Несущая способность свай в глинистых грунтах при действии горизонтальной нагрузки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.02, кандидат технических наук Сафонов, Александр Павлович

• Сафонов, Александр Павлович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сафонов, Александр Павлович

•I. ВВЕДЕНИЕ

2. СОВРЕМЕННЫЕ ДАННЫЕ О РАБОТЕ СВАЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ

НАГРУЗКИ

2.1. Применяемые методы расчета свай на горизонтальные нагрузки

2.2. Экспериментальные исследования работы свай на горизонтальные нагрузки

2.3. Выводы и задачи исследований

3. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЩИХ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ СВАЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ

3.1. Методика экспериментальных исследований и характеристика опытных площадок

3.2. Изучение сопротивления свай горизонтальным нагрузкам на крупномасштабных моделях

3.3. Изучение несущей способности натурных свай при действии горизонтальных нагрузок

3.4. Выводы

4. ИЗУЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОСТЕЛИ ГРУНТА ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНО

НАГРУЖЕННЫХ СВАЙ

4.1. Методика экспериментальных исследований

4.2. Влияние глубины на величину коэффициента постели грунта

4.3. Влияние перемещений и размеров штампа на величину коэффициента постели грунта

4.4. Выводы

5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СВАЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ

В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ

5.1. Теоретические основы методики расчета

5.2. Описание алгоритма численного решения

5.3. Сопоставление результатов статических испытаний свай с данными теоретического анализа

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Несущая способность свай в глинистых грунтах при действии горизонтальной нагрузки»

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года перед строителями поставлена задача по дальнейшему улучшению капитального строительства на новой технической основе.

Научно-технический прогресс выдвигает задачи улучшения про-ектно-сметного дела, осуществления строительства по наиболее прогрессивным и экономичным проектам, позволяющим снизить стоимость зданий и сооружений, а также обеспечить экономию материалов и повышение производительности труда на 15-17 %.

Планами капитального строительства на II пятилетку предусмотрен дальнейший рост энергетической, химической и нефтехимической промышленности, особенно в районах Западной Сибири и северо-восточной части Среднего Урала. Прогресс в строительстве в значительной мере зависит от фундаментостроения, от применения современных конструкций фундаментов, передовой технологии и т.д.

Для грунтовых условий перечисленных районов характерно преобладание значительной толщи глинистых грунтов с относительно низкой прочностью, поэтому наиболее экономичным типом зарекомендовали себя свайные фундаменты, имеющие высокую несущую способность при низкой трудоемкости изготовления. Эффективность применения свайных фундаментов зависит от оптимального выбора параметров свай, что возможно лишь при правильном учете всех факторов, влияющих на несущую способность. Поэтому снижение стоимости свайных фундаментов за счет рационального учета природных и геологических особенностей этих районов имеет важное народно-хозяйственное значение.

Опыт проектирования свайных фундаментов сооружений, работающих на горизонтальные нагрузки, показывает, что результаты расчетов по определению несущей способности при заданных горизонтальных перемещениях получаются либо заниженные, либо завышенные по сравнению с непосредственными испытаниями. Это свидетельствует о том, что существующий метод расчета / 97/является недостаточно обоснованным. Причина низкой достоверности существующих методов расчета заключается в том, что они не учитывают нелинейную зависимость перемещения сваи от нагрузки, а также в отсутствии достоверных результатов экспериментальных исследований изогнутой оси сваи, положения точки нулевых перемещений (условной глубины заделки сваи в грунте) и характера распределения коэффициента постели грунта по глубине.

Известно, что теоретической основой расчета свай на горизонтальные нагрузки является дифференциальное уравнение изогнутой оси сваи как балки, лежащей на упругом основании, свойства которого характеризуются коэффициентом постели. Значения коэффициента постели, полученные при штамповых испытаниях по аналогии с плитами и ленточными фундаментами, были перенесены и для расчета свай, хотя в данном случае коэ$фициент постели должен рассматриваться в горизонтальном направлении, причем характер его изменения с глубиной изучен недостаточно. Так, среди исследователей/3, 5, 10, 24, 34, 48, 67, 7D, 85, 92, 99/нет единого мнения о характере распределения коэффициента постели грунта по глубине в зависимости от перемещения тела сваи при изгибе. Более того, при разработке расчетных методов большинство исследователей применяют различные линейные законы изменения коэффициента постели грунта без их достаточной экспериментальной проверки.

Анализ литературных источников показывает, что сопротивление свай горизонтальной нагрузке зависит от жесткости поперечного сечения, глубины погружения, высоты приложения нагрузки, физико-механических свойств грунтов и т.д. Все перечисленные факторы, находясь во взаимосвязи, сложно влияют на несущую способность сваи, усиливая или уменьшая участие каждого фактора в отдельности. Несмотря на многочисленные исследования/3, 10, 24, 35, 42, 49, 66, 69, 73/, до настоящего времени взаимовлияние перечисленные факторов на сопротивление свай изучено недостаточно.

