[Alex Troshkin]

День добрый. Хотел посоветоваться с опытными конструкторами/расчетчиками.

Имеется монолитная железобетонная фундаментная плита под 16-ти этажное каркасное здание. Предлагается, для уменьшения осадок плиты и снижения нагрузок от колонн ввести под колонной по 1 висячей буронабивной свае. Логика рассуждений следующая:
Под действием нагрузки, явно первышающей несущую способность сваи (раз в 8-10) сваю вдавит в грунт, но она будет "выталкивать" колонну с усилием, равным несущей способности сваи (т. е. в расчетной схеме сваю моделируем только нагрузкой, направленной вверх).
Насколько корректны такие рассуждения? Действительно ли свая просто вдавится в грунт? Не возникнут ли в ней усилия, ведущие к разрушению сваи? Будет ли она разгружать фундаментную плиту?
Где можно почитать о работе перегруженной сваи?
Заранее спасибо за ваши ответы/комментарии

[Beginer]

Сообщение от Regby Вы утверждаете что свая перестает нести нагрузку если к ней приложить Большее усилие чем ее расчетная нагрузка. Это неверно. И Свая безусловно снизит осадки плиты. см рисунок

Что-то не то у вас на картинке. Моё мнение картинки будут одинаковые, практически, только в одном случае со сваей, а в другом без.

Сообщение от Regby Расскажите об этом подробнее? что за расчет вы делали?

Просчитывал различные варианты фундаментов под жилое здание, в результате чего оптимальным (по осадкам и конструктивно) получился КСП. Расчёт делался по СП при различных вариантах расположения свай, если честно, то всех тонкостей уже непомню, а результат по распределению нагрузок плита-сваи в голове остался.
И все же, то о чем мы говорим - это предположения и мнения, а есть нормы, в которых этот вопрос освещен слабо, но тем не менее проектируем по нормам. Чтобы всё это обосновать и мою и вашу точку зрения понадобиться не один день - это целая научная работа вместе с натурными испытаниями и т.п., тут картинок из программ недостаточно.
Вобщем я бы автору темы так делать не советовал.

[DeMarko]

По моему все сводится к спору теоретиков и практиков. По теории тело двигающее в какой-либо среде (кроме вакуума пожалуй) конечно испытывает сопротивление, если с этой точки зрения то свая конечно же сопротивляется . Но с точки зрения практики все это нерационально и неэффективно, другими словами коэффициент полезности такого действия очень мал. Ставить сваю под нагрузку больше в 6-10 раз нес. способности по грунту или материалу - это бред. А вот устраивать плиту по сваям и учитывать её в совместной работе фундамента (без превышения нес. способности сваи) вот это дело.

[Regby]

Сообщение от Beginer Просчитывал различные варианты фундаментов под жилое здание, в результате чего оптимальным (по осадкам и конструктивно) получился КСП. Расчёт делался по СП при различных вариантах расположения свай, если честно, то всех тонкостей уже непомню, а результат по распределению нагрузок плита-сваи в голове остался.

Так как расчитывали то? По СП - понятие расплывчатое. Методом конечных элементов?

Меня смутило то что в СП 50-102-2003 написано

В этом расчете, когда в работу включается плита, приблизительно принимают на сваи 85% общей нагрузки на фундамент, на плиту - 15%.

Как вы получили другие результаты?

[Beginer]

Сообщение от Regby Так как расчитывали то? По СП - понятие расплывчатое. Методом конечных элементов?

Без программ, вручную (с помощь экселя) по СП.

Сообщение от Regby Как вы получили другие результаты?

Всё зависит от количества свай
Если конкретно(нашел свой расчёт), то:

Вес здания 14000 тонн (другие параметры опущу)

При кол-ве свай n=141 шт
Расчетная осадка s=7,35см
Плита несёт 2308,7 т - 16,5%
Сваи несут 11691,3 т - 83,5%

При кол-ве свай n=0 шт
Расчетная осадка s=44,6см
Плита несёт 14000 т - 100%
Сваи несут 0 - 0%

Что же касается 85%/15% то это берётся в первом приближении.

