- заделку в ростверк выпусков продольной арматуры на длину не менее длины их анкеровки ±150 мм в соответствии с требованиями настоящих рекомендаций; при этом голова сваи заделывается в ростверк на глубину 50... 150 ± 30 мм.
14.2.12. При конструировании армирования плиты ростверка следует учитывать принятое сопряжение сваи с ростверком.
14.2.13. Для предотвращения разрушения головы сваи за счет местного смятия бетона, при любом сопряжении сваи с плитой монолитного ростверка рекомендуется в голове сваи устанавливать тонкостенную трубу (t = 2-3 мм) длиной 0,5-1,5 м, соответствующую диаметру скважины dc, в которой формируется свая.
При изготовлении свай с промежуточной отметки котлована* допускается в оголовках свай трубу не устанавливать, а сопротивление сопряжения сваи с плитой местному смятию проверять расчетом.
* Для снижения подъема дна котлована и разуплотнения грунтов, залегающих ниже отметки дна котлована, сваи могут изготавливаться с отметки дна промежуточного котлована.
14.2.14. В пояснительной записке к проекту свайного фундамента следует указывать способы очистки забоя скважины от шлама и грунта, разрыхленного буровым инструментом. Грунт, разрушенный буровым долотом, должен быть удалён промывкой бетонной смесью или уплотнен электровзрывами до состояния грунта, характеристики которого учтены в расчётах несущей способности сваи под ее нижним концом.
14.3. Расчет сваи-РИТ по материалу ствола
14.3.1. При расчете свай-РИТ по прочности материала в соответствии с СП 50-102-2003 (п. 7.1.8) и СНиП 2.02.03-85 (п. 3.7) сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы плиты (низкого ростверка) на расстоянии I1
(14.2)
где ???? - коэффициент деформации, 1/м, определяемый по СП 50-102-2003 (приложение Д) по формуле
(14.3)
где К - коэффициент пропорциональности, кН/м4, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего верхнюю часть сваи, от подошвы плиты до глубины Iк = 3,5dc + 1,5 м; для применяемых в Москве свай-РИТ Iк не превышает 3 м;
bp - условная ширина сваи, м, принимаемая для свай-РИТ, равной bp = l,5dc + 0,5 м;
dc - диаметр сваи, м, в верхнем сечении, принимаемый по диаметру скважины;
Еb - начальный модуль упругости тяжелого бетона сваи при сжатии, кПа, принимается по СП 52-101-2003 (табл. 5.4) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие: для мелкозернистого бетона класса В30 группы А - Еb = 26000 МПа (265000 кг/см2), группы Б - Еb = 23000 МПа (235000 кг/см2);
Es - модуль упругости арматуры, принимается по СП 52-101-2003 (п. 5.2.10) Es = 2,0-105 МПа;
I - момент инерции, м4, в наименьшем поперечном сечении сваи-РИТ в оголовке (по диаметру dc скважины ). Допускается принимать коэффициент деформации ????, длину свай-РИТ I1 и расчётную длину свай I0 по табл. 1, в зависимости от характеристик грунтов.
14.3.2. При расчете свай-РИТ по прочности материала на действие продольной сжимающей силы допускается расчетную длину I0 принимать как для железобетонных элементов постоянного поперечного сечения на длине I1, т. е. от подошвы плиты до сечения, в котором свая-РИТ считается жестко защемленной в грунте по СП 52-101-2003 (п. 6.2.18), равной:
- для свай-РИТ, жёстко защемлённых в ростверке и в грунте на глубине I1
I0=0,5·I1, (14.4)
где I0 - расчётная длина сваи-РИТ, как внецентренно сжатого элемента;
- для свай-РИТ с шарнирным несмещаемым опиранием ростверка (плиты) и жёстким защемлением в грунте на глубине I1
I0=0,71·I1 (14.5)
14.3.3 При расчёте свай-РИТ следует принимать случайный эксцентриситет еа по СП 52-101-2003 (п. 4.2.6), но не менее - 10 мм.
Учитывая допускаемое СНиП 3.02.01-87 (п. 11.6, табл. 18, поз. 10г) и ГОСТ Р 12.3.048-2002 максимальное отклонение продольной оси скважины от вертикали ± 1%, т. е. 1 см по длине 1 м, максимальная величина еа принимается 30 мм.
Рекомендуется принимать случайный начальный эксцентриситет еп не менее 30 мм.