Расчет свайных фундаментов, воспринимающих горизонтальные нагрузки, сводится в основном к расчету одиночной сваи. По схеме работы одиночные сваи подразделяются на жесткие, конечной жесткости и гибкие/9, 10 , 57, 73, 106, 112/. В данной работе рассматриваются сваи конечной жесткости.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в:

- изучении факторов, влияющих на сопротивление свай горизонтальной нагрузке в глинистых грунтах, с учетом жесткости поперечного сечения, глубины погружения, горизонтальных перемещений в уровне поверхности грунта;

- изучении характера изогнутой оси и положения точки нулевых перемещений для свай и свайных фундаментов;

- изучении характера распределения коэффициента постели грунта по глубине для свай разного поперечного сечения;

- разработке инженерного метода расчета свай на горизонтальные нагрузки.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Экспериментально установлено взаимовлияние глубины погружения, жесткости поперечного сечения, а также величины перемещения сваи в уровне поверхности грунта на несущую способность. Получена зависимость положения точки нулевых перемещений от глубины погружения и поперечного сечения сваи. Установлена линейная зависимость несущей способности свайного фундамента, состоящего из 2-6 свай в кусте от несущей способности одиночной сваи. Определен характер распределения коэффициента постели грунта по глубине и его изменение в зависимости от размеров поперечного сечения. Кроме того, установлено, что коэффициент постели грунта в зависимости от перемещения сваи по глубине носит нелинейный характер. Разработан инженерный метод расчета свай, работающих на горизонтальные нагрузки, с учетом нелинейного изменения коэффициента постели грунта.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ результаты полевых экспериментальных данных влияния глубины погружения, жесткости поперечного сечения, а также горизонтальных перемещений на несущую способность свай. Определение коэффициента постели грунта по глубине и его изменение в зависимости от размеров поперечного сечения сваи и консистенции грунта. Инженерный метод расчета свай на горизонтальные нагрузки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Выполненные исследования выявили влияние жесткости поперечного сечения, глубины погружения и горизонтальных перемещений на несущую способность свай, а также позволили установить характер изменения коэффициента постели грунта по глубине и закономерность его изменения в зависимости от размеров поперечного сечения сваи в глинистых грунтах от твердой до тугопластичной консистенции; разработать методику расчета свай на горизонтальные нагрузки.

РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОШШЛЕННОСТИ. Работа выполнялась в соответствии с планом важнейших НИР по комплексной программе Минвуза "Нефть и газ Западной Сибири". Разработанная методика расчета была использована при расчете одиночных свай под оттяжки при строительстве опор ВЛ 500 кВ. "Рефтинская ГРЭС - Тюмень". Экономический эффект от внедрения составил 43,64 тыс.руб.

АПРОБАЦИЯ. Результаты исследований докладывались на:

- научно-технической конференции "Применение прогрессивных свайных фундаментов в строительстве и пути их дальнейшего совершенствования" Свердловского областного НТО Стройиндустрия, Свердловск, 1978;

- четвертой научно-технической конференции Уральского политехнического института им.С.М.Кирова, Свердловск, 1979;

- научно-технической конференции "Новые инженерные решения увеличения несущей способности оснований и фундаментов" Свердловского областного НТО Стройиндустрия, Свердловск, 1980;

- 22 научно-технической конференции по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в 1981 г., Пермь, 1982.

Диссертация выполнена на кафедрах оснований и фундаментов Уральского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им.С.М.Кирова и Пермского политехнического института в период обучения автора в заочной аспирантуре под руководством профессора, доктора технических наук А.А.Бартоломея и научного консультанта доцента кафедры оснований и фундаментов УПИ им.С.М. Кирова кандидата технических наук В.В.Павлова.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 4- статьи.

ОБЕМ РАБОТ. Диссертация состоит из б разделов, включая введение и заключение, содержит 163 страниц машинописного текста, в том числе 37 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 140 наименований и 5 приложений.

Заключение диссертации по теме «Основания и фундаменты, подземные сооружения», Сафонов, Александр Павлович

4.4. Выводы

Анализ проведенных экспериментальных исследований по изучению коэффициента постели грунта для горизонтально нагруженных свай позволяет сделать следующие выводы.

1. Форма эпюры распределения коэффициента постели по глубине для глинистых грунтов описывается функцией, состоящей из двух линейных участков: первый - от поверхности грунта до глубины, равной стороне сечения сваи, и второй - ниже этой глубины, в отличие от линейной, рекомендованной СНиП П-17-77.

2. При перемещении штампа от 0 до 10 мм коэффициент постели грунта однозначно определяется глубиной и суммарным перемещением на данной глубине. При этом с увеличением глубины величина коэффициента постели возрастает, а с увеличением перемещений уменьшается.

3. Коэффициент постели грунта помимо отмеченных факторов зависит от размеров сечения сваи и консистенции грунта.

4. Эпюра изогнутой оси для металлических свай, так же, как и для железобетонных, может быть аппроксимирована квадратичной параболой, причем точка нулевых перемещений при перемещениях сваи б уровне поверхности грунта, равном 10 мм, для сваи сечением 10x10 см располагается на глубине 13d , сечением 20x20 см - на глубине 7 d , а для сваи сечением 30x30 см - на глубине 5cJ , где d - сторона квадратного сечения сваи. С увеличением перемещений в уровне поверхности грунта от 10 до 20 MMfцентр вращения сваи при изгибе поднимается.

5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СВАЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ

5.1. Теоретические основы методики расчета

Теоретической основой расчета свай на горизонаталыше нагрузки служит известное дифференциальное уравнение изогнутой оси сваи, лежащей на упругом основании, свойства которого характере-зуются коэффициентом постели:

Усг) ~ перемещение сваи по глубине (изогнутая ось сваи), м ,

Известные методы решения /24,34,40,49,70,92,121,128,130, щения о линейном законе изменения коэффициента постели грунта по глубине. При отказе от этого допущения уравнение (5,1) уже не может быть решено в явном виде. Между тем практика применения существующих методов расчета с использованием линейной зависимости показывает, что они имеют низкую достоверность. На наш взгляд, главная причина этого состоит в том, что не учитывается нелинейная зависимость перемещения сваи от горизонтальной нагрузки, что проявляется в изменении коэффициента постели грунта при изменении глубины и величины перемещения сваи, выявленном экспериментальным путем (см.параграф 4.2). Кроме этого, экспериментами установлено, что в глинистых грунтах можно выделить два участка по глубине погружения сваи 0.4 м и £>0.4 м, на ко

5.1) где EJ - поперечная жесткость сваи, кНм2; Сг - коэффициент постели грунта, кНм^« 8 - ширина сваи, м ;

138/ уравнения (5.1) достигают цели за счет использования допуторых коэффициенты линейной зависимости величины Сг от глубины Z. различны (см.рис.5.1). Зависимость коэффициента постели от перемещения сваи нелинейна и описывается выражением (4.12). В общем виде эта зависимость имеет вид: гЛ С f K°jytz)i + Kllywlz,

CM .-*,-« где M( [У(2)\ - характеризует нелинейное изменение коэффициента постели грунта от перемещения в о! Уровне поверхности, кН/м3; характеризует нелинейное изменение коэффициента постели по глубине, кН/м3.

