RU2301303C2 - Slab-and-pile foundation - Google Patents

Slab-and-pile foundation Download PDF

Info

Publication number
RU2301303C2
RU2301303C2 RU2005106662/03A RU2005106662A RU2301303C2 RU 2301303 C2 RU2301303 C2 RU 2301303C2 RU 2005106662/03 A RU2005106662/03 A RU 2005106662/03A RU 2005106662 A RU2005106662 A RU 2005106662A RU 2301303 C2 RU2301303 C2 RU 2301303C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piles
slab
reinforced concrete
pile
grillage
Prior art date
Application number
RU2005106662/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005106662A (en
Inventor
Владимир Вениаминович Лушников (RU)
Владимир Вениаминович Лушников
Юрий Рувимович Оржеховский (RU)
Юрий Рувимович Оржеховский
Максим Викторович Сметанин (RU)
Максим Викторович Сметанин
ков Артем Сергеевич Ярд (RU)
Артем Сергеевич Ярдяков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт" (ООО "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт")
Ордена "Знак почета" Уральский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт Российской академии архитектуры и строительных наук (УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт" (ООО "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт"), Ордена "Знак почета" Уральский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт Российской академии архитектуры и строительных наук (УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт" (ООО "Экспертно-консультационная фирма "ГеоСтройЭксперт")
Priority to RU2005106662/03A priority Critical patent/RU2301303C2/en
Publication of RU2005106662A publication Critical patent/RU2005106662A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301303C2 publication Critical patent/RU2301303C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Foundations (AREA)

Abstract

FIELD: construction, particularly slap-and-pile foundations for buildings and building structures.
SUBSTANCE: slab-and-pile comprises reinforced concrete slab or grillage and damping mats arranged between pile heads and reinforced concrete slab or grillage and made of easily deformable material. The damping mats are made of material having uniform compressibility, for instance of extruded expanded polystyrene. Designed damping mat thicknesses are 10-60 mm and increase from central and intermediate pile rows towards extreme ones and towards corner piles with 1:2:3 ratio or damping mats have equal thicknesses of 10-60 mm. Stress-strain modulus ratio of damping mats arranged over central pile rows, extreme pile rows and corner piles is 3:2:1. In the case of slab-and-pile foundation construction in non-uniformly compressible ground damping mat of easily deformable material is located under reinforced concrete slab or grillage supported by non-uniformly compressible ground. Damping mat thickness δ may be determined from δ≥[Sp.f+Sm.max-L(ΔS/L)u]E0/p, m, where Sp.f is maximal pile foundation settlement if mat compression is excluded, m; Sm.max is maximal settlement caused by mat compression over piles, m; p is average pressure applied to ground at slab bottom over slab area supported by incompressible ground, MPa; L is reinforced concrete slab dimension in plan view, m; (ΔS/L)u is maximal value of relative settlement difference and E0 is mat material stress-strain modulus in area of mat abutting upon incompressible ground.
EFFECT: increased uniformity of load distribution among piles and reinforced concrete slab or grillage and decreased material consumption.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и предлагается для устройства плитно-свайных фундаментов зданий и сооружений, включающих железобетонную плиту или ростверк и сваи.The invention relates to the field of construction and is proposed for the device of slab-pile foundations of buildings and structures, including a reinforced concrete slab or grillage and piles.

Известен свайный фундамент (фундамент-аналог), включающий сваи, железобетонную плиту или ростверк и демпфирующие прокладки над головами свай, в котором в работу под нагрузками от зданий и сооружений вовлекается сначала железобетонная плита или ростверк, а после сжатия демпфирующих прокладок - сваи (авторское свидетельство №947287, М. кл3 Е02D 27/12 [1]).Known pile foundation (foundation-analogue), including piles, reinforced concrete slab or grillage and damping pads above the heads of piles, in which reinforced concrete slab or grillage is involved in work under loads from buildings and structures, and after compression of the damping gaskets - piles (copyright certificate No. 947287, M. cl. 3 E02D 27/12 [1]).

Дополнительную информацию см. также в авторском свидетельстве №312016 [3], в кн. «Исследования по выявлению резерва несущей способности свайных кустов» [4] и в статье «Пути повышения эффективности свайных фундаментов» [5].For more information, see also copyright certificate No. 3112016 [3], in the book. “Studies to identify the reserve of bearing capacity of pile bushes” [4] and in the article “Ways to improve the efficiency of pile foundations” [5].

Однако в известном свайном фундаменте-аналоге, включающем ростверк, сваи и демпфирующие прокладки одинаковой толщины, невозможно достигнуть заданного распределения нагрузок между сваями и железобетонной плитой или ростверком, которое обеспечило бы снижение материалоемкости фундамента за счет уменьшения расходов бетона и/или арматуры.However, in the well-known pile foundation-analogue, including grillage, piles and damping pads of the same thickness, it is impossible to achieve a given load distribution between piles and a reinforced concrete slab or grillage, which would reduce the material consumption of the foundation by reducing the cost of concrete and / or reinforcement.

Известен комбинированный свайно-плитный фундамент (фундамент-прототип), включающий сваи и железобетонную плиту или ростверк, восприятие нагрузки от зданий и сооружений в котором обеспечивается совместной работой плит-ростверков и свай (СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» [2], пп.7.4.10...7.4.14).Known combined pile-slab foundation (prototype foundation), including piles and reinforced concrete slab or grillage, the load perception from buildings and structures which is provided by the joint work of grillage slabs and piles (SP 50-102-2003 "Design and construction of pile foundations" [2], clauses 7.4.10 ... 7.4.14).