Таблица 1
Расчётная длина сваи-РИТ ?? 300 из бетона В30 от подошвы плиты до сечения, в котором она считается жестко защемленной в зависимости от характеристик грунта
|
Грунты, окружающие сваю-РИТ до глубины Iк = 3,5dc + 1,5 м и их характеристика |
Коэффициент пропорциональности К для свай-РИТ, кН/м4 |
Коэффициент деформации ???? для свай-РИТ из бетона В30, 1/м |
Глубина (длина сваи-РИТ) I1 на которой она жёстко защемлена в грунте, м |
Расчётная длина I0 сваи-РИТ, жёстко защемленной в плите и в грунте, м |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Глины и суглинки текучепластичные IL=1 |
500 |
0,516 0,540* 0,553** |
3,88 3,70" 3,62** |
1,94 1,85* 1,81** |
|
Глины и суглинки IL = 0,75 Супеси IL = 1 Пески пылеватые е = 0,8 |
2000 |
0,681 0,713* 0,730** |
2,94 2,80* 2,74** |
1,47 1,40* 1,37** |
|
Глины и суглинки IL= 0,5 Супеси IL = 0 Пески: Пылеватые е =0,6 мелкие е = 0,75 средней крупности е = 0,7 |
4000 |
0,783 0,818* 0,839** |
2,55 2,44* 2,38** |
1,28 1,22* 1,19** |
|
Глины и суглинки IL = 0 Супеси IL < 0 Пески: Мелкие е = 0,6 средней крупности е =0,55 крупные е = 0,7 |
6000 |
0,849 0,887* 0,910** |
2,36 2,25* 2,20** |
1,18 1,12* 1,10** |
|
Глины и суглинки IL < 0 Пески: Крупные е = 0,55 Гравелистые е = 0,7 |
10000 |
0,940 0,983* 1,008** |
2,13 2,03* 1,98** |
1,06 1,01* 0,99** |
|
Пески гравелистые е =0,55 Гравий и галька с песчаным заполнителем |
20000 |
1,08 1,129* 1,157** |
1,85 1,77* 1,73** |
0,93 0,88* 0,86** |
Примечания:
1. Для грунтов с промежуточными значениями показателей текучести IL и пористости е значения коэффициента К определяются интерполяцией.
2. Для плотных песков коэффициент К должен приниматься на 30% больше, а глубина защемления и расчётная длина сваи должна приниматься на 5% меньше, чем наибольшие значения, указанные в таблице для песков средней плотности.
3. При наличии в пределах глубины Iк = 3,5dc + 1,5 м нескольких слоев грунта, рекомендуется пользоваться одним приведённым значением коэффициента пропорциональности, вычисленным по формуле
где I1 - толщина верхнего слоя (первого) грунта, м;
K1 и К2- коэффициенты пропорциональности, принимаемые по настоящей таблице для грунтов 1 и 2 слоев.
4. Допускается не учитывать влияние модуля деформации тяжелых бетонов класса по прочности на сжатие В25...В35 на изменение величины расчётной длины сваи-РИТ.
* значения для мелкозернистого бетона класса по прочности В30 группы А,
** значения для мелкозернистого бетона класса по прочности В30 группы Б.
5. Таблица составлена для свай-РИТ ?? 300 мм. При использовании свай-РИТ других диаметров следует табличное значение I0 умножить на соответствующий переводной коэффициент, приведенный ниже, при этом, погрешность определения расчетной длины I0 не превысит 5%:
для свай-РИТ ?? 200мм = 0,75; ?? 250мм = 0,88; ?? 300мм = 1,00; ?? 350мм = 1,11; ?? 400мм = 1,22; ?? 450мм = 1,33.
Для промежуточных диаметров коэффициент определяется интерполяцией.
14.3.4. Для высотных зданий прочность сваи-РИТ круглого сечения, изготовленной из бетона класса на сжатие В30, и армированной шестью равномерно распределёнными по окружности продольными стержнями, определяется из условия:
(14.6)
где N - сжимающая (вдавливающая) сила, действующая вдоль продольной оси сваи-РИТ с эксцентриситетом е от центра тяжести сечения наименее сжатой арматуры;
е = ео??, (14.7)
?? - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба) сваи в грунте на ее несущую способность, который определяется по СП 52-101-2003 (п. 6.2.16) по формуле
(14.8)
где Ncr - условная критическая сила, определяемая по формуле
(14.9)
D - жёсткость железобетонной сваи-РИТ.
В предельной по прочности стадии допускается определять D по формуле
(14.10)
Еb - начальный модуль упругости тяжелого бетона, принимается согласно указаний п. 14.3.1;
Es - модуль упругости арматуры;
I и Is - моменты инерции соответственно бетонного сечения и сечения всей продольной арматуры относительно центра тяжести поперечного сечения сваи;
??1 - коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии.
Для мелкозернистого бетона, применяемого для свай-РИТ, рекомендуется принимать ??1 = 2;
??е - коэффициент, принимаемый равным ??е = eo/dc, для свай-РИТ ??е ?? 0,15.
Таким образом, для расчета свай-РИТ можно пользоваться формулой, приведенной к виду
D = 0,167EbI + 0,7EsIs (14.11)
r - радиус поперечного сечения сваи-РИТ принимается по радиусу буровой скважины, м;
??cir - относительная площадь сжатой зоны бетона определяется:
при выполнении условия
N ?? 0,77RbA + 0,645RsAs,tot (14.12)
из решения уравнения
(14.13)
при невыполнении условия (14.12) из решения уравнения
(14.14)
Rb - расчетное сопротивление бетона для предельных состояний первой группы принимается в зависимости от класса бетона на сжатие.