Подставив (5.2) в (5.1), получим уравнение, решить которое в аналитическом виде не представляется возможным, так как оно существенно нелинейно. Решение его можно найти только с помощью численного метода. Один из вариантов численного решения этого уравнения приводится ниже.

Для решения поставленной задачи представим, аналогично работе В.М.Кирилинаj 40/ для трапецеидальной зависимости изменения коэффициента постели грунта по глубине, функцию горизонтальных перемещений в виде конечного разложения где J. (г.) - единичные функции, выражающие возможные С перемещения сваи;

У - - коэффициенты при этих функциях, подлежащие 6 определению.

Умножая все члены уравнения (5.1) на единичные функции возможных горизонтальных перемещений и интегрируя по всей глубине погружения сваи, получим интегральное условие равновесия (так как//7/</ ^ И;//п|< I, интеграл в формуле (5.4) существует) е i

EZj У(*)/с (Z)dz + £fewУс^. (Ю dz =0 . (5.4)

По теории изгиба балок имеем = тш (5.5)

EU ' Mm . п1" - &(Z> (Ъ А^

Ут - ' (5,6)

Дважды интегрируя по частям первый член уравнения (5.4), заменяя разложением (5.3) и используя выражения (5.5) и (5.6), получим систему алгебраических уравнений: е" п ' О

Л .

Z)M(Z)\ | =0 , (5.7) о и где \а . г

MjCZ)

В рассматриваемой задаче изгибающий момент и поперечная сила на конце сваи равна нулю, поэтому

I £ t fcMu^fuiQa)!=~MJ(o) - Qjj (о). (5Л)

Рис.5.I. Расчетная схема (а) и 6) отпор грунта, в) - эпюра изменения коэффициента постели грунта.

4ft - ' //г)

Рис.5.2. Единичные функции.

Этими членами выражается работа внешних сил М0я Q0 и их следует отнести к свободным членам, тогда

4р = Mefj(0) + Qj.(0) ; (5.9) I zij'fJIMi(i)Mj(vclz ; (5Л0) о с

На основании теоремы Бетти о взаимности работ, имеем гЦ = г* ' аы - V •

Тогда уравнение (5.7) примет вид f(z.+ ba.)V-Jljp = Q (5.12)

L-\ у у' с dP

C~ !

Единичные функции jf. (Z) (см.рис.5.2) приняты в виде С y«,= V(-Vaf + + ■ (5ЛЗ)

При принятых единичных функциях Mj=M^0, поэтому все коэффициента Zij при I =1,2 равны нулю. Кроме того Z34= =0, так как функции и ^(г) ортогональны. Для функции jb(z) и изгибающие моменты и коэффициенты 2 равны

5.14)

5.15)

I f

Z^Jjj = fp- = 48.101 § ; (5.16) 0 t M sZj(Mfadz-6J~r-*773.Z7§ . (5.17)

Тогда выражение (5.2) для коэффициента постели грунта примет вид и0 °

К, /r2z к:ни (5Л8)

IV* -+ V^SiHа

Работа Адр внешних сил М0 и Q0 по формуле (5.9) будет

VM./.VQ./.M-GU ; (5.19)

AP=Mofj0) + aofp)-f ; (5.20)

4 =М,/)о) + Ф) = гЛГ = I2 . (5.22)

После подстановки в уравнение (5.12) значений • и по зависимостям (5,16, 5.17, 5.19 - 5.22) и преобразований подучим систему нелинейных уравнений: п cl I/+ а V + а V + <х У - О а \/ + а V + а Y+аЛ - Ф = 0 г/ '

22 г

И З г* * в А

5.23)

Коэффициенты OL-tj в силу (5.II) и (5.18) зависят от неизвестных значений V; и определяются интегралами. Конкретные значения коэффициентов CL •• V а,

7/

С(Ю ^ а ч jcct)fdi ; С о е а/з = jС(г) Sen ^ с/г ; I а33 * J Са> (&**£) i

6 l

JCcvSU^Jz ; 0

I 0 t

5.24)

Решение данной системы (5.23), учитывая существенную нелинейность, может быть получено только численным методом. Интегралы, приведенные в (5.24), в элементарных функциях не берутся,поэтому интегрирование следует выполнять также численно. Для этой цели нами была разработана программа на языке PL /I для ЭВМ EC-I033.

