Что такое отрицательное трение грунта окружающего сваю

3. Явление отрицательного трения

При возведении зданий на фундаментах мелкого заложения могут возникнуть значительные неравномерные осадки вблизи стоящих зданий, построенных на свайных фундаментах. Это происходит вследствие развития отрицательного трения между сваей и окружающим грунтом (рис. 2.4).

Следовательно, необходимо оценивать дополнительную неравномерную осадку свайного фундамента, возникающую от действия дополнительных напряжений при возведении нового здания, от изменения условий передачи давления за счет уменьшения сопротивления грунта по боковой поверхности свай и увеличения давления, передаваемого их остриями, а также от отрицательного трения [6]. Величину каждого из этих слагаемых трудно оценить, поэтому нужно стремиться исключить возможность дополнительной загрузки свай.

Если сваи заглублены в плотный грунт не менее чем на 3—4 диаметра поперечного сечения и имеют некоторый запас несущей способности, то значительных дополнительных осадок от действия отрицательного трения, как правило, не может быть [6].

4. Деформации зданий на свайных фундаментах при разработке вблизи них котлованов

При разработке котлована в непосредственной близости от свайных фундаментов существующих зданий и сооружений на глубину ниже отметки заложения ростверка возможно оголение свай и сползание (вывалы, обрушение) грунта из межсвайного пространства, что может вызвать:

Поэтому при разработке проекта производства работ в указанных условиях необходимо детально продумать вопрос о последовательности строительства.

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

Источник

Ф.14.48. Что такое отрицательное трение грунта, окружающего сваю?

Отрицательное трение возникает тогда, когда окружающий сваю грунт вместо того, чтобы сопротивляться вдавливанию сваи в грунт и создавать силы сопротивления, направленные вверх, наоборот, из-за оседания грунта вокруг сваи тянет ее вниз. В этих расчетах изменяется знак сил трения.

Ф.14.49. В чем заключается динамический способ определения несущей способности свай?

Динамический способ заключается в нахождении несущей способности сваи по величине отказа при забивке ее на глубину, близкую к проектной.

Ф.14.50. На что затрачивается энергия при забивке сваи?

Энергия при забивке сваи затрачивается на преодоление сопротивления грунта погружению сваи, на упругие деформации соударяемых молота и сваи, на превращение механической энергии в тепловую, на разрушение головы сваи.

Ф.14.51. В чем заключается статический метод испытания свай?

Статический метод испытания сваи заключается в том, что к забитой на заданную глубину свае ступенями прикладывается нагрузка, чаще всего создаваемая домкратом, и выжидается стабилизация осадки при данной ступени нагрузки, после чего прикладывается следующая ступень нагрузки. Ступени составляют обычно 1/10-1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки. После этого строится график зависимости осадки от нагрузки, причем за предельную принимается нагрузка, вызывающая 20 % осадки от предельной для проектируемого здания или сооружения. Эта нагрузка делится на коэффициент надежности, равный 1,2.

Ф.14.52. В чем заключается метод статического зондирования для определения несущей способности свай?

Статическое зондирование представляет собой вдавливание в грунт штанги с конусом стандартного размера (диаметр его основания 36 мм, угол заострения 60 ° ). Измеряется вдавливающее усилие в зависимости от глубины и с помощью переходных формул находится несущая способность сваи.

Источник

Отрицательное трение при насыпи

Добрый день. Подскажите по теме, сам запутался.
На «песок мелкий средней плотности насыщенный водой» (Е=22,9 МПа) делается насыпь порядка 6м. Далее на свайный фундамент ставится здание, допустим, «одноэтажное производственное со стальным каркасом» с предельной осадкой в 12см.
Согласно СНиП нужно учесть отрицательное трение. В данном случае, я так понимаю, график осадки будет складываться из осадки «материкового» песка от пригруза насыпи и от осадки (усадки) самой насыпи.

Собственно вопросы:
1. При расчете осадки песка от веса насыпи (методом послойного суммирования) какую величину b (ширина фундамента) брать? Размер насыпи в плане порядка 200х100 м. Думал, что данная величина назначается условно, но при разных ее величинах получается разная осадка.
2. Как рассчитать осадку самой насыпи (чтобы найти зону действия сил отрицательного трения)?

Пара вопросов для понимания темы.

Сравним два документа:

1) РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ 1980 (док1)
2) СНиП 2.02.03-85 (док2)

вопрос касательно определения зоны учета отрицательной силы при насыпных

в док2 написано тоже для околосвайного грунта, т.е. учитывается осадка оставшиеся после завершения строительста, но она равна 0.5 от предельно допустимой, т.е. в СНиП реализовано, то что в док1 написано, что можно допустить осадку от собственного веса конструкций 0.5 от предельной.