Однако в известном комбинированном свайно-плитном фундаменте-прототипе железобетонная плита или ростверк воспринимают только около 15% внешней нагрузки, а сваи - около 85%. Кроме того, в известном свайно-плитном фундаменте крайние ряды свай воспринимают нагрузку в 2 раза, а угловые свай - в 3 раза превышающие среднюю нагрузку на сваи в фундаменте. В результате на ряде участков и особенно в краевых сечениях железобетонной плиты или ростверка возникают большие изгибающие моменты, что ведет к повышению материалоемкости фундамента за счет увеличения расхода бетона и/или арматуры. Также невозможно использование фундамента-прототипа при сооружении фундаментов на неравномерно сжимаемых грунтах, в частности, в случае опирания части плиты или ростверка на несжимаемый грунт.However, in the well-known combined pile-slab foundation prototype, a reinforced concrete slab or grillage perceives only about 15% of the external load, and piles - about 85%. In addition, in the well-known pile-slab foundation, the extreme rows of piles receive a load of 2 times, and corner piles - 3 times the average load on piles in the foundation. As a result, large bending moments appear in a number of sections and especially in the marginal sections of a reinforced concrete slab or grillage, which leads to an increase in the material consumption of the foundation due to an increase in the consumption of concrete and / or reinforcement. It is also impossible to use the prototype foundation when constructing foundations on unevenly compressible soils, in particular, in the case of supporting part of the slab or grillage on incompressible soil.

Цель заявленного изобретения состоит:The purpose of the claimed invention is:

в обеспечении возможности заданного, в частности более равномерного, распределения нагрузок между сваями и железобетонной плитой или ростверком и снижении материалоемкости плитно-свайного фундамента за счет уменьшения расходов бетона и/или арматуры;in providing the possibility of a given, in particular more uniform, load distribution between piles and reinforced concrete slab or grillage and reducing the material consumption of the slab-pile foundation by reducing the cost of concrete and / or reinforcement;

в обеспечении возможности сооружения плитно-свайного фундамента на неравномерно сжимаемых грунтах.in providing the possibility of constructing a slab-pile foundation on unevenly compressible soils.

Цель достигается тем, что в плитно-свайном фундаменте, включающем сваи и железобетонную плиту или ростверк, демпфирующие прокладки между головами свай и железобетонной плитой или ростверком из легко деформируемого материала, демпфирующие прокладки из однородного по сжимаемости материала выполнены из экструдированного пенополистирола, причем расчетная толщина демпфирующих прокладок принимается в пределах от 10 до 60 мм с увеличением в направлении от центральных и средних рядов свай к крайним рядам свай и угловым сваям с соотношением 1:2:3, или имеют одинаковую толщину в пределах от 10 до 60 мм, причем соотношение модуля деформации материала прокладок над головами средних рядов свай, крайних рядов свай и над угловыми сваями принимается как 3:2:1, а при устройстве плитно-свайного фундамента на неравномерно сжимаемых грунтах, под частью железобетонной плиты или ростверка, опирающегося на несжимаемый грунт, устанавливают демпфирующую прокладку из легко деформируемого материала, толщину которой δ определяют из соотношения (1):The goal is achieved in that in a slab-pile foundation, including piles and reinforced concrete slab or grillage, damping gaskets between the heads of piles and reinforced concrete slab or grillage of easily deformable material, damping gaskets of material with uniform compressibility are made of extruded polystyrene foam, and the calculated thickness of the damper laying is accepted in the range from 10 to 60 mm with an increase in the direction from the central and middle rows of piles to the extreme rows of piles and corner piles with a ratio of 1: 2: 3 , or have the same thickness in the range from 10 to 60 mm, and the ratio of the deformation modulus of the gasket material over the heads of the middle rows of piles, the extreme rows of piles and over the corner piles is taken as 3: 2: 1, and when the slab-pile foundation is installed on unevenly compressible soils, under a part of a reinforced concrete slab or grillage, supported by incompressible soil, a damping pad of easily deformable material is installed, the thickness of which δ is determined from relation (1):

Figure 00000003
Figure 00000003

где Sсв.ф. - осадка свайного фундамента без учета сжатия прокладок, м;where S St. - settlement of the pile foundation, excluding gasket compression, m;

Sпр.max - максимальная осадка от сжатия прокладок над сваями, м;S pr.max - maximum draft from compression of gaskets over piles, m;

p - среднее давление на грунт по подошве плиты в месте опирания на несжимаемый грунт, МПа;p is the average pressure on the soil at the bottom of the plate in the place of bearing on incompressible soil, MPa;

L - размер железобетонной плиты в плане, м;L is the size of the reinforced concrete slab in plan, m;

(ΔS/L)u - предельная величина относительной разности осадок;(ΔS / L) u is the limit value of the relative difference of sediments;

Ео - модуль деформации материала прокладки в месте опирания на несжимаемый грунт.E about - the module of deformation of the gasket material in the place of bearing on incompressible soil.

Принятием толщины прокладки по формуле (1) исключается образование неравномерных осадок отдельных частей плиты или ростверка в случае опирания части плиты или ростверка на несжимаемый грунт, а части плиты или ростверка - на сваи.The adoption of the thickness of the gasket according to formula (1) eliminates the formation of uneven deposits of individual parts of the plate or grillage in the case of supporting part of the plate or grillage on incompressible soil, and part of the plate or grillage on piles.