5.2. Описание алгоритма численного решения

В основе алгоритма численного решения системы (5.23) лежит метод Ньютона для систем / 7 /. Представим данную систему в матричной форме:

F(V) = 0 , у* И^ЛЛЛ) ;

С V i 3

5.25)

5.256) (5.25в)

Решение ищется путем последовательных приближений: где

J, «.*> p' )- матрица, обратная к матрице F , причем f'-ftj) .где К-Г-W: ■ <5-263)

Заметим, что ^ z)fj(z) clz)- в

Л * А О I

Ф кУУг - f. (5.266)

Отсюда ( f С Г + Кг(>-т) 1 jtjti1- Vvm J '

Здесь по-прежнему . Интеграл в формуле (5.27) является, вообще говоря, несобственным, так как функция перемещения U может обращаться в нуль на отрезке интегрирования. Рассмотрим поведение функции У в окрестности точки (некоторой условной точки нулевых перемещений),для которой , dli d Z dv тогда -j— az

Ф 0 , следовательно, в окрестности о точки функция U эквивалентна (к-20)2 . Действительно, civ I г с точностью до [£- ZD) v а2 /г=Е0

Отсюда, ~ , ^ ч/г , а так как /г< 1 и tn< i , то интеграл существует и может быть вычислен численно/ 7/.

Общий алгоритм решения поставленной задачи на ЭВМ может быть иллюстрирован информационной блок - схемой, представленной на рис.5.3.

В программе вычисление осуществляется по формуле Симпсона по 10 точкам. Предварительно вычисляются и оформляются в виде таблицы значения произведений f.fj во всех узловых точках. Метод Ньютона для систем (5.23) сходится к решению, если только начальное приближение достаточно хорошее. В программе предусмотрен следующий прием для улучшения сходимости: учитывая, что расходимость, как правило, выражается в попеременном удалении в "обе стороны" от точного решения, после определенного количества итераций производится возвращение к началу с новыми начальными значениями, полученными на двух последних итерациях. Этот прием обеспечил сходимость к решению во всех проведенных расчетах.

После решения уравнения (5.23) в 10 точках по зависимости (5.13) определяем горизонтальные перемещения по глубине погружения сваи (изогнутую ось сваи), используя ординаты единичных функций, приведенных на рис.5.2. Затем в тех же точках вычисляем коэффициент постели грунта по зависимости (5.18) при уже полученных перемещениях по глубине и по формуле (5.1) (правая часть) находим отпор грунта.

Прикладывая внешние силы и отпор грунта, находим изгибающие моменты и поперечные силы в любом сечении сваи по правилам сопротивления материалов. Кривую эпюры отпора грунта заменяем лома

Рис.5.3. Информационная блок-схема решения задачи итерационным методом. ной, на каждом участке находим равнодействующую, проходящую через центр тяжести рассматриваемого участка эпюры, и обычным способом вычисляем Q(z) и

5.3. Сопоставление результатов статических испытаний свай с данными теоретического анализа

Для определения достоверности предложенной методики были проведены сравнительные расчеты по определению горизонтальных перемещений для свай глубиной погружения от 4 до 8 м в грунтовых условиях площадки I и ЦГШУ. Полученные опытным путем величины горизонтальных перемещений сопоставлялись с результатами расчета по разработанной методике, по методу, приведенному в СНиП-17-77, методам Б.Н.Жемочкина /30/, В.Б.Шахирева /114/. Расчеты показали (см. табл. П.4.1 приложения), что горизонтальные перемещения, полученные по СНиП, отличаются от экспериментальных на 5-28 %. Причем, для одной и той же глубины погружения разброс по перемещениям составляет от 6 до 12%. Такой разброс, по-видимому, вызван тем, что метод, приведенный в СНиП, не отражает фактических закономерностей распределения коэффициента постели грунта по глубине.

Отклонение горизонтальных перемещений, полученных по предлагаемой методике, от данных статических испытаний для свай глубиной погружения от 4 до 8 м составляет 3-14 %.

При среднеквадратических значениях величин горизонтальных нагрузок для свай с глубиной погружения 4-8 м расчетные величины перемещений, полученные по предложенной методике имеют минимальное отклонение (3-7 %) в сравнении с опытами (табл. 5.1). На отклонение горизонтальных перемещений, вычисленных по предложенной методике, от экспериментальных, по-видимому, оказывает влияние аппроксимация изменения коэффициента постели грунта по глубине линейными зависимостями. Следует отметить, что перемещения, полученные по предложенной методике с использованием коэффициента постели грунта, экстраполированного от 3 до 8 м, довольно хорошо согласуется с результатами'статических испытаний свай в пределах упругой работы грунта при перемещениях до 10 мм.

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ (общие выводы)

Изложенные в настоящей работе экспериментальные и теоретические исследования закономерностей формирования несущей способности свай погруженных в глинистые грунты, при действии горизонтальных нагрузок позволяют сделать следующие выводы:

1. Выявлена нелинейная зависимость несущей способности сваи от жесткости поперечного сечения, глубины погружения и горизонтальных перемещений в уровне поверхности грунта. При этом установлено следующее:

- при постоянном проценте армирования и длине свай изменение поперечных размеров от 30 до 40 см приводит к возрастанию несущей способности в 1,6 раза;

- при постоянном поперечном сечении и длине сваи с увеличением процента армирования от 0,44 до 2,18 несущая способность возрастает в 1,2 - 1,3 раза;

- при постоянном поперечном сечении и проценте армирования увеличение глубины погружения от 7 до 17 м и при перемещениях сваи более 10 мм вызывает уменьшение несущей способности в результате увеличения деформативности и, как следствие, более раннего появления трещин в стволе сваи в пределах условной глубины заделки на расстоянии 2,5 - 3,5d от поверхности в зависимости от глубины погружения.

2. Исследованиями установлено, что при перемещении сваи в уровне поверхности грунта до 8 мм и глубине погружения до 17 м зависимость условной глубины заделки от размеров поперечного сечения и глубины погружения линейна и составляет пятую часть от глубины погружения.

3. Изонгутая ось сваи при перемещениях в уровне поверхности грунта до 8 мм аппроксимируется линейный зависимостью, а при перемещениях более 8 мм эта зависимость становится нелинейной. В результате изменения кривизны изогнутой оси сваи центр вращения перемещается вверх, а условная глубина заделки остается постоянной.

