4 Розрахунок пальових фундаментів

4.5 Алгоритм і програма розрахунку пальових фундаментів

Програма передбачає розрахунок кількості паль у кущі або на один метр довжини стрічкового ростверку при дії вертикального центрально-прикладеного навантаження. Коректування кількості паль та їх розміщення в плані при наявності згинальних моментів у навантаженні виконуються студентом вручну.

Розглядаються забивні призматичні, циліндричні та набивні палі будь-якого типу.

4.5.1 Підготовка початкових даних для введення в ЕОМ

Для розрахунку необхідні такі початкові дані:

1) сторона квадратної, а, або діаметр круглої палі, м;

2) діаметр розширення палі, d_рзш, при відсутності розширення d_рзш = d, м;

3) показник текучості ґрунту під нижнім кінцем палі, I_L. Якщо під нижнім кінцем палі розташований піщаний ґрунт, то вводиться коефіцієнт крупності пісків A_L, який приймають для пісків:

гравелистих                   - 0;

крупних                         - 0,1;

середньої крупності      - 0,3;

дрібних                          - 0,4;

пилуватих                      - 0,5;

4) усереднений показник текучості (крупності), В, ґрунтів від нижнього кінця палі до підошви ростверку. Усереднення здійснюється з урахуванням товщини шарів. Показник крупності для пісків при усередненні приймається:

крупних та середньої крупності      - 0,2;

дрібних                                             - 0,3;

пилуватих                                         - 0,4;

5) показник типу паль, І_М. Для забивних паль та набивних, які улаштовуються способом пробивання свердловин І_М = 0. Для інших набивних паль І_М = 1.

6) показник типу ґрунту під нижнім кінцем палі, I_N. Приймається для ґрунтів:

піщаних                - 0;

глинистих            - 1;

7) глибина закладання нижнього кінця палі від поверхні ґрунту, Н, м, з урахуванням примітки 2 до табл. 4.5;

8) глибина закладання підошви ростверку, Z, м. При відсутності ростверку (для буронабивних поодиноких паль) Z =0;

9) розрахункове значення кута внутрішнього тертя для піщаних ґрунтів під нижнім кінцем палі, j₁, град. При глинистих ґрунтах - будь-яке число;

10) показник форми поперечного перерізу ствола палі, I_L. Приймається для паль:

круглих                - 1;

квадратних           - 0;

11) розрахункове значення питомої ваги ґрунту під нижнім кінцем палі з урахуванням зважувальної дії води g_І, кН/м³. При розрахунку забивних паль - будь-яке число;

12) усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунтів, розташованих вище нижнього кінця палі, кН/м³. Усереднення здійснюється з урахуванням товщини шарів та зважувальної дії води. При розрахунку забивних паль - будь-яке число;

13) коефіцієнт умов роботи g_c;

14) коефіцієнт умов роботи ґрунту під нижнім кінцем палі g_cR;

15) усереднений коефіцієнт умов роботи ґрунту по боковій поверхні палі g_cf;

16) розрахункова вертикальна сила, яка діє на кущ (або на один метр погонної довжини стрічкового пальового фундаменту), кН.

4.5.2 Алгоритм розрахунку

1. Введення та роздрукування початкових даних.

2. Визначення периметру та площі поперечного перерізу палі.

3. Визначення розрахункового опору ґрунту під нижнім кінцем палі.

Відповідно до [7] ця величина визначається за допомогою ряду таблиць. Для спрощення програми розрахунку була виконана апроксимація таблиць, внаслідок цього визначення величини R здійснюється за такими формулами, кПа:

а) для забивних та набивних паль, які улаштовуються пробиванням свердловин:

для глинистих ґрунтів

      (4.13)

де I_L - показник текучості ґрунту під нижнім кінцем палі;

Н – глибина закладання нижнього кінця палі відповідно до примітки 2 до табл. 4.5, м;

для піщаних ґрунтів

 (4.14)

де A_L - показник, який приймається відповідно до п. 4.5.1;

б) для бурових та інших паль, що улаштовуються шляхом буріння свердловин:

для глинистих ґрунтів

     (4.15)

для піщаних ґрунтів за формулою (4.7), у якій коефіцієнти a₁, a₂, a₃, a₄  визначаються за формулою (4.16):

a₁ = exp(0.1795j_І – 1,9815);

a₂ = exp(0.164j_І - 0,995);                                         (4.16)

a₃ = 1.0178 - 0,001875j_І – (0,2164 - 0,00475j₁)

a₄ = [8,152 - 0,555(d_рзш - 0,8)]

Усі інші позначення відповідно до п. 4.5.1 цього посібника.

4. Визначення розрахункового опору по боковій поверхні палі Sf_ih_i; кН/м. Ця величина визначається теж за допомогою формули, що апроксимує таблицю 4.6.

                      (4.17)

де A_L приймається відповідно до п. 4.5.1.

5. Визначення несучої спроможності палі за формулою (4.4).

6. Визначення необхідної кількості паль у кущі або на 1 м погонної довжини стрічкового фундаменту з урахуванням коефіцієнта g_к у формулі (4.1).

7. До друку виводять такі дані: розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі (кПа); несуча здатність палі без урахування коефіцієнта g_к по боковій поверхні (кН/м) на 1 м погонної довжини периметра поперечного перерізу палі; кількість паль.

Приклад розрахунку за описаною програмою наведений у п.4.7.