Указанная выше толщина демпфирующих прокладок δ определяется следующим. Известно, что несущая способность свай практически полностью реализуется при осадках свай в пределах от 10 до 20 мм (см., например, кн.: «Сваи в гидротехническом строительстве» [7], рис.4.36). Кроме того, известно, что предельная осадка свай, при которой передаваемая нагрузка принимается за расчетную, составляет 40 мм (см. СНиП 2.02.03-85 [6], п.5.5). Поэтому для включения в работу под нагрузками свай требуется создать их перемещение по вертикали в пределах от 10-20 см до 40 мм. Нулевое значение толщины демпфирующих прокладок (δ=0 мм) требуется, когда возникает необходимость нагружения части свай (например, свай средних рядов) с первых этапов приложения внешней нагрузки.The above thickness of the damping pads δ is determined as follows. It is known that the load-bearing capacity of piles is almost completely realized with pile deposits ranging from 10 to 20 mm (see, for example, the book: “Piles in hydraulic construction” [7], Fig. 4.36). In addition, it is known that the maximum pile upset at which the transferred load is taken as the calculated one is 40 mm (see SNiP 2.02.03-85 [6], clause 5.5). Therefore, for inclusion in work under loads of piles, it is necessary to create their vertical movement in the range from 10-20 cm to 40 mm. A zero value of the thickness of the damping gaskets (δ = 0 mm) is required when it becomes necessary to load part of the piles (for example, piles of middle rows) from the first stages of applying an external load.

При выборе демпфирующих прокладок учитываются допустимые осадки свайного фундамента и изгиб железобетонной плиты или ростверка, которые зависят от сжимаемости грунта, жесткости железобетонной плиты или ростверка, сжимаемости материала прокладок и от распределения нагрузок между сваями и железобетонной плитой или ростверком (например, согласно техническому решению фундамента-прототипа [2]).When choosing damping gaskets, the permissible precipitation of the pile foundation and the bending of the reinforced concrete slab or grillage are taken into account, which depend on the compressibility of the soil, the stiffness of the reinforced concrete slab or grillage, the compressibility of the gasket material and on the distribution of loads between piles and reinforced concrete slab or grillage (for example, according to the technical solution of the foundation prototype [2]).

В качестве материала демпфирующих прокладок предлагается использовать экструдированный пенополистирол, выпускаемый рядом российских («Пеноплэкс» и др.) и зарубежных («Styrofoam» и др.) фирм, имеющий модуль деформации от Еo=0.5 МПа до Еo=2-3 МПа.It is proposed to use extruded polystyrene as a material for damping pads, manufactured by a number of Russian (Penoplex and others) and foreign (Styrofoam and other) companies, having a deformation modulus from E o = 0.5 MPa to E o = 2-3 MPa .

Преимуществом экструдированного пенополистирола перед другими подобными материалами состоит в том, что он имеет закрытые поры, обладает большой водо-, морозо-, биостойкостью и имеет достаточно высокую начальную прочность (0.1 МПа...0.5 МПа). Последнее свойство пенополистирола позволяет полностью сохранить заданную начальную высоту прокладок δо при относительно небольших нагрузках, возникающих при бетонировании железобетонной плиты или ростверка. Кроме того, изготовлением прокладок со строго параллельными поверхностями обеспечивается надежное качество контакта голов свай с железобетонной плитой или ростверком после образования полной осадки плиты или ростверка.The advantage of extruded polystyrene foam over other similar materials is that it has closed pores, has great water-, frost-, and bio-resistance and has a fairly high initial strength (0.1 MPa ... 0.5 MPa). The last property of polystyrene foam allows you to completely save the specified initial height of the gaskets δ about at relatively small loads that occur when concreting a reinforced concrete slab or grillage. In addition, the manufacture of gaskets with strictly parallel surfaces ensures reliable contact quality of the pile heads with a reinforced concrete slab or grillage after the formation of a complete draft of the slab or grillage.

При нагрузках на сваи в составе плитно-свайного фундамента от N=200 кН до N=400-600 кН и поперечном сечении свай от 0.2×0.2 м до 0.4×0.4 м в материале деформируемых прокладок над головами свай (после получения железобетонной плитой или ростверком осадки) возникают напряжения в пределах от 1.0 до 10.0 МПа. Учитывая, что при увеличении нагрузки на плитно-свайный фундамент эти напряжения приведут к уменьшению толщины демпфируемых прокладок с первоначальной величины δо до величины δ, составляющей 80-90% от δо (в зависимости от плотности материала прокладки и фактической нагрузки на сваю), активная («выбираемая» под нагрузкой) толщина демпфирующих прокладок, как отмечалось, должна быть не более δ=60 мм, а начальная толщина - не более δо=70 мм.For loads on piles in the composition of the slab-pile foundation from N = 200 kN to N = 400-600 kN and a cross section of piles from 0.2 × 0.2 m to 0.4 × 0.4 m in the material of deformable gaskets above the heads of piles (after receiving a reinforced concrete slab or grillage precipitation) stresses occur in the range from 1.0 to 10.0 MPa. Considering that with an increase in the load on the plate-pile foundation, these stresses will lead to a decrease in the thickness of the damped gaskets from the initial value δ о to the value δ, which is 80-90% of δ о (depending on the density of the gasket material and the actual load on the pile), the active (“selected” under load) damping pad thickness, as noted, should be no more than δ = 60 mm, and the initial thickness should be no more than δ о = 70 mm.