4. Получена линейная зависимость несущей способности свай в кусте от несущей способности одиночной сваи для глинистых грунтов от мягкопластичной до тугопластичной консистенции. Установлено, что несущая способность сваи в кусте в 1,4 раза выше чем у одиночной сваи.

5. Экспериментально установлен характер изменения коэффициента постели грунта по глубине, величина которого зависит от размеров сваи, ее перемещений и консистенции грунта. При перемещениях сваи в уровне поверхности грунта на 10 мм форма эпюры коэффициента постели по глубине выпуклая и описывается функцией, состоящей из двух линейных участков. При этом установлено, что в уровне поверхности грунта для связных грунтов величина коэффициента постели в отличие от СН и П П-17-77 не равна нулю. Зависимость коэффициента постели грунта от перемещения сваи нелинейна. При перемещениях сваи в уровне поверхности грунта на 20 мм и более эпюра коэффициента постели грунта по глубине принимает вогнутую форму вследствии появления пластических деформаций грунта.

6. На основе проведенных исследований предложена расчетная схема работы одиночной сваи в глигаштых грунтах в виде балки на упругом основании, отличающаяся от существующих схем нелинейным изменением коэффициента постели грунта по глубине при различных перемещениях сваи.

7. На основе выполненных исследований разработан инженерный метод расчета, позволяющий в однородных глинистых грунтах с учетом нелинейных параметров грунтового основания как в упругой, так и в пластической стадии, расчитывать одиночные сваи глубиной погружения от 4 м и более. Разработана программа для ЭВМ EC-I033 на языке РА /I расчета горизонтальных перемещений и несущей способности свай. Предложенный метод обладает более высокой достоверностью, чем существующий метод СН и П П-17-77. При перемещениях до 10 мм, в пределах упругой работы грунта, отклонения расчетных перемещений от опытных составляет в среднем не более 10 %9 а в пределах от 10 до 30 мм отклонение составляет + 15 %; расчеты по СН и П П-17-77 дают в среднем около 53 %.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сафонов, Александр Павлович, 1984 год

1. Аблогин Э.А., Казарновский B.C. Определение упругих свойств системы свая-грунт путем испытания свай горизонтальной нагруз-кой.- Труды ШИЖТа, Новосибирск, 1970, с.149-156.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. -- 279 с.

3. Ангельский Д.В. К расчету.свайных оснований на горизонтальную . нагрузку. Труды МАДИ, М., 1937, № 7, с.41-49.

4. Анахов Н.П. Коэффициент постели грунта и его определение. -Проект и стандарт, 1935, № 10, с.28-30.

5. Архангельский М.М. Расчет гибких фундаментов, свай и шпунтовых стенок на действие горизонтальных сил. Труды НИИЖГа, М., Трансжелдориздат, 1952, вып.8, с.95-124.

6. Бартоломей А.А., Максимов В.Л. Исследование работы свайных фундаментов на внецентренные и горизонтальные нагрузки.-В кн; Вопросы совершенствования строительства, труды Пермского политехнического института, Пермь, 1972, № 108, с.16-22.

7. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений (учеб.пособие для гос.ун-тов), T.I.-M.: Наука, 1966. 632 с.

8. Березанцев В.Г. Расчет одиночных свай и свайных.кустов на -действие горизонтальной силы. Воениздат, 1947. - 60 с.

9. Борисоглебский Н.Д. Приближенный метод расчета анкерных свай как упругих стержней, заделанных в упругой среде. Строительная промышленность, 1926, № 4, с.315-317.

10. Быков В.И. Экспериментальные исследования работы горизонтально нагруженных свайных фундаментов. Основания, фундаментаи механика грунтов. М., 1975, № 2, с.14-15.

11. Вершинин С.А., Ковалев Ю.И., Игнатов В.П. Некоторые дополнения к расчету горизонтально нагруженных свай конечной жесткости смешанными моделями. Труды МИИТа, М.: Транспорт, 1968, вып.270, с.39-52.

12. Герсеванов Н.М. Опыт применения теории упругости к определению допустимых нагрузок на грунт на основе экспериментальных работ проф.Терцаги. Труды МИИТа, 1930, вып.15, с.255-284.

13. Герсеванов Н.М. Расчет балки на упругом основании без гипотезы Циммермана-Винклера. Сб.трудов БИОС, М-Л, 1937, № 8. - 195 с.

14. Глушков Г.И. Расчет сооружений, заглубленных в грунт. М.: Стройиздат, 1977. - 288 с.

15. Горбунов-Посадов М.И. Современное состояние научных основ фундаментостроения. М.: Наука, 1967. - 67 с.

16. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А. Современное состояние расчета сплошных фундаментовных плит. в кн.: Основания, фундаменты и механика грунтов. Материалы 3 всесоюзного совещания, Киев, Будевильник, 1971, с.399-405.

17. Горбунов-Посадов М.И. Расчет конструкций на упругом основании. -М.: Госстройиздат, 1973. 612 с.

18. Голубков В.Н. Несущая способность свайных оснований. М.: Машстройиздат, 1950, с.77-143.

19. Голубков В.Н., Гончаров Ю.М. Исследование деформаций свай в грунте под действием горизонтальной нагрузки. Извести вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1958, Л 4, с.38-46.

20. Голубков В.Н. Экспериментальные исследования работы сваи нагоризонтальную нагрузку. Сб.трудов. Основания и фундаменты, вопросы механики грунтов, М.: Стройвоенмориздат, 1948, № II, с.5-34.

21. ГОСТ 5686-78. Сваи, методы полевых испытаний. Взамен ГОСТ 5686-69. Введ. с 01.01.79.