[kruz]

Сообщение от Regby Цитата: Сообщение от kruz Это не для сваи А для чего? Вы полагаете что у Сваи другая природа "выталкивания" материала к своим граням? Свая, если не учитывать ее сцепление по боковой поверхности" это тот же столбчатый фундамент. И напряжения под нижним концом будут аналогинчыми

Вы показываете образование зон сдвигов (причем для широкого прямоугольного фундамента). А несущая способность сваи - это уже все сомкнулось, образовался клин и пошел выпор вдоль ствола.
Что-то похожее из #19 отсюда http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=3366&pp=10000

[olf_]

Интересная дискуссия..
Только хотелось бы узнать у автора темы некоторые данные по причине вызвавшей проблему (решение которой не стоит искать в предложенном варианте) :

Сообщение от Alex Troshkin монолитная железобетонная фундаментная плита под 16-ти этажное каркасное здание. Предлагается, для уменьшения осадок плиты и снижения нагрузок от колонн...

Предлагаю сначала разобраться с причинами осадок (необхобимы: значение осадок, геология, план фундамента.. , в чем считали?)

[DEKJ]

Хорошая дискуссия…
В данном случае я противник рассуждений на тему сопротивления среды движению в ней некого тела, нарастанию зон уплотненного грунта и соответственному увеличения его сопротивления, с чисто теоретической точки зрения, наверно, как-то так оно и будет, однако, для практических расчетов все это пока остается только домыслами.
Предлагаю подойти с несколько другой стороны и посмотреть на методику проведения статических испытаний свай. Свая нагружается ступенями по 0,1-0,15 ожидаемой несущей способности каждую ступень выдерживают до условного затухания осадки сваи. «Срыв» сваи есть не что иное как (при осадке менее 20мм при нагружении следующей ступенью) провальная осадка сваи т.е. непрерывное погружение без затухания и без увеличения нагрузки. В большинстве же случаев придельная несущая способность сваи соответствует некой нагрузке, при которой эта свая получает осадку, равную определенной доле средней предельно допустимой осадке возводимого сооружения.
Заметим, что о том, что свая перестает нести нагрузку в принципе, речи нет (осадка происходит под нагрузкой), кроме того в случае срыва сваи, при уменьшении нагрузки на одну ступень, происходит стабилизация осадок. Таким образом, мне представляется, что моделирование сваи, за приделом несущей способности по грунту, реакцией численно равной ее несущей способности имеет под собой определенные основания.

[SergeyKonstr]

Сообщение от DEKJ провальная осадка сваи т.е. непрерывное погружение без затухания и без увеличения нагрузк

Ну и дойдет эта осадка до совместной осадки системы "свая-фунд. плита", при дальнейшем движении плита все перераспределит. Чтобы задать отпор от сваи какой-то вертикальной нагрузкой необходимо быть уверенным в том, что осадка сваи при работе в системе "свая-фунд. плита" менее самой плиты. Это не так просто сделать. Простыми расчетами по СП не обойдешся. СП предлагает нам, что одиночной сваей считается она при расстоянии между сваями более 8d. Если это есть, тогда необходимо знать зависимость нагрузка-осадка, что можно выявить лишь при испытании сваи. Да и то, как учесть еще и работу плиты.

Сообщение от DEKJ за приделом несущей способности по грунту

Вы чего это придумали. Другое дело как предлагают ее определять нормы.