Предлагаемое решение плитно-свайного фундамента не противоречит требованиям главы СНиП 2.02.03-85 [6], согласно п.7.4 которой допускается шарнирное сопряжения сваи с ростверком и головами свай с заделкой головы сваи в ростверк на 5-10 см, а согласно примечанию к п.7.6, при нагрузках на сваю 400 кН и менее, заделки головы сваи в ростверк не требуется.The proposed solution for the slab-pile foundation does not contradict the requirements of chapter SNiP 2.02.03-85 [6], according to clause 7.4 of which pivotable joints of the pile with the grill and pile heads with the closure of the pile head into the grill by 5-10 cm are allowed, and according to the note to Clause 7.6, with pile loads of 400 kN or less, piling the pile head into the grillage is not required.

Совокупность сформулированных предложений обеспечивает реализацию поставленной цели - возможность заданного распределения нагрузок между сваями и железобетонной плитой или ростверком, при котором обеспечивается снижение материалоемкости фундамента за счет уменьшения расходов бетона и/или арматуры.The totality of the proposals formulated ensures the achievement of the goal - the possibility of a given load distribution between piles and a reinforced concrete slab or grillage, which ensures a reduction in the material consumption of the foundation by reducing the cost of concrete and / or reinforcement.

При анализе уровня техники не выявлен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого решения, т.е. оно отвечает требованиям новизны.In the analysis of the prior art, no analogue has been identified, characterized by features identical to all the essential features of the proposed solution, i.e. It meets the requirements of novelty.

Не выявлены также признаки, являющиеся отличительными в заявляемом решении, т.е. оно отвечает требованию изобретательского уровня.Not detected are also signs that are distinctive in the claimed solution, i.e. It meets the requirement of inventive step.

Существо предлагаемого изобретения поясняется чертежами (фиг.1-4), которые иллюстрируют: фиг.1 - плитно-свайный фундамент в плане, а фиг.2 - то же в разрезе «а-а»; на фиг.3 показан узел А - консольный участок плиты, воспринимающий в сечении b-b изгибающий момент от нагрузок на сваи крайних рядов и от угловых свай, и размеры демпфирующей прокладки до (δo) и после (δ) передачи нагрузки, создаваемой угловой сваей; на фиг.4 - плитно-свайный фундамент, частично опирающийся на несжимаемый грунт.The essence of the invention is illustrated by drawings (figure 1-4), which illustrate: figure 1 - plate-pile foundation in plan, and figure 2 is the same in the context of "aa"; figure 3 shows the node And the cantilever section of the plate, taking in bb section the bending moment from the loads on the piles of the extreme rows and from the corner piles, and the dimensions of the damping pad before (δ o ) and after (δ) the load transmitted by the corner pile; figure 4 - plate-pile foundation, partially based on incompressible soil.

На фиг.1 и 2 показан плитно-свайный фундамент, включающий железобетонную плиту 1 длиной L=9.50 м и шириной В=5.0 м и сваи 2-4 поперечным сечением 0.25×0.25 м и длиной 5 м каждая. Из них 10 центральных свай 2, 14 свай крайних рядов 3 и 4 угловых свай 4. Фундамент опирается на сжимаемые грунты, представленные песком мелким средней плотности, характеризующиеся коэффициентом пористости е=0.73, удельным весом γ=18 кН/м3, модулем деформации Е=7.0 МПа и углом внутреннего трения φ=28°.Figures 1 and 2 show a slab-pile foundation, including a reinforced concrete slab 1 with a length of L = 9.50 m and a width of B = 5.0 m and piles 2-4 with a cross section of 0.25 × 0.25 m and a length of 5 m each. Of these, 10 are the central piles 2, 14 piles of the outermost rows 3 and 4 of the corner piles 4. The foundation is based on compressible soils represented by fine medium-density sand, characterized by a porosity coefficient e = 0.73, specific gravity γ = 18 kN / m 3 , and deformation modulus E = 7.0 MPa and an angle of internal friction of φ = 28 °.

Над головами свай установлены демпфирующие прокладки из экструдированного пенополистирола «Пеноплэкс», имеющего модуль деформации Ео=1.0 МПа: над центральными сваями 2 - расчетной толщиной δ=2.0 см (поз.5); над сваями крайних рядов 3 - δ=4.0 см (на фиг.2 не показаны), над угловыми сваями 4 - δ=6.0 см (поз.6). Соответственно начальная толщина прокладок 5, 6 составляет δо=2.5 и 7.0 см.Damping pads made of extruded Penoplex polystyrene foam having a deformation modulus E о = 1.0 MPa were installed above the pile heads: above the central piles 2, with an estimated thickness of δ = 2.0 cm (item 5); above the piles of the extreme rows 3 - δ = 4.0 cm (not shown in Fig. 2), above the corner piles 4 - δ = 6.0 cm (pos. 6). Accordingly, the initial thickness of the gaskets 5, 6 is δ о = 2.5 and 7.0 cm.

Фундамент нагружен вертикальными силами N1-N3, моментами M13 и распределенными нагрузками q1-q2. Суммарная вертикальная составляющая внешней нагрузки ΣN=10200 кН с учетом веса железобетонной плиты 1 и свай 2-4. Средняя нагрузка на каждую из свай составляет Nср.=364 кН.The foundation is loaded with vertical forces N 1 -N 3 , moments M 1 -M 3 and distributed loads q 1 -q 2 . The total vertical component of the external load ΣN = 10200 kN, taking into account the weight of the reinforced concrete slab 1 and piles 2-4. The average load on each of the piles is N cf. = 364 kN.