В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона Rb следует умножать на коэффициенты условий работы бетона в конструкции ??bi, условий производства бетонных ??bi и свайных работ ??'sr, с учетом требований СП 52-101-2003 (п. 5.1.10) и СП 50-102-2003 (п. 7.1.9):
??b1 = 0,9 - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки;
??b3 = 0,9 - коэффициент, учитывающий бетонирование сваи в вертикальном положении;
??'sr - коэффициент, учитывающий влияние способа свайных работ:
??'sr =1,0 - устройство свай в глинистых грунтах при бурении скважин и бетонировании их насухо без крепления и уровне грунтовых вод ниже пяты сваи;
??'sr = 0,9 - в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производится насухо с применением обсадных труб;
??'sr = 0,8 - в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляется при наличии воды с применением обсадных труб или полых шнеков, извлекаемых по мере подачи бетонной смеси через шнек;
??'sr =0,7 - в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняется под буровым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб).
Rs - расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры для предельных состояний первой группы, принимается по СП 52-101-2003 (табл. 5.8);
А - площадь сжатой зоны бетона, м2; с учетом больших вдавливающих нагрузок для свай под высотными зданиями площадь поперечного сечения сваи принимается по диаметру скважины dc;
?? - коэффициент, учитывающий работу менее сжатой (растянутой) зоны и принимаемый, при выполнения условия (14.12)
?? = 1,6(1 - 1,55??cir) ??cir ??1, (14.15)
при не выполнении условия (14.12) - ?? = 0;
As,tot - площадь сечения всей продольной арматуры, м2;
rs - радиус окружности, проходящей через центр тяжести стержней продольной арматуры, м.
При гибкости свай, жестко защемленных в ростверке
(14.16)
что характерно для грунтов с коэффициентом пропорциональности К ?? 6000 кН/м4, допускается принимать ?? = 1,0.
Если действующий момент Ne с учетом влияния прогиба сваи Neo?? окажется
(14.17)
то свая на длине от подошвы плиты до поперечного сечения, расположенного на глубине I1, должна быть дополнительно армирована.
Для этой цели допускается использовать жесткую арматуру, например трубы, диаметр которых позволяет размещать их внутри арматурного каркаса. Тогда
(14.18)
где Kt - коэффициент, учитывающий работу трубы, заполненной бетоном, на действие продольной сжимающей силы N с эксцентриситетом и прогибом.
Труба, используемая в качестве жесткой арматуры, не должна заходить в тело ростверка больше, чем на 50...150 ± 30 мм, и не учитывается в расчётах анкеровки.
14.3.5. Расчет сваи-РИТ по материалу ствола следует выполнять как центрально сжатого железобетонного элемента, начиная с глубины I1 + Iап, где Iап - длина арматурного каркаса, обеспечивающая его анкеровку, которая определяется расчетом согласно разделу 14.8.
14.4. Расчёт на местное сжатие (смятие)
14.4.1. Оголовок сваи-РИТ следует проверить расчётом на местное сжатие (смятие) в соответствии с требованиями СП 52-101-2003 (п.п. 6.2.43-6.2.45).
14.4.2. Рекомендуется оголовок сваи-РИТ обсаживать стальной тонкостенной трубой диаметром, соответствующим диаметру скважины. Длина трубы определяется из конструктивных условий: заглубление в тело плиты на 50...150 ± 30 мм и вдоль сваи на величину, не меньшую её диаметра dc, а также из условий технологии производства работ. Толщину стенки труб следует назначить не менее 2...3 мм.
Устанавливаемая труба должна выполнять функцию кондуктора, поэтому её длину рекомендуется назначать не менее глубины залегания неустойчивых грунтов в зоне устья скважины и принимать 0,5...1,5 м.
14.4.3 Допускается не выполнять расчёт на местное смятие бетона сваи при соблюдении следующих условий:
- продольная арматура сваи-РИТ заанкеривается в плиту ростверка на длину расчётной анкеровки;
- продольное армирование сваи в зоне стыка с плитой обеспечивает восприятие арматурой всей действующей на сваю вертикальной нагрузки;
- спиральное (косвенное) армирование сваи доведено до низа плиты, в соответствии с требованиями настоящих Рекомендаций к поперечному армированию сваи-РИТ.
14.4.4. Следует проводить поверочный расчёт плиты ростверка на продавливание, местное смятие, а также по деформациям в пролётах между
колоннами и несущими стенами, опирающимися на плиту, на действие реакции свай-РИТ, расположенных в этих пролётах с учётом действия гидростатического давления воды, отпора грунта и без действия этих сил.
Кроме того, плиту (ростверк) следует проверить на откол - от местного действия крайнего ряда свай с учётом прогиба плиты.