[Серёга - Bilder]

О какая интересная тема появилась
...и сколько в ней бреда однако!
Начало читается как тема ЮМОР. Про то, как свая вместе с плитой "уйдёт в грунт пока не наткнётся на что-то прочное (или ядро земли?)" - вообще ЗЭ БЭСТ

Моя точка зрения где-то в той же стороне, что и Regby. Сваи будут нести, потому как ни трение по боковой поверхности не исчезнет, ни лобовое сопротивление. В зависимости от того, на какие грунты опираются сваи, и на чём лежит плита - будет распределяться "процентное соотношение" что работает больше сваи или плита. Если под плитой относительно слабые грунты, то за счёт осадки ПЛИТЫ сядут и сваи, т.к. будет превышена несущая их способность по грунту. НО сядут они вместе с плитой, и ровно на ту величину, на которую им позволит сесть плита. А плита, в свою очередь сядет только на величину своей собственной осадки, потому как если уж плита "сорвётся к центру земли" - значит проектировал её не инженер, а Жюль Верн
Из этого наверно можно сделать следующие выводы:
Если сваи являются лишь дополнением к плитному фундаменту, и основная несущая способность обеспечивается именно плитой - то сваи в расчёт вводить можно, а скорее всего и нужно, именно в виде вертикальных сил, равных несущей способности сваи. Более корректным было бы задать эти сваи опорами конечной жёсткости, равной несущей способности сваи. В общем итоге тогда, сваи будут выполнять функцию выравнивания внутренних усилий в плите, не так ли? - вроде этого мы и добивались...

Про сваи, которые применяются под нагрузкой в 10 раз больше их расчётной несущей способности - это зачем придумали, Beginer? Тут вроде адекватные люди, и фундаменты проектируем адекватно. Под конкретной колонной, которая передаёт сосредоточенную нагрузку на плиту ставится свая, с несущей способностью скажем так: "близкой к нагрузке от колонны". Я думаю автор темы имел в виду примерно это, а не "карандаш под подошвой".

[Regby]

Серёга - Bilder, да хоть бы и карандаш под подошвой смысла то от этого не меняется. Система уравновеситься согласно распределения жесткостей и несущих способностей (а как сказать менее коряво?) элементов - плиты и сваи...

[Beginer]

Сообщение от Серёга - Bilder О какая интересная тема появилась ...и сколько в ней бреда однако! Начало читается как тема ЮМОР.

А в чём юмор или бред?

Сообщение от Серёга - Bilder .... НО сядут они вместе с плитой, и ровно на ту величину, на которую им позволит сесть плита. А плита, в свою очередь сядет только на величину своей собственной осадки,

О чём и разговор, сядет она практически также как и без сваи, только вот насколько меньше расчётом доказать не представляется возможным, т.к. методик таких расчётов нет.

Сообщение от Серёга - Bilder .... потому как если уж плита "сорвётся к центру земли" - значит проектировал её не инженер, а Жюль Верн .....

Про это я вообще не понял, откуда вы это взяли? кто говорил что плита к центру земли сорвётся? Разговор идёт, если почитать первый пост темы, о снижении осадки за счёт ввода 1 сваи под каждую колонну, и как ту самую сваю грамотно задать в расчёте.

Сообщение от Серёга - Bilder Из этого наверно можно сделать следующие выводы: Если сваи являются лишь дополнением к плитному фундаменту, и основная несущая способность обеспечивается именно плитой - то сваи в расчёт вводить можно, а скорее всего и нужно, именно в виде вертикальных сил, равных несущей способности сваи.

Возможно, но эффекта с точки зрения осадок особо не будет!

Сообщение от Серёга - Bilder В общем итоге тогда, сваи будут выполнять функцию выравнивания внутренних усилий в плите, не так ли? - вроде этого мы и добивались...

Не так ли! Сваи будут выполнять эту функцию если их "размазать" в определённом порядке под всей плитой, а не только под колонны одну сваю давать.

Сообщение от Серёга - Bilder Про сваи, которые применяются под нагрузкой в 10 раз больше их расчётной несущей способности - это зачем придумали, Beginer?