Для упрощения расчетов, все же если сделать расчет осадки околосвайного грунта методом послойного суммирования, т.е. принять, что на момент возведения здания околосвайный грунт не давал осадку (т.е. в запас) и это значение окажется меньше 0.5 предельной осадки здания, то можно не заморачиваться с консолидацией, и осадкой околосвайного грунта с учетом времени.

ну и второй вопрос, почему все-таки все завязано с предельной осадкой сооружения, а не фактической осадкой ростверка, ведь имеет значения у меня насколько просел ростверк после загрузки сооружения на 50мм (1случай) или 100мм (2 случай), т.е. независимо от этого отрицательная для 1 и 2-го случая будет по расчету одинаковая. а по факту нет

Источник

СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты

УЧЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ (НЕГАТИВНЫХ) СИЛ ТРЕНИЯ ГРУНТА НА БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ СВАЙ

4.11. Отрицательные (негативные) силы трения, возникающие на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз, следует учитывать в случаях:

планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;

загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м ( 2 тс/м );

загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м (10 тс/м );

увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;

незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;

уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;

просадки грунтов при замачивании.

Примечание. Учет отрицательных сил трения, возникающих в просадочных грунтах, следует производить в соответствии с требованиями разд.8.

4.13. В случае, когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение следует принимать равным 5 кПа (0,5 тс/м ).

Если известны значения коэффициентов консолидации и модуля деформации торфов, залегающих в пределах длины погруженной части сваи, и возможно определение значения осадки основания от воздействия пригрузки территории для каждого слоя грунта, то при определении несущей способности сваи допускается учитывать силы сопротивления грунта с отрицательным знаком (отрицательные силы трения) не от уровня подошвы нижнего слоя торфа, а начиная от верхнего уровня слоя грунта, значение дополнительной осадки которого от пригрузки территории (определенной начиная с момента передачи на сваю расчетной нагрузки) составляет половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения.

Источник

Рекомендации по учету сил отрицательного трения при проектировании свайных фундаментов

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

«Рекомендации» содержат методы расчета свай и свайных фундаментов по несущей способности и по деформациям в условиях сильносжимаемых грунтов с учетом сил отрицательного трения и продольного изгиба свай.

Оглавление

2. Определение зоны действия сил отрицательного трения

3. Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию

4. Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию

5. Определение сил отрицательного трения по результатам полевых испытаний

Этот документ находится в:

Организации:

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ОРДЕНА ТРУДОВОГО НРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГОССТРОЯ ССОР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений Гооотроя СССР

Зам. директора Института доктор техн. наук, профессор

ПО УЧЕТУ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

( 3 ) выполняется непрерывно, ординату условной нейтральной точки при фундаменте из висячих свай следует принимать равной ординате плоскости, проходящей через слой грунта, для которого выполняется условие

осадка слоя околосвайного грунта, происшедшая к моменту окончания строительства 8дания или сооружения;

2.5, Для приближенных расчетов ординату условной нейтральной точки при фундаменте из висячих свай можно принимать равной ординате плоскости, проходящей через слой грунта, скорое^ осадки которого к моменту окончания строительства

2.6. Если несущий слой грунта перекрыт явно выраженным слоем сильносжимаенсго грунта, то положение нейтральной

i-Ш-Ш IMI ili±iLLrJ 1±.^IJJlLL1±LL

^ j* зона действия сил

if ц отрицательного трвяия

f зона действия сил, i которые могут не

^ зона действии сил 1 сопротивления

Рис. I. Расчетная схема сил, действующих на сваю в оседающем грунт®.

точки при проверке выполнения условия ( 3 ) для предварительных расчетов можно принимать на кровле несущего слоя.

2.7. Для свай-стоек положение нейтральной точки определяется по условию ( 5 ).

3. РАСЧЕТ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ВТОРОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ.

3.1. При действии сил отрицательного трения расчет свай и свайных фундаментов по второму предельному состоянию ( по деформациям ) является основным.

3.2. Расчет свай и свайных фундаментов по второму предельному состоянию производится по формуле

величина деформации ( осадки или перемещения )

сваи или свайного фундамента с учетом действия сил отрицательного трения;

Зпрг обозначение то же, что и в формуле ( 6 ).

3.3. Расчет свайных фундаментов из свай-стоек по осадкам не производится. Величина возможной осадки такого фундамента принимается в соответствии с п. 7.2 главы СНиП П-Б. 5-67*.

3.4. При расчете свай и свайных фундаментов по деформациям в соответствии с условием ( 9 ) действие сил отрицательного трения не учитывается в пределах слоев грунта, для

которых выполняется одно из следующих условий:

Srp.» Srp.t S пр. > 4 6 )

S г#> S гр.£* S ПР. Sy. стр. ; ( 7 ‘)

где все обозначения и условия применения те же, что и в формулах ( 5 С б ), ( 7 \ 8 ).