В известном комбинированном свайно-плитном фундаменте-прототипе [2] внешняя нагрузка ΣN распределяется так: на железобетонную плиту Nпл.=1530 кН (15% величины ΣN), на сваи Nсв.=8670 кН (85% величины ΣN). Нагрузка, приходящаяся на сваи Nсв.=8670 кН, в свою очередь, распределяется между сваями неравномерно: сваи центральных рядов 2 воспринимают нагрузку N2=173.4 кН, сваи крайних рядов 3 - N3=346.8 кН, угловые свай 4 - N4=520.2 кН. В результате в сечении «b-b» (см. фиг.1-3) возникает изгибающий момент, равный Мb-b=2 (N3+N4)I=2 (346.8+520.2)1.05=1820.7 кН·м, по которому подбирают нижнее армирование железобетонной плиты (I=1.05 м - величина консоли фундамента 1, см. фиг.3).In the well-known combined pile-slab foundation prototype [2], the external load ΣN is distributed as follows: on a reinforced concrete slab N pl. = 1530 kN (15% of the value of ΣN), on piles N St. = 8670 kN (85% of ΣN). The load per pile N St. = 8670 kN, in turn, is distributed unevenly between the piles: the piles of the central rows 2 perceive the load N 2 = 173.4 kN, the piles of the extreme rows 3 - N 3 = 346.8 kN, the corner piles 4 - N 4 = 520.2 kN. As a result, a bending moment arises in the “bb” section (see FIGS. 1-3), equal to M bb = 2 (N 3 + N 4 ) I = 2 (346.8 + 520.2) 1.05 = 1820.7 kN · m, according to which lower reinforcement of reinforced concrete slab (I = 1.05 m - the size of the basement console 1, see figure 3).

Из расчета согласно указаниям СНиП 2.02.01-83* [8] следует:From the calculation in accordance with the instructions of SNiP 2.02.01-83 * [8] it follows:

- среднее давление на грунт под подошвой плиты 1 составило бы р=0.215 МПа;- the average pressure on the soil under the sole of plate 1 would be p = 0.215 MPa;

- осадка плиты 1 при отсутствии свай 2-4 составила бы Sпл.ф.=12.3 см, а сжимаемая толща Нc=9.7 м от отметки низа плиты 1;- the sediment of the plate 1 in the absence of piles 2-4 would be S PL = 12.3 cm, and the compressible thickness N c = 9.7 m from the bottom mark of plate 1;

- осадка свайного фундамента согласно указаниям СНиП 2.02.03-85 [6] (как условного фундамента 7, контуры которого показаны на фиг.2 при угле наклона грани условного фундамента к вертикали, равном ψ=φ/4=28/4=7°), составила бы Sсв.ф.=9.6 см, сжимаемая зона Нс=7.9 м ниже концов свай 2-4, т.е. 12.9 м от низа плиты 1.- settlement of the pile foundation according to the instructions of SNiP 2.02.03-85 [6] (as a conditional foundation 7, the contours of which are shown in figure 2 at an angle of inclination of the face of the conditional foundation to the vertical equal to ψ = φ / 4 = 28/4 = 7 ° ), would be S St. = 9.6 cm, compressible zone H with = 7.9 m below the ends of piles 2-4, i.e. 12.9 m from the bottom of plate 1.

Предлагаемый плитно-свайный фундамент (фиг.1, 2) работает следующим образом. На начальном этапе на плитно-свайный фундамент нагрузки от здания передаются непосредственно на грунт, расположенный под подошвой железобетонной плиты 1. Возникающие при этом осадки плиты 1 вызывают сначала нагружение центральных свай 2, над которыми установлены демпфирующие прокладки 5 меньшей толщины (δ=2.0 см), затем по мере увеличения нагрузок на плиту 1 - постепенное сжатие демпфирующих прокладок свай крайнего ряда 3 и угловых свай 4 (поз.6), имеющих расчетную толщину δ=4.0-6.0 см.The proposed slab-pile foundation (figure 1, 2) works as follows. At the initial stage, the loads from the building are transferred to the slab-pile foundation directly to the soil located under the sole of the reinforced concrete slab 1. The resulting precipitation of the slab 1 first causes the loading of the central piles 2, over which damping pads 5 of smaller thickness are installed (δ = 2.0 cm) , then, as the loads on the plate 1 increase, gradual compression of the damping gaskets of the extreme row 3 piles and the corner piles 4 (pos. 6), having an estimated thickness δ = 4.0-6.0 cm.

При осадке железобетонной плиты, равной Sпл.=2.0 см (активной толщине δ демпфирующих прокладок 5), железобетонная плита воспринимает нагрузку Nпл.=αΣN, где α=Sпл./Sпл.ф.=2.0/12.3=0.162 - коэффициент, характеризующий долю достигнутой осадки по отношению к расчетной осадке плиты 1 без свай 2-4, т.е. нагрузку, равную 16.2% от общей нагрузки на плитно-свайный фундамент.When the settlement of reinforced concrete slabs equal to S pl. = 2.0 cm (active thickness δ of damping pads 5), a reinforced concrete slab perceives a load of N pl. = αΣN, where α = S pl. / S pl.f. = 2.0 / 12.3 = 0.162 is a coefficient characterizing the fraction of the achieved precipitation with respect to the estimated settlement of plate 1 without piles 2-4, i.e. a load equal to 16.2% of the total load on the slab-pile foundation.

