Таблица 22
Грунты |
Коэффициент пористости |
Расчетные сопротивления под нижним концом набивных и буровых свай R, кПа (тс/м2), при глубине их погружения 2- и расчетные сопротивления под консолями свай-колонн Rcon, кПа (тс/м2) |
|||
|
е |
песчаных грунтов |
|||
|
|
крупных |
средней крупности |
мелких |
пылеватых |
|
|
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном |
|||
|
|
0,0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
Пески средней плотности |
0,55-0,8 |
2000 (200) |
1500 (150) |
800 (80) |
500 (50) |
Супеси и суглинки |
0,5 |
800 (80) |
650 (65) |
550 (55) |
450 (45) |
|
0,7 |
650 (65) |
550 (55) |
450 (45) |
350 (35) |
|
1,0 |
550 (55) |
450 (45) |
350 (35) |
250 (25) |
Глины |
0,5 |
1400 (140) |
1100 (110) |
900 (90) |
700 (70) |
|
0,6 |
1100 (110) |
900 (90) |
750 (75) |
600 (60) |
|
0,8 |
700 (70) |
600 (60) |
500 (50) |
400 (40) |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
РАСЧЕТ СВАЙ НА СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛ И МОМЕНТА
1. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы „свая — грунт".
Схема нагрузок на сваю
В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели сz, кН/м3 (тс/м3).
Расчетные значения коэффициента постели сz грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле
(1)
где К — коэффициент пропорциональности, кН/м4 (тс/м4), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. 1;
z— глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;
??c — коэффициент условий работы.
Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности а.
Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы ??c в формуле (1) принимается ??c = 1. Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы „свая — грунт", принимая коэффициент условий работы ??c . в формуле (1) равным 3.
2. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:
а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием
, (2)
где H — расчетное значение поперечной силы, кН (тс) , действующей на одну сваю;
Fd — несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п. 10;
??k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4;
б) проверку устойчивости грунта, согласно п. 13, в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта;
в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи up и угла ее поворота ??h :
up ?? uu (3)
??p ?? ??u (4)
где up, ??p - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п. 5;
uu ??u - предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;
Таблица 1
Грунты, окружающие сваи, и их характеристики |
Коэффициент пропорциональности К, кН/м4 (тс/м4)
|
Прочностный коэффициент пропорциональности а, кН/м3 (тс/м3)
|
Пески крупные (0,55 ?? е ?? 0,7); глины и суглинки твердые (IL<0) |
18 000-30 000(1800-3000) |
71-92(7,1-9,2) |
Пески мелкие (0,6 ?? c ?? 0,75); пески средней крупности (0,55 ?? e ?? 0,7); супеси твердые (IL<0); глины и суглинки тугопластичные и полутвердые (0?? IL ?? 0,5) |
12 000-18 000 ( 1200-1800) |
60-71 (6,0-7,1) |
Пески пылеватые (0,6 ?? e ?? 0,8); супеси пластичные (0 ?? IL ?? 1); глины и суглинки мягкопластичные (0,5 ?? IL ?? 0,75) |
7000-12 000(700-1200) |
44-60 (4,4-6,0) |
Глины и суглинки текучепластичные (0,75 ?? IL ?? 1) |
4000-7000(400-700) |
26-44 (2,6-4,4) |
Пески гравелистые (0,55 ?? e ?? 0,7); крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем |
50 000-100 000 (5000-10000)
|
100-120(10-12) |
П р и м е ч а н и я: 1. Меньшие значения коэффициента К соответствуют более высоким значениям показателя текучести IL глинистых и коэффициентов пористости е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения коэффициента К — соответственно более низким значениям IL и е. Для грунтов с промежуточными значениями характеристик IL и е значения коэффициента К определяются интерполяцией. 2. Коэффициент К для плотных песков должен приниматься на 30% выше, чем наибольшие значения указанных в табл. 1 коэффициентов К для заданного вида грунта.
|
г) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий — вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п. 3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп. 8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях — согласно требованиям пп. 14 и 15.
3. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы „свая — грунт" принимается образование на глубине zz (в пределах или на .границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент Мu, кН??м (тc??м) , равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый - в месте заделки сваи в ростверк, второй — в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира.
4. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , приведенной глубины погружения сваи в грунт , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны , приведенных расчетных значений поперечной силы и изгибающего момента , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силыel = , соответствующего границе упругой работы системы “свая — грунт" при zi = 0, приведенных значений граничного горизонтального перемещения и граничного угла поворота при низком ростверке в уровне его подошвы при = 0, приведенных значений перемещений и угла поворота сваи, которые определяются по формулам:
= z ???? (5)
= zi ???? (6)
= l???? (7)
, (8)
, (9)
, (10)
где z, zi , l— действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м;
????— коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле
, (11)
где К — то же, что в формуле (1) ;
Е — модуль упругости материала сваи, кПа (тс/м2);
I — момент инерции поперечного сечения сваи, м4;
bр — условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов и более bр = d + , а для остальных размеров сечений свай bр = 1,5d + 0,5, м;
??c — коэффициент условий работы, принимаемый согласно п. 1;
d — наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;
а — прочностный коэффициент пропорциональности, кН/м3 (тс/м3), определяемый по табл. 1; значения и определяются по табл. 2 и 3 при = 0.
5. Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка up м, и угол ее поворота ??p, рад, следует определять по формулам:
up = uo +; (12)
??p =??o +, (13)
где Н, М - расчетные значения поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН•м (те•м) .действующие на голову сваи (см. чертеж) ;
lo - длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта;
E, I - то же, что в формуле (11) ;
uo, ??0- горизонтальное перемещение, м, и угол поворота поперечного сечения сваи, рад. в уровне поверхности грунта при высоком ростверке, а при низком ростверке — в уровне его подошвы, определяемые по указаниям п. 7 при двухстадийном расчете и по указаниям п. 12 при одностадийном расчете свай.
