Специалисты Новгородского государственного университета разработали новый метод предварительного расчёта осадки свайных фундаментов, который не требует использования сложного компьютерного софта.
Как сообщил ТАСС автор исследования, доцент кафедры строительного производства НовГУ Вячеслав Урсаки, предложенная математическая формула делает проектирование более быстрым и доступным для строителей.
Свайные фундаменты — основной способ строительства на сложных грунтах и при высоких нагрузках на здание. Инженерам приходится решать две задачи: проверять, выдержат ли сваи нагрузку, и рассчитывать величину осадки фундамента. Если первая задача детально прописана в строительных нормах, то вторая до сих пор вызывает вопросы, особенно когда речь идёт об учёте жёсткости ростверка — железобетонной плиты, объединяющей сваи в единую конструкцию.
Ростверк может быть гибким (как тонкая пластина) или абсолютно жёстким (как массивная плита). На практике чаще используют второй вариант, однако расчёты для него сложны и требуют компьютерных программ. Урсаки предложил упрощённый метод, позволяющий инженерам выполнять предварительный расчёт осадки без специального ПО.
В ходе исследования учёный сравнил два крайних случая на конкретном примере: 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 такой же нагрузке осадка была вдвое меньше. Это доказывает, что жёсткий ростверк распределяет нагрузку между сваями более равномерно и эффективно.
При этом нагрузки на угловые сваи при жёстком ростверке возрастают на 10,4% по сравнению с гибким. Это происходит потому, что жёсткий ростверк, подобно твёрдой балке, передаёт большую часть давления на краевые опоры.
Как пояснил Урсаки, в работе использовалась теория расчёта конструкций на упругом основании, разработанная ещё в советское время. Основная идея заключается в том, что свайное основание можно рассматривать как условный фундамент, а жёсткий ростверк — как балку на упругом основании.
Для упрощения метода исследователи приняли несколько допущений: грунт деформируется равномерно, сваи являются длинными и висячими, расстояние между ними одинаково во всех направлениях и составляет от трёх до пяти диаметров, а сама свая не сжимается. Апробация нового метода на реальном примере дала результат осадки 28,5 мм, что совпало с точным компьютерным расчётом с погрешностью менее 2%. По словам автора, это отличный показатель для упрощённого метода.
В будущем планируется составить готовые таблицы с переводными коэффициентами для типовых конструктивных решений, что сделает метод ещё проще для инженеров.
