момент компенсируется не тол: чо за счет переопределения ■ вертикальных усилий, к ад предполагаемая 2,02.03-65, Значит, тельная часть мрмента будет компенсироваться боевым давлением '

грунта и лишь остальная часть будет компенсироваться за счет перераспределения вертикальных усилий на сваи куста.

Часть момента, воспринимаемая силами, Сокового отпора грунта, оудет передана через жестко заделанные головы на тело сваи и равна сумме моментов в шеста* заделки голов свай в ростверк, Разумеется, величина передаваемого через головы свай момента не может превышать суммарной прочности заделки свай в ростверк. Поэтому необходимо рбеспечить условия, чтобы суммарная прочность заделка овай в ростверк была больше предполагаемого момента.

На основании результатов экспериментальных исследований были предложены эмпирические формулы для определения момента, воспринимаемого перераспределением вертикальных усилий на сваи нус-щ Мп и момента заделки головы сваи в ростверк М^ ;

М„ ■ КМ } /1/

* к)М/п, /2/

где М - приложенный момент;

п - число свай в куста;

К эмпирический коэффициент, к =0,49 /получен как • среднее значение иа модельных испытаний и под' твервден полевыми экспериментами/

В заключении даны практические рекомендации по проектировании срайных фундаментов на совместное действие вертикальных и м®-ментных нагрузок. / "•."

Ьыл рассмотрев тщетный объект: здшие холодильника емкоа-^ тмз 20000 7 импортной поставки в Мурманском морском порту. Анали» расчетов по СНиП 2.02,03-85 и о уче"х>м предложенных рекомендаций: проявил возможность экономии мцтериала ов«£ не 2155, а для отдел&г-ных фундаментов на 50£,по сравнении оо сваями, принятыми в праяптв.

, основные вывода

I.Результаты численных,, модельных и полевых исследований свидетельствуют о существенно различном механизме работы свайных кустов о шарнирным и жестким зашемлением голов свай в ростверк при работе фундамента на совместное действие вертикальных а мо- ' мзниных нагрузок и о возможности передачи на куст свай моментной нагрузки, значительно превышающей расчетную по СНиЛ 2.02.03-85, при обеспечении Еесткой заделки свай в роствёр.

2. При достаточно тесном расположении свай в кусте и жестком соединении голов свай с ростверком происходит объединение свай и межсвайного грунта в единый грунтово-свайный массив, который под совместным действием вертикальных и моментных нагрузок перемещается' в грунте как единое Целое, встречая при этом сопротивление грунта.

3'. При жестком соединении голов свай с ростверком приложенный момент компенсируется не только за счет перераспределения вертикальных усилий'на сваи куста, но и появлением, сил бокового отпора грунта. 'Момент, воспринимаемый перераспределением вертикальных усилий, будет меньше приложенного момента на величину, равную моменту, воспринимаемому горизонтальными силвми бокового отпора грунта. . ; •

- 4. Часть приложенного к кусту свай момента, воспринимаемая силами боковою отпора грунта, передается через жест.чо заделанные голоеы на- тело сваи. Поэтому необходимо обеспечить условии, чтобы суммарная прочность заделки свай в ростверк оыла больше предпола-гтмого ■ моментаV . - -'■•'-

б. Разработаны практические рекомендации по проектировании овайных кустов о учетом влияния отпора грунта, возникающего в результате поворота свайного ^ндамента от совместного действия вертикальной и мойентной нагрузок при условии обеспечения жесткой заделки голов свай с ростверком.

Основные положения дисоертации и результаты '«следований опубликованы в следующих работах:

1. О работе свайных фундаментов на моментные нагрузки //Ос-нованин и (фундаменты в условиях слабых и пучинистых грунтов: Медвуз, темат.сб.тр.ЛИСИ, 1964, с.52-56.

2. Прогноз работы свайных (фундаментов под действием знакопеременной моментной нагрузки//Передовой ошг в ^¡ундаментоотро-ениа: Тезисы докладов к областному семинару. Приволжский дом научно-технической пропаганда, Лензинский инженерно-строительный институт, Пенза, 1У64,-а.67-68. /Соавторы А..Б. Фадеев, В.А, Лукин/.

3. Особенности работы свайных кустов под действием моменишх нагрузок //Использование слабых грунтов в начестве оснований зданий и. сооружений. Ленинградский' дом научно-технической пропаганды, Ленинград, 1984, 0.55-59. /Соавтор- А.Б. Фадеев/.

' 4. Экспериментальные исследования работы ОБайных кустов при действии моментных нагрузок //Использование слабых и мерзлых грунтов в качестве оснований сооружений: Меквуз.тв«ат,об,тр,ЛЖ!И, Ленинград, В90, с.26-33. /Соавтор, А.Б, Фадеев/,