Под действием нагрузки, явно первышающей несущую способность сваи (раз в 8-10) сваю вдавит в грунт, но она будет "выталкивать" колонну с усилием,

Это слова не мои, а автора темы
Внимательнее читать надо

Тут вроде адекватные люди, и фундаменты проектируем адекватно. Под конкретной колонной, которая передаёт сосредоточенную нагрузку на плиту ставится свая, с несущей способностью скажем так: "близкой к нагрузке от колонны". Я думаю автор темы имел в виду примерно это, а не "карандаш под подошвой".

В том то и дело, читай выше!
Так что по поводу бреда и юмора это вы погорячилиь А если таковой выше и имел место быть, то вы этим сообщением внесли солидные 5 рублей в его копилку

[AMS]

Проблемы рассматриваются в большей степени теоретические, чем имеющие выход на реальное проектирование – в нормах нет данных для расчета КСП при ином раскладе нагрузок, чем «приблизительно» 85% на сваи и 15% на плиту. Направление уточнения расчета рекомендуется выполнять за счет изменения значений с включением в расчет фактических значений l/d и "лямда", «подгоняя» их под указанное выше соотношение. Иначе не было смысла вводить ограничение на соотношение нагрузок на плиту и сваи.
Свайное поле под плитой КСП должно быть регулярное - под эту ситуацию необходимо составлять схему свайного поля. Иначе можно получить «гибрид», в котором на отдельных участках, например под колоннами или диафрагмами при сваях с шагом 3-5d получите расчетную схему условного фундамента, остальное поле будет работать как КСП.
Еще одно из условий реализации методики расчета КСПФ, заложенных в нормы – длина сваи должна быть не менее (0,5 - 1,0) ширины плиты. Прежде всего это связано с тем, что при меньшем соотношении в процессе осадки КСП на определенной стадии свая может оказаться в практически однородном НДС под плитой и в этом случае свая и плита, грунт между сваями будет перемещаться как единый массив (достаточно вспомнить картинку из учебников, на которой показаны короткие относительно плиты сваи и зоны развития НДС под плитой). Трение по боковой поверхности и сопротивление под острием при этом не будет реализовано – свая «выключиться» из совместной работы и это уже будет не КСП, а по сути фундаментная плита.
Необходимо так же иметь в виду, что расчет осадок КСП предполагает линейную зависимость между нагрузкой на сваю и ее перемещением, а это несколько иное НДС массива грунта и сваи, чем при ее срыве.
Жесткости свай и основания под плитой должны соответствовать расчетным значениям.
Под перечисленные выше расчетные схемы были просчитаны и составлены табличные значения параметров, входящей в нормы в методике расчета осадок КСП.

Года три назад обращались в НИИОСП по поводу предоставления нам для расчетов осадки КСП фундаментов исходных формул, развернутой методики для численного определения входящих в СП параметров и коэффициентов. Ответ получили – НИИОСП не может предоставить исходные материалы, поскольку не является их правообладателям.
Да и о степени доверия нормоиздателей к методике расчета осадок КСПФ прямо указано в СП 50-102-2003: «Выполненные расчеты осадки КСП фундаментов рекомендуется дополнительно проверить на осадку как условного фундамента».

[Beginer]

Сообщение от AMS Трение по боковой поверхности и сопротивление под острием при этом не будет реализовано – свая «выключиться» из совместной работы и это уже будет не КСП, а по сути фундаментная плита.

Вот и я о том же

[Regby]

Напряжения под плитой распределяются согласно жесткостям подстилающих слоев грунта. Несомненно свая обладает бОльшей жесткостью, чем любой нескальный грунт. И будет являться фактически инородным предметом в однородной среде. Потому и вести себя будет иначе, а значит воздействовать на плиту.
Представьте простыню на песке и подложите под нее небольшой камень

[DEKJ]