При осадке железобетонной плиты 1, равной Sпл.=3.0-4.0 см, часть внешней нагрузки передается на центральные сваи 2. При этом доля нагрузки, воспринимаемой плитой 1, продолжает увеличиваться и достигает величин α=Sпл./Sпл.ф. в пределах от 0.244 до 0.325 (т.е. от 24.4 до 32.5%).When the settlement of reinforced concrete slab 1, equal to S PL. = 3.0-4.0 cm, a part of the external load is transferred to the central piles 2. In this case, the proportion of the load perceived by the plate 1 continues to increase and reaches α = S square. / S pl.f. ranging from 0.244 to 0.325 (i.e., from 24.4 to 32.5%).

При последующей осадке плиты 1 происходит последовательное нагружение свай крайних рядов 3 (при осадке S=4.0-5.0 см), затем угловых свай 4 (при осадке плиты S более 7.0-8.0 см). При полной нагрузке на фундамент плита 1 воспринимает 50% общей нагрузки на фундамент (Nпл.=0.5·10200=510 кН), а остальная часть (Nсв.=510 кН), распределяется между сваями 2-4 равномерно - по 182.14 кН на каждую.During subsequent settlement of plate 1, sequential loading of piles of extreme rows 3 occurs (with a draft of S = 4.0-5.0 cm), then of corner piles 4 (with a settlement of plate S of more than 7.0-8.0 cm). With a full load on the foundation, slab 1 takes up 50% of the total load on the foundation (N pl. = 0.5 · 10200 = 510 kN), and the rest (N st. = 510 kN) is distributed evenly between the piles 2-4 - 182.14 kN each on each.

В результате изгибающий момент в сечении «b-b» (см. фиг.1-3) становится равным Мb-b=2(182.14+182.14)1.05=765.0 кН·м, т.е. уменьшается в 2.38 раза против соответствующего значения в фундаменте-прототипе [2].As a result, the bending moment in the section “bb” (see FIGS. 1-3) becomes equal to M bb = 2 (182.14 + 182.14) 1.05 = 765.0 kN · m, i.e. decreases 2.38 times against the corresponding value in the prototype foundation [2].

Осадки плитно-свайного фундамента складываются из осадки собственно плиты 1 (Sпл.), равной величине сжатия демпфирующих прокладок 6 (Sпр.max), т.е. Sпл.=Sпр.max=6.0 см, а также из осадки условного свайного фундамента 7 от нагрузки Nпл.=0.5ΣN=0.5·10200=510 кН (Sсв.ф.=3.5 см), всего Sпл.-св.=10.5 см. Они не превосходят предельно допустимой величины осадки Su=15 см (см. [6], приложение 4, с учетом примечания 5).The precipitation of the plate-pile foundation is composed of the precipitation of the actual plate 1 (S pl. ), Equal to the compression value of the damping gaskets 6 (S pr.max ), i.e. S pl. = S sp.max = 6.0 cm, and also from the draft of the conventional pile foundation 7 from the load N pl. = 0.5ΣN = 0.5 · 10200 = 510 kN (S light St. = 3.5 cm), total S square - St. = 10.5 cm. They do not exceed the maximum permissible precipitation S u = 15 cm (see [6], Appendix 4, taking into account Note 5).

Таким образом, положительный эффект предлагаемого фундамента в сравнении с фундаментом-прототипом [2] состоит в следующем:Thus, the positive effect of the proposed foundation in comparison with the foundation of the prototype [2] is as follows:

- плита 1 воспринимает до 50% от внешней нагрузки против 15%;- plate 1 perceives up to 50% of the external load against 15%;

- сваи 2-4 воспринимают равномерную нагрузку; отсутствует необходимость увеличения сечения и/или длины свай крайнего ряда 3 и угловых свай 4 для восприятия 2- и 3-кратных нагрузок;- piles 2-4 perceive a uniform load; there is no need to increase the cross-section and / or length of piles of the extreme row 3 and corner piles 4 for the perception of 2- and 3-fold loads;

- в 2.38 раза уменьшается изгибающий момент в сечении «b-b» плиты 1;- the bending moment in the section “b-b” of plate 1 is reduced 2.38 times;

- практически не увеличиваются осадки плитно-свайного фундамента (за счет восприятия плитой большей части внешней нагрузки ΣN на фундамент);- precipitation of the slab-pile foundation practically does not increase (due to the perception by the slab of most of the external load ΣN on the foundation);

- возрастает несущая способность свай 2-4 за счет обжатия их боковых поверхностей давлением, возникающим при осадках плиты 1 до завершения полного сжатия демпфирующих прокладок 5, 6.- the bearing capacity of piles 2-4 increases due to the compression of their side surfaces by the pressure arising from the precipitation of the plate 1 until the complete compression of the damping pads 5, 6.

Эти преимущества приводят к снижению материалоемкости фундамента за счет снижения расхода бетона и/или арматуры.These advantages lead to a decrease in the material consumption of the foundation by reducing the consumption of concrete and / or reinforcement.