П р и м е ч а н и е. В настоящем приложении считаются положительными:
момент и горизонтальная сила, приложенные к голове сваи, если момент и сила направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;
изгибающий момент и поперечная сила в сечении сваи, если момент и сила. передающиеся от верхней условно отсеченной части сваи на нижнюю, направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;
горизонтальное смещение сечения сваи и его поворот, если они направлены соответственно вправо и по часовой стрелке.
6. Горизонтальная сила Н, кН (тc), соответствующая границе упругой работы системы „свая-грунт", при двухстадийном расчете определяется по формуле
, (14)
7. Горизонтальное перемещение u0, м, и угол поворота??0, рад, при двухстадийном расчете следует определять по формулам:
а) при Н ?? Не1
, (15)
, (16)
б) при Н > Не1
, (17)
, (18)
где H - расчетное значение поперечной силы, кН (тc) , прикладываемой к голове сваи;
Hel — граничное значение поперечной силы, определяемой по формуле (14), где el определяется по табл. 2 и 3 в зависимости от значения при zi, = 0;
— определяются по табл. 2 и 3 в зависимости от значения силы , рассчитываемой по формуле (8).
П р и м е ч а н и е. При приведенной длине сваи < 2,6 следует пользоваться табл. 2 и 3 для = 2,6, при этом значение допускаемого перемещения сваи в уровне поверхности грунта не должно превышать .
8. Расчетный изгибающий момент Мz, кН м (тc м) , поперечную силу Hz, кН (тc) , действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять при допущении двух стадий работы системы „свая-грунт" в пределах упругой зоны грунта по формулам:
, (19)
(20)
- приведенные значения фиктивных начальных параметров, определяемые в зависимости от значений H и l по табл. 2 и 3;
Ai, Bi, Ci, Di— коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 4 в зависимости от глубины .
Таблица 2
Приведенная длина |
Параметры для расчета свай при шарнирном их сопряжении с ростоверком |
|||||||
участка сваи
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6 |
0,316 0,388 0,478 0,578 0,682 0,785 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,238 1,603 2,174 3,108 4,772 |
0,642 0,802 1,032 1,377 1,904 2,767 |
1,000 1,238 1,602 2,170 3,082 4,631 |
-0,642 -0,801 -1,030 -1,359 -1,804 -2,340 |
0,316 0,392 0,513 0,730 1,155 2,086 |
0,000 0,000 -0,010 -0,067 -0,279 -0,960 |
2,8 |
0,344 0,422 0,520 0,631 0,748 0,864 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,236 1,594 2,142 2,997 4,389 |
0,643 0,795 1,020 1,349 1,826 2,541 |
1,000 1,236 1,593 2,139 2,973 4,266 |
-0,643 -0,795 -1,018 -1,331 -1,734 -2,168 |
0,344 0,426 0,555 0,778 1,191 2,009 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,260 -0,840 |
3,0 |
0,366 0,450 0,556 0,678 0,808 0,939 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,237 1.593 2,134 2,955 4,216 |
0,644 0,797 1,022 1,347 1,806 2,454 |
1,000 1,237 1,593 2,131 2,932 4,103 |
-0,644 -0,797 -1,020 -1,329 -1,717 -2,110 |
0,366 0,454 0,591 0,823 1,238 2,007 |
0,000 0,000 -0,010 -0,064 0,252 -0,780 |
3,2 |
0,383 0,472 0,585 0,716 0,860 1,008 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,238 1,598 2,141 2,956 4,167 |
0,648 0,803 1,031 1,360 1,819 2,446
|
1,000 1,238 1,598 2,138 2,932 4,056 |
-0,648 -0,803 -1,029 -1,342 -1,730 -2,114 |
0,383 0,475 0,619 0,862 1,287 2,046 |
0,000 0,000 -0,010 -0,064 -0,250 -0,755 |
3,4 |
0,395 0,487 0,606 0,746 0,903 1,067 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,241 1,604 2,155 2,978 4,183 |
0,653 0,810 1,043 1,379 1,848 2,480 |
1,00 1,241 1,604 2,152 2,955 4,075 |
-0,653 -0,810 -1,141 -1,361 -1,759 -2,150 |
0,395 0,491 0,641 0,893 1,333 2,102 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,251 -0.750 |
3,6 |
0,403 0,497 0,620 0,768 0,935 1,115 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,243 1,611 2,170 3,009 4,233 |
0,658 0,817 1,054 1,398 1,881 2,531 |
1,000 1,243 1,611 2,167 2,985 4,124 |
-0,658 -0,817 -1,052 -1,381 -1,791 -2,199 |
0,403 0,501 0,656 0,916 1,370 2,160 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,254 -0,757 |
3,8 |
0,407 0,503 0,629 0,782 0,967 1,150 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,244 1,616 2,183 3,038 4,321 |
0,661 0,823 1,064 1,415 1,910 2,583 |
1,000 1,244 1,616 2,108 3,014 4,181
|
-0,661 -0,823 -1,062 -1,397 -1,819 -2,247 |
0,407 0,507 0,665 0,932 1,398 2,211 |
0,000 0,000 -0,010 -0,066 -0,258 -0,768 |
4,0 |
0,409 0,507 0,634 0,790 0,941 1.174 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,245 1,620 2,193 3,061 4,342 |
0,664 0,827 1,070 1,427 1,933 2,626 |
1,000 1,245 1,620 2,189 3,037 4,231 |
-0,664 -0,827 -1,068 -1,409 -1,841 -2,285 |
0,409 1,510 0,670 0,941 1,417 2,250 |
0,000 0,000 -0,010 -0,067 -0,260 -0,778 |