22. Горбатов С.П. Расчет свай-оболочек на действие горизонтальных сил: Автореф.диссертации канд.техн.наук. - Днепропетровск, 1965. 16 с.

23. Горбатов С.П. Испытание металлической сваи оболочки на горизонтальные нагрузки. Труды ДИИТа. Вопросы геотехники. М., 1963, № 6,.с.65-73.

24. Гуткин Ю.М. Определение коэффициента постели свайного основания подкрановых балок. Транспортное строительство,1981, В II, с.49.

25. Добровольский К.И. Испытание свай и грунтов пробной нагрузкой в связи с расчетом низких свайных ростверков. Закавказский институт инженеров путей сообщения, Тифлис, 1935.- 198 с. . .

26. Жемочкин В.Н. Расчет упругой заделки стержня. М.: Стройиз-дат, 1948. - 67 с.

27. Жемочкин В.Н. Опыты с моделями свай, работающих на горизонтальную нагрузку в лабораторных условиях. Сб. Исследования по теории сооружений. Л.: 1949, с.275-284.

28. Жемочкин Б.Н., Синицин А.П. Практические методы расчета фундаментных балок и плит на упругом основании. М.: Госстрой-издат, 1962. - 239 с.

29. Зарубов Г.Г., Бугаева О.А. Высокие свайные ростверки мостов.- М.: Дориздат, 1949. 154 с.

30. Завриев К.С., Гранквист Р.В. Расчет фундаментов с телескопическими столбами. Труды ВНИИТСа, М.: Транспорт, 1969,вып. 66, с.107-123.

31. Завриев К.С., Шпиро Г.С. Расчеты фундаментов мостовых опор глубокого заложения. М.: Транспорт, 1970. - 214 с.

32. Завриев К.С. Расчет свай на продольно-поперечный изгиб и устойчивость. Основания, фундаменты и механика грунтов.' М., 1975, № I, с.15-17.

33. Зархи А.З. Экспериментальные исследования распределения реактивных давлений грунта на шпунтовую стенку и одиночную сваю при действии горизонтальной силы. Труды ЛИИВТа, 1954, вып. 21, с.146-164.

34. Зиязов Я.Ш. Особенности работы горизонтально нагруженных свай расположенных вблизи траншеи. Основания, фундаменты и механика грунтов. ГЛ., 1976, № 3, с. 13-14.

35. Казарновский B.C., Фадеев Г.П. Исследование работы железобетонных свай на горизонтальную нагрузку в просадочных грунтах. Труды НИИЖТа, Новосибирск, 1969, вып.90, с.199-210.

36. Кананян А.С. Расчет свай, подверженных действию горизонтальных сил. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1968, № 2, с.10-14.

37. Кананян А.С., Никитенко М.И. Экспериментальные исследования работы оснований горизонтально нагруженных жестких стоек.-В кн.: Строительные конструкции и теория сооружений, Шнек, 1973, с.185-194.

38. Кирилин В.М. О расчете свай на действие горизонтальных и моментных нагрузок.-Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1975, № 4, с.11-14.

39. Клепиков С.Н. Расчет балок на упругом основании при пере -менном коэффициенте постели. Основания, фундаменты и механжа грунтов. М., 1965, В 5, с.21-23.

40. Колесников Ю.М., Курилло С.В., Левачев С.Н., Федоровский В.Г» Комплексные исследования горизонтально нагруженных свай в несвязных грунтах. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1981,J.I, с.10-12.

41. Коренев Б.Г. Вопросы расчета балок и плит на упругом основании. М.: Госстройиздат, 1954. - 299 с.

42. Кудрин С.М. Устойчивость.опор в грунтах. ОНТИ-НКТП СССР, М-Л.: 1936, ч.1. - 284 с.

43. Лахов Я.П. О выборе модели грунтовой среда для деформационного расчета гибких свай на горизонтальные нагрузки. Труды НИИЖГа, Новосибирск, 1970, вып.102, с.124-130.

44. Лалетин Н.В. О действии горизонтальной силы на вертикально . забитую сваю. В кн.: Исследование грунтов, М-Л., 1931,вып. 3, с.26-30.

45. Лебедев А.И. Об устойчивости и прочности свай при действии горизонтальной нагрузки. Строительная промышленность,1924, № 12, с.807-808.

46. Лекумович Г.С. Натурные испытания свай в просадочных грунтах на горизонтальные нагрузки. В кн.: Расчет.строительных конструкций, Киев, Будевильник, 1970, с.90-97.

47. Лекумович Г.С. Экспериментальное исследование свай, работающих на горизонтальную нагрузку. В кн.: Основания, фундаменты и.подземные сооружения, М., Стройиздат, 1972, № 63,с.54-57.

48. Левенстам В.В,, Шехетова С.Ф. Результаты модельных экспериментальных исследований давления грунта на поверхность коротких свай, нагруженных горизонтальными силами. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1971, № I, с.П-13.

49. Луга А.А. К расчету свайных фундаментов опор мостов на горизонтальные.нагрузки. Сб.ВНИИТСа, М., I960, В I, с.37-41.

50. Лундин Л.Ш. Экспериментальная проверка линейной и нелинейной методики расчета свай и ростверков на горизонтальную нагрузку. Известия вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1978, 5, с.20-23.

51. Лундин Л.Ш. Исследование работы забивных железобетонных свай в свайном ростверке на горизонтальные нагрузки. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1977, № 2, с.17-20.

52. Лучковский И.Я., Лекумович Г.С. К вопросу о расчете свай на горизонтальную нагрузку в связном грунте. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1971, № 3, с.17-19.

