В исследовании было установлено, что применение жёсткого ростверка — железобетонной плиты, объединяющей сваи, — уменьшает осадку фундамента по сравнению с гибкими конструкциями. В будущем планируется составить готовые таблицы с переводными коэффициентами для типовых конструктивных решений, что дополнительно упростит метод для инженеров.
Свайные фундаменты являются основным способом строительства на сложных грунтах и при больших нагрузках на здание. Перед инженерами стоят две главные задачи: проверка несущей способности свай и расчёт осадки фундамента. Если первая задача достаточно подробно освещена в строительных нормах, то вторая остаётся дискуссионной, особенно при необходимости учесть жёсткость ростверка.
Ростверк может быть выполнен как гибкая тонкая пластина или как абсолютно жёсткая массивная плита. На практике чаще используют второй вариант, однако его расчёт сложен и требует применения специализированного программного обеспечения. Предложенный метод позволяет выполнить предварительный расчёт осадки без такого ПО.
В ходе исследования на конкретном примере сравнили два крайних случая: группу свай с гибким ростверком и ту же группу с абсолютно жёстким. Осадка фундамента с жёстким ростверком оказалась на 21,9% меньше, чем с гибким. Для одиночной сваи при аналогичной нагрузке осадка была вдвое меньше. Это свидетельствует о более равномерном и эффективном распределении нагрузки между сваями при использовании жёсткого ростверка.
Нагрузки на отдельные сваи также перераспределяются. При жёстком ростверке на угловые сваи приходится на 10,4% больше нагрузки по сравнению с гибким. Это объясняется тем, что жёсткий ростверк, подобно твёрдой балке, передаёт большую часть давления на краевые опоры. В основе метода лежит теория расчёта конструкций на упругом основании, разработанная ещё в советское время. Согласно этой теории, свайное основание можно рассматривать как условный фундамент, а жёсткий ростверк — как балку на упругом основании.
Для упрощения расчётов были приняты следующие допущения: грунт деформируется равномерно, сваи являются длинными и висячими, расстояние между сваями одинаково во всех направлениях и составляет от трёх до пяти диаметров сваи, а сама свая не сжимается. Применение нового метода к реальному примеру расчёта дало осадку 28,5 мм, что совпало с результатом точного компьютерного моделирования с погрешностью менее 2%, что считается хорошим показателем для упрощённой методики.
Источник: ancb.ru