3.5. Для одиночных свай условие (. 9 i считается выполненным, если

нормативные силы сопротивления в Т грунта основания сваи, расположенного ниже нейтральной течки, определяемые для свай призматических по формуле ( II ) или по результатам полевых исследований в соответствии с разделом 5 Рекомендаций, а для свая с уширенным нижним концом по формуле ( 12 );

нормативное значение сил отрицательного трения, действующих на боковой поверхности свай, в Т, определяемое по формуле ( 13 ; или по ре-

зультатам полевых исследований в соответствии с разделом 5 Рекомендаций.

Примечание: Сваи, расстояние между осями которых более

3.6. Нормативные силы сопротивления грунта основания призматической сваи, при действии сил отрицательного трения Рос. в Т определяются по формуле

P«=fiWzfrei ■ (“)

5,4 и 5.5 главы СНиП П-Б.5-67*;

между уровнем нейтральной точки и горизонтальной плоскостью, проходящей через концы сваи.

3.7. Нормативные силы сопротивления грунта основания сваи с уширенным нижним концом, в Т, прорезающей толщу водонасыщенных оплывающих грунтов ( либо при засылкз пазух с

уплотнением его до средней плотности ) и работающей на осевую сжимающую нагрузку, определяется по формуле

— периметр умирания в м;

— высота умирания в м;

— нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности уширения в Т/м^, определяемое по указаниям п.п. 5.4 и 5.5 главы СНиП П-Б.5-67*;

3.8. Нормативные силы отрицательного трения, действующие на боковой поверхности одиночной сваи определяются по формуле

Рт= nUUZKtjfijtj • 13 >

определяемое испытаниями образцов грунта на

сдвиг или принимаемое для предварительных рас-

четов по табл. 13 главы СНиП П-Б.1-62*; коэффициент Пуассона, значения которого допускается приникать по табл. 9 главы СНиП П-Б.1-62*;

объемный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, в Т/м 3 ;

3.10. Расчет свайноге фундамента из кустов висячих свай по второму предельному состоянию ( по деформациям ) производится как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями главы СНиП П-Б.1-62*. Границы условного фундамента ( Рис. Z ) определяются следующим образом

для отдельных слоев грунта h, fa. in ( в пределах участка длины сваи Си ).

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента.

3.12. Нормативное значение сил отрицательного трения Рк.отр. в Т, действующих ка куст свай определяется по формуле

Рис. 2. Схема определения границ условного фундамента прн расчете осадок свайных фундаментов.

‘’Рекомендации по учету сил отрицательного трения при проектировании свайных фундаментов» содержат методы расчета свай и свайных фундаментов по несущей способности и по деформациям в условиях сильносжимаемых грунтов с учетом сил отрицательного трения и продольного изгиба свай.

Рекомендации разработаны Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР при участии треста «Оргтех-строй» Минстроя Латвийской ССР и Уральского Пром-стройНШпроста ( в части расчета сбой с уширенным нижним концом ).

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

— периметр куста,в ы,по наружным граням свай, _u расположенных в крайних рядах;

4. РАСЧЕТ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕЭДЩ ПО ПЕРВОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ.

4.1. Несшая способность Н ( в Т ) забивной висячей сваи, работающей на осевую сжимающую нагрузку, при расчете по условию сопротивления грунта основания определяется по указаниям главы СНиП П-Б.5-67® без учета сил отрицательного трения.

Примечание: Под несущей способностью сваи понимается величина сил сопротивления сваи, при которой вертикальная осадка сваи либо начинает возрастать практически без существенного увеличения нагрузки ( наблюдается пластическое течение J, либо не затухает в течение длительного времени ( проявляется ползучесть грунта основания ).

4.2. Несущая способность Р ( в I ) забивной висячей сваи и сваи-стойки, работающей на осевую сжимающую нагрузку, определяемая по условию сопротивления материала сваи в соответствии с п. 5.16 главы СНиП П-Б.5-67*, должна удовлетворять условию

1. Общие положения. 5

2. Определение зоны действия сил отрицательного

3. Расчет свай и свайных фундаментов по второму

А, Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию. 19

Настоящие Рекомендации составлены в развитие главы СНиП П-Б.5-67* «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» в части учета сил отрицательного трения на боковой поверхности свай при расчете свай и свайных фундаментов по первому и второму предельным состояниям. В тексте, кроме того, даны рекомендации по проверке свай на продольный изгиб.

Рекомендации могут быть испольгованы при проектировании зданий и сооружений на свайных фундаментах в условиях сильноскимаемых грунтов.

Основой для разработки Рекомендаций послужили результат теоретических и экспериментальных исследований возникновения и развития сил отрицательного трения на боковой поверхности свай, проведенных в последние годы лабораторией свайных фундаментов НИШ оснований и подземных сооружений в полевых и лабораторных условиях, а также с тензометрической сваей натурной величины в больших лотках института.