53. Мазуренко Л.С., Шварцман Д.А. Натурные испытания одиночных свай на горизонтальные нагрузки. Транспортное строительство, 1968, В 2, с.43-44.

54. Малиев А.С. Балки на .упругом основании с переменным по их длине коэффициентов постели. Труды ЛЖПС, М, 1938, вып.6, с.9-34.

55. Мазуренко Л.С., Шварцман Д.А. Расчет одиночных свай на действие горизонтальных нагрузок. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1967, §2, с.35-38.

56. Манвелов Л.И., Бартошевич Э.С. О выборе расчетной модели упругого основания. В кн.:.Строительная механика и расчет сооружений,^., 1961, № 4, с.14-18.

57. Маркова Е.В., Лесенков А.Н. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей. М.: Наука, 1973. - 219 с.

58. Марченко А.С. К вопросу о моделировании деформаций грунтов.-Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1966, № 3, с. 14-16. '

59. Матюнин В.Ф. Расчет свайных опор со связями на горизонтальные нагрузки. Гидротехническое строительство, 1963, № I,с.31-34.

60. Медников И.А. Коэффициент постели линейно-деформируемого многослойного . основания. Основания, фундаменты и механика грунтов.М., 1967, №4, с.10-12.

61. Меркин В.Е., Чеботаев В.В. Анализ условий подобия при моделировании подземных сооружений. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1971, № I, с.25-27.

62. Метелюк Н.С., Шишко Г.Ф., Михайленко Г.Ф. Влияние защемления головы сваи в ростверке на ее сопротивление горизонтальной нагрузке. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1971, № 4, с.18-22. .

63. Метелюк Н.С., Дзюба В.Б. Моделирование бетонных и,железобетонных элементов конструкций по прочности. В кн.:Моделирование строительных конструкций, М., Стройиздат, 1971, с.228--229.

64. Миронов B.C. О существующих методах расчета одиночных свай на горизонтальную нагрузку. Известие вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1958, № II, с.58-68.

65. Миронов B.C. Практический метод расчета свай на действие горизонтальной нагрузки. Известия вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1965, 5, с.24-32.

66. Миронов B.C. Коэффициент постели грунта при действии на сваи горизонтальных нагрузок. Труды НИИЖТа, Новосибирск, 1969, вып.90, с.241-243.

67. Миронов В.В. Влияние размеров свай и жестких одиночных фундаментов на их несущую способность при действии горизонтальных сил. Труды ЛИШЕТа, Л., 1963, вып.207, с.156-178.

68. Миронов В.В. К расчету одиночных свай и высоких свайных ростверков на действие горизонтальных сил. Труды ЛИИЖТа, Л., 1963, вып.207, с.112-156.

69. Миронов В.В. О методе расчета свай на горизонтальные нагрузки. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1971,№3, с.15-17.

70. Никитенко М.И. Учет нелинейной зависимости деформаций он нагрузок при расчете горизонтально нагруженных жестких стоеки свай. В кн.: Основания, фундаменты и механика грунтов. 3 всесоюзное совещание, Киев, Будевильник, 1971, с.307-308.

71. Никитенко М.И. Расчет оснований горизонтально нагруженных стоек различной жесткости с учетом нелинейной зависимости деформаций от нагрузки. В кн.: Строительные конструкции и теория сооружений, Шнек, 1973, вып.2, с.129-141,

72. Нарбут P.M. Исследование работы фундаментов при действии горизонтальной нагрузки. Труды ЛИШКТа, М-Л., Транспорт,1965, вып.241, с.82-102.

73. Огранович А.Б. Расчет гибкой фундаментной стенки на горизонтальную нагрузку с учетом разрыва сплошности основания. -Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1967, № 6, с. 7-9.

74. Оуэн Д.Б. Сборник статистических таблиц. М.: Вычислительный центр АН СССР, 1973. - 586 с.

75. Пастернак П.Л. Основы нового метода расчета жестких и гибких фундаментов на упругом основании. Сб.трудов МИСИ, М.,Гос-стройиздат, 1956, № 16, с.30-50.

76. Пастернак П.Л. Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели. -М.: Госстройиздат, 1954. 56 с.

77. Паталеев Л.В. Расчет свай и свайных оснований. Изд-во Морской транспорт, 1949, с.177-250.

78. Попов О.А., Глотов Н.М., Завриев К.С., Шпиро Г.С. К вопросу о пересмотре главы СНИПа. Транспортное строительство,1965,10, с.46-47.

79. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: Наука, 1969. 86 с.

80. Прокофьев И.П. О заложении фундаментов опор. Строительная промышленность, 1928, № 5, с.392-396.

81. Прокофьев И.П. Давление сыпучего тела и расчет подпорных стенок. М.: Госстройиздат, 1947. - 112 с.

82. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. - 288 с.

83. Рекомендации по расчету свай на горизонтальные нагрузки и перемещения с учетом вертикальных нагрузок. НИИОСП им.Гер-севанова. М.: 1975. - 53 с.

84. Руководство по проектированию свайных фундаментов. НИИОСП им.Герсеванова. М.: Стройиздат, 1980. - 150 с.

85. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М,: Наука, 1971. - 192 с.

86. Снитко Н.К. Точное решение задачи о коэффициенте жесткости свай, защемленных в ростверке. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1975, № 3, с.43-44.

87. Снитко Н.К. Устойчивость сжато-изогнутых стержневых систем.-М.: Госстройиздат, 1956. 296 с.

88. Снитко Н.К. Устойчивость длинных свай в неоднородных грунтах при действии распределенной осевой нагрузки. Известия вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1977, № 8, с.49-52.

89. Снитко Н.К., Чернов В.К. Деформационный расчет и устойчивость сжато-изогнутых свай. Сб.трудов ЛИСИ. Механика грунтов,основания и фундаменты, Л., 1976, lb I (116), с.8-14.