На фиг.4 показан плитно-свайный фундамент, включающий железобетонную плиту 1 и ростверк 2. Фундамент опирается частью подошвы на сжимаемые грунты (мелкий песок), а частью - на несжимаемый (скальный) грунт 8. Толщина демпфирующей прокладки 9 над несжимаемым грунтом 8 определяется из соотношения (1), формализующего условие недопущения предельной относительной разности осадок отдельных частей плитно-свайного фундамента. Для примера, рассмотренного на фигурах 1-3, прокладка должна иметь толщину, определенную по формуле (1):Figure 4 shows a slab-pile foundation, including a reinforced concrete slab 1 and grill 2. The foundation is supported by a part of the sole on compressible soils (fine sand), and partly on incompressible (rocky) soil 8. The thickness of the damping pad 9 over incompressible soil 8 is determined from relation (1), which formalizes the condition for preventing the limiting relative difference between the sediments of individual parts of the plate-pile foundation. For the example discussed in figures 1-3, the gasket should have a thickness determined by the formula (1):

δ≥[Sсв.ф.+Sпр.max-L(ΔS/L)u]Eo/p=[0.035+0.06-9.5· 0.002]0.5/0.215=0.175 м=17.5 см,δ≥ [S St. + S sp.max -L (ΔS / L) u ] E o /p=►0.035+0.06-9.5· 0.002] 0.5 / 0.215 = 0.175 m = 17.5 cm,

где Sсв.ф.=3.5 см=0.035 м - осадка свайного фундамента без учета сжатия прокладок 5, 6, м;where S St. = 3.5 cm = 0.035 m - settlement of the pile foundation without taking into account the compression of gaskets 5, 6, m;

Sпр.max=0.06 м - максимальная осадка от сжатия прокладки 6 над угловой сваей 4;S av.max = 0.06 m - maximum draft from compression of the strip 6 over the corner pile 4;

p=0.215 МПа - среднее давление на грунт по подошве плиты 1 в месте опирания ее на несжимаемый грунт 8;p = 0.215 MPa - the average pressure on the soil at the bottom of the plate 1 in the place of its support on incompressible soil 8;

L=9.5 м - размер железобетонной плиты 1 в плане;L = 9.5 m - the size of the reinforced concrete slab 1 in the plan;

(ΔS/L)u=0.004 - предельная величина относительной разности осадок [8];(ΔS / L) u = 0.004 is the limiting value of the relative difference of sediment [8];

Еo=E9=0.5 МПа - модуль деформации материала демпфирующей прокладки 9 в месте опирания на несжимаемый грунт, МПа.E o = E 9 = 0.5 MPa - the deformation modulus of the material of the damping pad 9 in the place of bearing on incompressible soil, MPa.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство №947287, М. кл3 Е02D 27/12. Способ возведения свайного фундамента / В.В.Лушников и И.А.Маренинов. - Опубл. БИ 1982, №28 (фундамент-аналог).1. Copyright certificate No. 947287, M. cl 3 E02D 27/12. The method of construction of the pile foundation / V.V. Lushnikov and I.A. Mareninov. - Publ. BI 1982, No. 28 (analogue foundation).

2. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП., 2004. - 81 с. (фундамент-прототип).2. SP 50-102-2003. Design and installation of pile foundations / Gosstroy of Russia. - M.: FSUE TsPP., 2004 .-- 81 p. (prototype foundation).

3. Авторское свидетельство №312016, М. кл.3 Е02D 27/12. Способ возведения сооружения / Б.М.Гиль, Н.С.Метелюк и И.П.Шаповал. - Опубл. БИ 1971, №25.3. Copyright certificate No. 3112016, M. cl. 3 E02D 27/12. The method of construction / B.M. Gil, N.S. Metelyuk and I.P. Shapoval. - Publ. BI 1971, No. 25.

4. Метелюк Н.С., Грузинцев В.В., Куценко А.В. Исследования по выявлению резерва несущей способности свайных кустов // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1977, №6. - С.9-11.4. Metelyuk N.S., Gruzintsev V.V., Kutsenko A.V. Studies to identify the reserve of bearing capacity of pile bushes // Foundations, foundations and soil mechanics, 1977, No. 6. - S.9-11.

5. Лушников В.В. Пути повышения эффективности свайных фундаментов - В кн. «Труды VI Международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения», том III. - М.: 1998. - С.81-85.5. Lushnikov VV Ways to improve the efficiency of pile foundations - In the book. “Proceedings of the VI International Conference on Pile Foundation Engineering, Volume III. - M .: 1998. - P.81-85.

6. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 48 с.6. SNiP 2.02.03-85. Pile foundations / Gosstroy of Russia. - M .: GUP TsPP, 2001 .-- 48 p.

7. Федоровский В.Г., Левачев С.Н. и др. Сваи в гидротехническом строительстве: Учебное пособие. М.: Издательство АСВ, 2003. - 240 с.7. Fedorovsky V.G., Levachev S.N. et al. Piles in hydraulic engineering: Textbook. M .: Publishing house ASV, 2003. - 240 p.

8. СНиП 2.02.01-83*. Основания здания и сооружений / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 48 с.8. SNiP 2.02.01-83 *. Foundations of buildings and structures / Gosstroy of Russia. - M .: GUP TsPP, 2001 .-- 48 p.