На экспериментальных площадках в г. Риге и г. Киеве по специально разработанной методике были проведены статические испытания свай вдавливающими и выдергивающими нагрузками. При этом были измерены осадки свай под действием сил отрицательного трения и послойные деформации грунта в течение длительного времени. При помощи тензометрических месдоз, специально разработанного устройства для измерения сил трения грунта на боковой поверхности ( авторское свидетельство It 329421 ) и многоточечных глубинных марок, в серии экспериментов со сваями натурных размеров в больших лотках

института было исследовано напряженно-деформированное состояние околосвайного грунта при действии сил отрицательного трения. Для выявления качественной картины характера деформации околосвайного грунта при его просадке был применён метод фотофиксации.

Весь комплекс указанных экспериментально-теоретических исследований и разработку на его основе методов расчета выполнил инж. В.И. БЕРМАН под руководством к.т.н. Б.В. БАХОЛДИНА.

В проведении полевых работ в г. Риге приняли участие тресты «Оргтехстрой» и «Сгройиеханизация» Минстроя Латвийской ССР.

В части расчета сил отрицательного трения на боковой поверхности свай с уширенным нижним концом использованы результаты экспериментальных исследований, проведенных в полевых и лабораторных условиях лабораторией оснований и фундаментов Уральского ПромстройНИИпроекта.

Рекомендации разработаны Ордена Трудового Красного Знамени НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР ( к.т.н. Б.В. БАХОЛДИН, инженеры В.И. БЕРМАН, В.И. ОСТРОВ ), при участии треста *Оргтехетрой п Минстроя Латвийской ССР и Уральского ПромстройНИИпроекта ( к.т.н. А.Н. ТЕ-ТИОР и инж. А.П. АННЕНКОВ ) в части расчета свай с уширенным нижним концом.

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проек

тирование свайных фундаментов из забивных вертикальных железобетонных свай ( призматических, в том числе с уширенным нижним концом, и трубчатых с закрытым нижним концом ) прорезающих слои сильносжимаемых грунтов, когда на боковой поверхности свай могут возникать силы отрицательного трения. Примечание: I. К числу сильносжимаемых грунтов, на которые

распространяется действие Рекомендаций, относятся торфы, заторфованные грунты и илы.

2. Силами отрицательного трения называются силы, реализующиеся на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.

1.2. Осадка околосвайного грунта может быть вызвана:

а) подсыпкой или намывом, выполняемыми при повышении отметки территории строительства или в соответствии с технологией производства работ, когда слабые грунты выходят на поверхность;

б) загрузкой поверхности грунта или пола, основанного на грунте, значительной полезной нагрузкой:

в) возведением рядом с сооружением на сваях сооружения на фундаментах мелкого заложения;

г) увеличением собственного веса грунта при искусственном или естественном понижении уровня грунтовых воз;

д) уплотнением грунтов, вызванных динамическими

в) естественной консолидацией грунтовой толщи.

1.3. Осадка полностью водонасыщенных малоуплотненных мелких песков и супесей, илов, заторфованных грунтов и торфов, происходящих под действием сплошной равномерно распрост-

ранннной нагрузки территории о гр. ( в см ) определяется на основе теории фильтрационной консолидации по формуле

— координата глубины рассматриваемой точки от поверхности слоя, в см;

— толщина слоя сжимаемого грунта, расположенного между фильтрующим слоем и недренмрованным скальным основанием, или 2Ь между фильтрирующими слоями, в см;

— коэффициент относительной сжимаемости, в см^/кГ;

— интенсивность внешней равномерно распределенной нагрузки, в кГ/см^;

— коэффициент консолидации, в см с /сек;

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОНЫ ДЕЙСТВИЯ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ

Примечание: При определении осадки грунта по формуле ( I ) скорость осадки грунта определяется по формуле

где все обозначения те же, что и в формуле ( I ).

2.2. Точка пересечения горизонтальной плоскости, выше которой выполняется условие ( 3 ), с осью сваи называется истинной нейтральной точкой. Ордината истиннок нейтральной точки равна ординате плоскости, для которой выполняется уо-

2.3. Если отрицательное трение действует на свайный фундамент из висячих свай постоянно, т.е. условие ( 3 ) выполняется всегда, то зону учитываемых в расчетах сил отрицательного трения можно ограничить плоскостью, проходящей через слой грунта, осадка которого равна предельной величине средней осадки для данного здания или сооружения. Точка пересечения этой плоскости с осью сваи называется условной нейтральной точкой. Ордината условной нейтральной точки равна ординате плоскости, для которой выполняется условие

2,4. Б тех случаях, когда проектом предусматриваются сроки возведения здания или сооружения и при этой условие

Источник