90. Снитко Н.К., Снитко А.Н. Расчет жестких и гибких опор, защемленных в грунт при одновременном действии горизонтальныхи вертикальных сия. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1967, № 3, с.1-3.

91. Снитко А.Н. Расчет гибких опор в грунтовой среде с изменяющимся коэффициентом постели. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1968, № 3, с.6-8.

92. Серебро А.Я. Исследование работы свай-оболочек на горизонтальные нагрузки. Труды ВНИИТСа, М.: Стройиздат, 1964, вып. 22, с.42-80.

93. Силин Л.И., Глотов Н.М., Карпинский В.И. Фундаменты опор мостов из сборного железобетона. М.: Транспорт, 1966. - 323с.

94. Симвулиди И.А. Расчет инженерных конструкций на упругом основании. М.: Высшая школа, 1973. - 431 с.

95. СНиПП-17-77. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования; Свайные фундаменты. М.: НЙИОСП им.Н.М.Герсеванова, взамен СНиПП-Б.5-67. - 48 с.

96. Соловьев Н.В., Курносов А.И., Баранов Е.И. О расчете свай на горизонтальные нагрузки. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1974, № 5, с.14-16.

97. Сорочан Е.А., Быков В.И. Исследование работы свайных кустов из буронабивных свай на горизонтальную нагрузку. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1976, № 3, с.9-11.

98. Строганов А.С. Теоретические и экспериментальные исследования работы длинных одиночных свай на горизонтальную нагрузку. ВОДГЕО, Информационные материалы. М., 1953,М. - 77с.

99. Тран-Бинь. Некоторые вопросы расчета фундаментов глубокогозаложения на горизонтальные нагрузки.-Автореферат диссертации канд.техн.наук. М.: 1965.- 19 с.

100. Урбан И.В. Расчет свай на горизонтальную нагрузку с учетом ее гибкости. Труды МЭМИИТа, М., Трансжелдориздат, 1949, вып.58 с.49-60.

101. Урбан И.В. Расчет тонких стенок с учетом упругих свойств грунта и стенки.- Труды МИИТа, М., Трансжелдориздат, 1939, №55, с.43-69.

102. Филоненко-Бородич И.М. Простейшая модель упругого основания, способность распределять нагрузку. Труды МЭМИИТа, М., Трансжелдориздат, 1945, вып.53, с.92-110.

103. Филатов А.В. Экспериментальные исследования эпюр реактивного давления грунта и перемещений свай при действии горизонтальных нагрузок. Основания, фундаменты и механика грунтов.М., 1977, В I, с.32-34.

104. Флорин В.А. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1959, т.1. - 356 с.

105. Черкасов И.И. Механические свойства грунтовых оснований. -M-JI.: Автотрансиздат, 1958. 156 с.

106. Хаяси К. Теория расчета балки на упругом основании в применении к фундаментостроению. ГТИ, 1930. - 203 с.

107. НО. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента (перевод с англ. Т.И.Голиковой). М.: Мир, 1967. - 406 с.

108. Хьютсон А. Дисперсионный анализ (перевод с англ. А.Г.Круг-ликова). М.: Статистика, 1971. - 88 с.

109. Шахирев В.Б., Янышев Г.С. Исследование работы горизонтально нагруженных свай конечной жесткости. Труда БашНИИстроя, М., Стройиздат, 1965, вып.5, с.83-98.

110. Шахирев В.Б. К вопросу о работе свай на горизонтальную нагрузку. В кн.: Строительство предприятий нефтепереработкии нефтехимии. М., Стройиздат, 1965, вып.4, с.109-119.

111. Шевцов Г.И. Сравнение фактических деформаций поверхности грунтовых оснований с расчетными. Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1967, № 3, с.3-4.

112. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1979. -272 с.

113. Цытович Н.А., Луга А.А., Костерин Э.В. Основания и фундаменты. М.: Гостройиздат, 1959. - 450 с.

114. Яропольский И.В. Полевые и лабораторные исследования устойчивости и прочности свай и шпунтовой стенки. Труды ЦНИИВТа, вып.155, 1935, с.86-138.

115. And гее. W. Eisetv&au, /920, У /2, s. 2/0 -2Ц.5/. Bzoms 3. Latvia £ Resistance, of Pitts In,сокеп&апеж sole.-4SCE, /</64, M90,p. /23-156.

116. Пере&од </з 3entznct£ of Sol С /tfecAaL/iS&s сг/?</ founder ~ lion, ESC 5, I96Z, р. /08/-/045. jar. Feogi/i. L discus si**. ASU.~ /933, Vo£JZ,p№8-№.

117. Mod-lock fceese Qe#&zc/£izec/ SoiutLo/i$ foz t&ut££y loaded Pi веб. J. of MecJicrnsceS Foundations Derision, 4SC£9 /960^ Уов. в6?/>./2ЪЧ-/259. 129. Muzihy V., Shztvasiave. J stalest $ oj- P;£e

118. Qzo(/p to vziticcrC and loads."

119. Off shot*, fcckx-оёос}!/ Co/ifeze/i ее, 19729H/$97^. /so. Cum/ru^s ASCE, '337, Ы/02,3/, ^eese L. discussion o/t f/ Soit Modulus Jo г-йгаИ*/ loac/ed PiU$>, в</ MadvUand \ Fccti. 3. w^ts, ASM, MB, p. 1670' /6*2.

120. CC o/v Soil Mechanics and F^//tdad:io/b VUrutcc, /m, />, I'65.

121. Yos/UGCGL 3., Yoskifzaka. H. Soil cwot Fouxdatio/zz.1. ESCF, 1972, ^ №i-/083.