Уважаемые господа, ну в самом деле, никто же не станет утверждать, что в свае работающей за приделами несущей способности по грунту отсутствует реакция.
Мне кажется идея местного усиления плит сваями очень интересной, но абсолютно не изученной.
Думаю, интересным был бы эксперимент по следующей методике:
1. Расчесываем осадки плитного фундамента
2. Проводим статические испытания сваи, определяем ее осадки при нагрузке равной несущей способности.
3. Сравниваем осадки сваи и осадки плитного фундамента, если свая дает меньшую осадку чем плита, значит под плитой та свая будет работать беря на себя нагрузку равную ее несущей способности если нет, то некую пропорциональную нагрузку).
Заменяя сваю реакцией рассчитываем осадки фундамента с учетом местного усиления. При статических испытаниях доводим осадку сваи до величин осадки полученных при расчете такого комбинированного фундамента, если свая при таких осадках не разрушилась по материалу, то собственно все.
Может и глупость конечно…

[Beginer]

Сообщение от DEKJ 2. Проводим статические испытания сваи, определяем ее осадки при нагрузке равной несущей способности. 3. Сравниваем осадки сваи и осадки плитного фундамента, если свая дает меньшую осадку чем плита, значит под плитой та свая будет работать беря на себя нагрузку равную ее несущей способности если нет, то некую пропорциональную нагрузку).

В том то и дело, что свая в данном случае, нагружена в 8-10 раз больше несущей способности. Т.е. получается плитно-свайный фундамент, а точнее даже гибрид какой-то. а не свайно-плитный.

[AMS]

В первой схеме А) короткая свая практически не работает, перемещение грунта вокруг сваи, самой сваи практически одинаково. А если перемещается весь массив, расположенный непосредственно под подошвой, то свая не работает. До возникновения этой ситуации, на начальной стадии нагружения сначала работают только сваи, затем сваи и подошва, но из-за малой длины сваи при дальнейшем нагружении она исключается из совместной работы.
На второй схеме Б) в пределах длины сваи возникает реакция по боковой поверхности и по острию. Перемещения грунта и сваи не совпадают по величине. Возникает реакция, часть нагрузки при этом на себя принимает свая, часть - плита. Из этих соображений и вытекает требование о соотношении длины сваи и размеров плиты.
Такие опыты на моделях КСП фундаментов в полунатурных лотках выполнял один из наших асприантов (весной он ее успешно защитил) и сопоставлял экспериментальные данные с расчетами осадки на Плаксисе и вручную по схеме КСП фундаментов.


[IMG]http://s61.***********/i174/0912/17/ab2bcded693c.jpg[/IMG]

[DEKJ]

to AMS
А не было ли экспериментов при которых вмето этого свайного поля под плиту устанавливалась скажем одна свая перемещения которой не совпадали с перемещением грунта под плитой, и нагрузка на сваю при этом (в некий первоначальный момент времени) была бы больше чем ее несущая способность по грунту?
to Beginer Не пойму, что Вас смущает, отсутствие методики, ну так считайте это чем-то новым.

[topos2]

Сообщение от Beginer Мне кажется идея местного усиления плит сваями очень интересной, но абсолютно не изученной

Спорно. Изучение фундаментов типа piled raft с этой точки зрения - начало 90-х, изучение в минимизации осадок фундаментов типа piled raft начало 80-х

не было ли экспериментов при которых вмето этого свайного поля под плиту устанавливалась скажем одна свая перемещения которой не совпадали с перемещением грунта под плитой, и нагрузка на сваю при этом (в некий первоначальный момент времени) была бы больше чем ее несущая способность по грунту

Подобное было 1, 2, 3, 4 сваи.

[Серёга - Bilder]

Сообщение от Beginer ...

Нда, признаю, кое-что попутал. Додумал сам то, чего автор темы не писал. В частности то, что сваи под колоннами должны быть "нормальными", а не спичками.
Короче один фиг: если нормальные сваи под колонный ставить - получится относительно однородное свайное поле под фундаментной плитой. В этом случае система плита-сваи-грунт будет в итоге уравновешеной. И смысл в сваях конечно же есть.

P.S. Про сваи "срывающиеся к ядру земли" - см. пост №4.