5.11. Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования Fu, кН (тс), следует определять по формуле
Fu = Rs A + f h u , (25)
где Rs - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м2);
f - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м2 );
h - глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;
u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.
Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи Rs, кПа (тс/м2), по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле
Rs =??1 qs (25)
где ??1 - коэффициент перехода от qs к Rs ,принимаемый по табл.15 независимо от типа зонда (по ГОСТ 20069-81);
qs - среднее значение сопротивления грунта кПа (тс/м2 ) , под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).
Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f , кПа (тс/м2), по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:
а) при применении зондов типа I - по формуле
f = ??2 fs (27)
б) при применении зондов типа II или III - по формуле
, (28)
В формулах (27) и (28):
??2, ??i - коэффициенты, принимаемые по табл.15;
fs - среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м2), определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площади его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;
fsi - среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м2 );
hi - толщина i-го слоя грунта, м.
5.12. Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (21), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования - по формуле (25), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (26) . В этом случае ??i - коэффициент, принимаемый по табл.15 в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (27) или (28)
Таблица 15
qs, кПа (тс/м2) |
??1 - коэффициент перехода от qs Rs |
fs, fsi,,кПа (тс/м2) |
??2 – коэффициент перехода от fs к f для зонда типа I |
??1 - коэффициент перехода от fsi, к f для зонда типа II или III |
||||
|
для забивных свай |
для винтовых свай при нагрузке |
|
для песчаных грунтах |
при пылевато-глинистых грунтах |
при песчаных грунтах |
при пылевато-глинистых грунтах |
|
|
|
сжима- ющей |
выдер-гивающей |
|
|
|
|
|
??1000 ( 100) 2500 (250) 5000 (500) 7500 (750) 10000 (1000) 15000 (1500) 20000 (2000) ??30000 (3000) |
0,90 0,80 0,65 0,55 0,45 0,35 0,30 0,20 |
0,40 0,38 0,27 0,22 0,19 - - - |
0,50 0,45 0,32 0,26 0,23 - - - |
??20 (2) 40 (4) 60 (6) 80 (8) 100 (10) ??120 (12) - - |
2,40 1,65 1,20 1,00 0,85 0,75 - - |
1,50 1,00 0,75 0,60 0,50 0,40 - - |
0,75 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 - - |
1,00 0,75 0,60 0,45 0,40 0,30 - - |
П р и м е ч а н и е. Для винтовых свай в песчаных грунтах, насыщенных водой, значения коэффициента ??1 должны быть уменьшены в два раза. |
6. РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И ИХ ОСНОВАНИЙ ПО
ДЕФОРМАЦИЯМ
6.1. Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует, как правило, производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-83. Границы условного фундамента (см. чертеж) определяются следующим образом:
снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;
с боков - вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии htg (см. чертеж а), но не более 2d в случаях, когда под нижними концами свай залегают пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I.l >0,6 (d - диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай - проходящими через нижние концы этих свай (см. чертеж б);
сверху - поверхностью планировки грунта ВГ; здесь ??II,mt - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле
, (29)
где ??II ,i - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной hi;
h - глубина погружения свай в грунт.
Определение границ условного фундамента при расчете осадок свайных фундаментов.
В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включаются вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента.
Полученные по расчету значения деформаций (осадок) свайного фундамента и его основания не должны превышать предельных значений в соответствии с условием (4).
6.2. Если при строительстве предусматриваются планировка территории подсыпкой (намывом) высотой более и другая постоянная (долговременная) загрузка территории, эквивалентная подсыпке, а в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более , то значение осадки свайного фундамента из висячих свай следует определять с учетом уменьшения габаритов условного фундамента, который в этом случае как при вертикальных, так и при наклонных сваях принимается ограниченным с боков вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии hmt tg, где hm t - расстояние от нижнего конца сваи до подошвы слоя торфа или ила толщиной более .
6.3. Свайные фундаменты из свай, работающих как сваи-стойки, висячие одиночные сваи, воспринимающие вне кустов выдергивающие нагрузки, а также свайные кусты, работающие на действие выдергивающих нагрузок, рассчитывать по деформациям не требуется.
6.4. Расчет свай по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента следует выполнять по указаниям рекомендуемого приложения 1, а расчет осадок малонагруженных ленточных свайных фундаментов и одиночных свай допускается выполнять по указаниям рекомендуемых приложений 3 и 4.
7. КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
7.1. Свайные фундаменты в зависимости от размещения свай в плане следует проектировать в виде:
а) одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;
б) свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;
в) свайных кустов — под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;
г) сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.
7.2. При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать следующие данные: конструктивную схему проектируемого здания или сооружения; размеры несущих конструкций и материал, из которого они проектируются; наличие и габариты приближения заглубленных помещений к строительным осям здания или сооружения и их фундаментам; конструкции полов и технологические нагрузки на них; нагрузки на фундамент от строительных конструкций; размещение технологического оборудования, нагрузки, передаваемые от него на строительные конструкции, а также требования к предельным осадкам и кренам строительных конструкций и фундаментов под оборудование.
7.3. Число свай в фундаменте следует назначать из условия максимального использования прочностных свойств их материала при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте в соответствии с требованиями п. 3.10.
Выбор конструкции и размеров свай должен осуществляться с учетом значений и направления действия нагрузок на фундаменты (в том числе технологических нагрузок), а также технологии строительства здания и сооружения.
7.4. Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким. .
Свободное опирание ростверка на сваи должно учитываться в расчетах условно как шарнирное сопряжение и при монолитных ростверках должно выполняться путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 5—10 см.
Жесткое сопряжение свайного ростверка со сваями следует предусматривать в случае, когда:
а) стволы свай располагаются в слабых грунтах (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т. п.) ;
б) в месте сопряжения сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю, приложена к ней с эксцентриситетом, выходящим за пределы ее ядра сечения;
в) на сваю действуют горизонтальные нагрузки, значения перемещений от которых при свободном опирании (определенные расчетом в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 1) оказываются более предельных для проектируемого здания или сооружения;
г) в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи;
д) сваи работают на выдергивающие нагрузки.
7.5. Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком следует предусматривать с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-85. В последнем случае в голове предварительно напряженных свай должен быть предусмотрен ненапрягаемый арматурный каркас, используемый в дальнейшем в качестве анкерной арматуры.
Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности.
П р и м е ч а н и я: 1. Анкеровка в ростверк свай, работающих на выдергивающие нагрузки (см. п. 7.4 д), должна предусматриваться с заделкой арматуры свай в ростверк на глубину, определяемую расчетом на выдергивание.
2. При усилении оснований существующих фундаментов с помощью буроинъекционных свай длина заделки свай в фундамент должна приниматься по расчету в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 или назначаться конструктивно равной пяти диаметрам сваи; при невозможности выполнения этого условия следует предусматривать создание уширения ствола сваи в месте ее примыкания к ростверку.
7.6. Жесткое соединение свай со сборным ростверком должно обеспечиваться колоколообразными оголовками. При сборном ростверке допускается также замоноличивание свай в специально предусмотренные в ростверке отверстия.
П р и м е ч а н и е: При небольших вдавливающих нагрузках [ до 400 кН (40 тс) ?? допускается свободное опирание ростверка на выровненную цементным раствором поверхность головы сваи.
7.7. Сваи в кусте внецентренно нагруженного фундамента следует размещать таким образом, чтобы равнодействующая постоянных нагрузок, действующих на фундамент, проходила возможно ближе к центру тяжести плана свай.
7.8. Для восприятия вертикальных нагрузок и моментов, а также горизонтальных нагрузок (в зависимости от их значения и направления) допускается предусматривать вертикальные, наклонные и козловые сваи.
Наклон свай не должен превышать значений, указанных в табл. 16.
Таблица 16
Наклон забивных свай диаметром менее |
Наклон буровых свай и свай-оболочек диаметром, м |
|||
|
1,0 - 1,2 |
1,6 |
2,0 |
3,0 |
1 : 1 |
4 : 1 |
5 : 1 |
6 : 1 |
7 :1 |
7.9. Расстояние между осями забивных висячих свай без уширений в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d — или диаметр круглого, или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного поперечного сечения ствола сваи) , а свай-стоек — не менее 1,5d.
Расстояние в свету между стволами буровых, набивных свай и свай-оболочек, а также скважинами свай-столбов должно быть не менее ; расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердых пылевато-глинистых грунтах —0,5 м; в других нескальных грунтах — .
Расстояние между наклонными или между наклонными и вертикальными сваями в уровне подошвы ростверка следует принимать исходя из конструктивных особенностей фундаментов и обеспечения их надежности заглубления в грунт, армирования и бетонирования ростверка.
7.10. Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание под их нижние концы, должно быть: в крупнообломочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести 1L?? 0,1—не менее , а в прочие нескальные грунты — не менее .