Claims (1)

Плитно-свайный фундамент, включающий сваи и железобетонную плиту или ростверк, демпфирующие прокладки между головами свай и железобетонной плитой или ростверком из легкодеформируемого материала, отличающийся тем, что демпфирующие прокладки из однородного по сжимаемости материала выполнены из экструдированного пенополистирола, причем расчетная толщина демпфирующих прокладок принимается в пределах от 10 до 60 мм с увеличением в направлении от центральных и средних рядов свай к крайним рядам свай и угловым сваям с соотношением 1:2:3 или имеют одинаковую толщину в пределах от 10 до 60 мм, причем соотношение модуля деформации материала прокладок над головами средних рядов свай, крайних рядов свай и над угловыми сваями принимается как 3:2:1, а при устройстве плитно-свайного фундамента на неравномерно сжимаемых грунтах, под частью железобетонной плиты или ростверка, опирающегося на несжимаемый грунт, устанавливают демпфирующую прокладку из легкодеформируемого материала, толщину которой δ определяют из соотношения (1)Slab-pile foundation, including piles and reinforced concrete slab or grillage, damping pads between the heads of piles and reinforced concrete slab or grillage of easily deformable material, characterized in that the damping pads of uniform compressibility material are made of extruded polystyrene foam, and the calculated thickness of the damper is accepted in from 10 to 60 mm with an increase in the direction from the central and middle rows of piles to the extreme rows of piles and corner piles with a ratio of 1: 2: 3 or the same thickness ranging from 10 to 60 mm, and the ratio of the deformation modulus of the gasket material above the heads of the middle rows of piles, the extreme rows of piles and above the corner piles is taken as 3: 2: 1, and when the slab-pile foundation is installed on unevenly compressible soils, under a part of a reinforced concrete slab or grillage resting on incompressible soil, a damping pad of easily deformable material is installed, the thickness of which δ is determined from the relation (1)
Figure 00000004
Figure 00000004
где Sсв.ф - осадка свайного фундамента без учета сжатия прокладок, м;where S St. f - settlement pile foundation without taking into account the compression of gaskets, m; Sпр.max - максимальная осадка от сжатия прокладок над сваями, м;S pr.max - maximum draft from compression of gaskets over piles, m; p - среднее давление на грунт по подошве плиты в месте опирания на несжимаемый грунт, МПа;p is the average pressure on the soil at the bottom of the plate in the place of bearing on incompressible soil, MPa; L - размер железобетонной плиты в плане, м;L is the size of the reinforced concrete slab in plan, m; (ΔS/L)u - предельная величина относительной разности осадок;(ΔS / L) u is the limit value of the relative difference of sediments; E0 - модуль деформации материала прокладки в месте опирания на несжимаемый грунт.E 0 - the module of deformation of the gasket material in the place of bearing on incompressible soil.
RU2005106662/03A 2005-03-09 2005-03-09 Slab-and-pile foundation RU2301303C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106662/03A RU2301303C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Slab-and-pile foundation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106662/03A RU2301303C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Slab-and-pile foundation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005106662A RU2005106662A (en) 2006-08-20
RU2301303C2 true RU2301303C2 (en) 2007-06-20

Family

ID=37060281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005106662/03A RU2301303C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Slab-and-pile foundation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301303C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548461C1 (en) * 2013-12-27 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Стройтехинновации ТДСК" Method to erect piled rafts
RU2549635C1 (en) * 2013-12-26 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Methods of construction of pile-slab foundation
RU2549633C1 (en) * 2013-12-26 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Construction method of pile-slab foundation of high-rise building
RU2655457C1 (en) * 2017-07-24 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Plate foundation under tank

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАНИЧЕВ И.А., Устройство искусственных оснований и фундаментов, Москва, «Стройиздат», 1973. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549635C1 (en) * 2013-12-26 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Methods of construction of pile-slab foundation
RU2549633C1 (en) * 2013-12-26 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", ОАО "НИЦ "Строительство" Construction method of pile-slab foundation of high-rise building
RU2548461C1 (en) * 2013-12-27 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Стройтехинновации ТДСК" Method to erect piled rafts
RU2655457C1 (en) * 2017-07-24 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Plate foundation under tank

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005106662A (en) 2006-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dash et al. Performance of different geosynthetic reinforcement materials in sand foundations
Dicleli et al. Maximum length of integral bridges supported on steel H-piles driven in sand
RU2301303C2 (en) Slab-and-pile foundation
CN101392536A (en) Composite foundation of composite pile with different stiffness
Dicleli et al. Estimation of length limits for integral bridges built on clay
Bhattacharya Safety assessment of existing piled foundations in liquefiable soils against buckling instability
Adams et al. Reinforced soil for bridge support applications on low-volume roads
CN208792381U (en) A kind of smooth sliding shock proof damping damping unit of dedicated two dimension of building
CN100371532C (en) Pile foundation settlement adjustable bearing pile
JP2006233666A (en) Foundation structure of building receiving partial earth pressure
CN107630564B (en) Construction method for reinforced structure of concrete beam
US20220325492A1 (en) Prefabricated, modular hydropower foundation system for soil conditions
RU2307212C2 (en) Pile foundation for seismic territories
CN1760475A (en) Building raft construction process and raft
RU2392386C2 (en) Method for erection of foundation for machines and arrangement of foundation for machines
CN215887969U (en) Arch foot structure for load shedding of corrugated steel plate embedded structure
CN218175902U (en) Retaining wall
RU131389U1 (en) PILOT-MILLING FOUNDATION WITH REGULATED WORK OF MILLING ON THE GROUND BASIS
RU2655457C1 (en) Plate foundation under tank
JPH07243219A (en) Foundation construction method for stacking bi-conical blocks
CN216041219U (en) A multistage retaining structure for side slope is administered
CN113668930B (en) Bottom plate structure for closed type stacking grid frame foundation and retaining wall structure
Arumugasaamy Structural Design of Foundations
CN2830511Y (en) Pot bottom shape raft board
JP2003064698A (en) Pile foundation structure having enhanced horizontal frictional force of foundation bottom surface

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130310