ВБН В.2.1-1-97 сторінка 6 з 8
А.2 Конструктивні схеми підсилення існуючих фундаментів буроін'єкційними палями (див. рисунки А.1 - А.4) за призначенням поділяються на три групи, які забезпечують:
а) жорсткий зв'язок з тілом фундаменту (схеми 1-10, 16-21);
б) захист основ та фундаментів від випирання грунту (схеми 11-13);
в) армування лесової основи (схеми 14, 15).
А.3 Конструктивні особливості та область застосування наводяться додатково для кожної з визначених схем підсилення:
Схема 1 - вертикальні палі, які влаштовуються крізь тіло існуючого стовпчастого або стрічкового фундаменту при глибині закладання до 1,5 м і розширеннях на рівні підошви відносно стіни (стовпа, колони) більше 500 мм.
Схема 2 - похилі палі, які влаштовуються крізь тіло існуючого стовпчастого або стрічкового фундаменту, в тому числі при розширеннях на рівні підошви менше 500 мм..
Схема 3 - вертикальні, похилі палі або їх сполучення, які влаштовуються за межами існуючого фундаменту і з'єднуються притискуючими ростверками в рівні підошви існуючого фундаменту.
Схема 4 - вертикальні палі з'єднані ростверком, який влаштовується нижче підошви існуючого фундаменту. Глибина закладання існуючого фундаменту не повинна перевищувати 1,5 м, а вільний простір від стіни або підколонника стовбчастого фундаменту повинен бути не менше 1,5 м.
Схема 5 - те саме, що і схема 4 при підсиленні вертикальними і похилими палями.
Схема 6 - вертикальні парні палі, які влаштовуються за межами існуючого фундаменту (при глибині закладання його більше 1,5 м), і з'єднуються з фундаментом вище його підошви балковим ростверком.
Схема 7 - вертикальні та (або) похилі палі, в тому числі ті, які проходять крізь тіло фундаменту, з'єднані з фундаментом вище його підошви балковим ростверком.
Схеми 8, 9, 10 - вертикальні і похилі палі, які використовуються для підсилення споруд типу підпірних стін.
Схеми 11, 12, 13 - вертикальні і похилі палі, що влаштовуються, як відокремлені, в тому числі і з'єднані окремим ростверком, які забезпечують стійкість грунту основи існуючих фундаментів. Схема 11 застосовується при глибині котловану або траншеї до 1,5 м, схема 12 - більше 1,5 м. Схема 13 застосовується для забезпечення стійкості грунту основи по обидва боки існуючого фундаменту.
Схеми 14, 15 - похилі відокремлені палі, які умовно перетинаються в масиві грунту і використовуються як елементи, що армують грунт (схема 14 - без влаштування з'єднуючого ростверка, схема 15 - з влаштуванням з'єднуючого ростверка).
Схеми 16-21 - вертикальні буроін'єкційні палі, які влаштовуються над (схема 16), в рівні (схеми 17, 20, 21) або під (схеми 18, 19) підошвою існуючих пальових фундаментів.
A.4 На всіх схемах позначені цифрами номери позицій:
1 - буроін'єкційні палі підсилення;
2 - існуючий фундамент;
3 - новий ростверк;
4 - існуючі палі;
5 - існуюча підпірна стіна.
А. 5 Допускається комбінування вказаних або створення нових конструктивних схем підсилення буроін'єкційними палями, якщо їх доцільність підтверджується розрахунками та (або) технологічними особливостями їх влаштування.
А.6 Величину кута нахилу палі до вертикалі при використанні похилих паль, які проходять крізь тіло фундаменту, слід призначати в діапазоні від 5° до 15°. Для похилих паль, які не проходять крізь тіло фундаменту (схеми 14, 15), кут нахилу слід призначати в діапазоні від 20° до 30°.
Схема 1 Схема 2 Схема 3
Схема 4 Схема 5
Рисунок А. 1 - Конструктивні схеми підсилення 1 - 5.
Схема 6 Схема 7 Схема8 Схема 9 Схема 10
РисунокА.2 - Конструктивні схеми підсилення 6- 10.
Схема 11 Схема 12 Схема 13
Схема 14 Схема 15 Схема 16
Рисунок A.3 - Конструктивні схеми підсилення 11 - 16
Схема 17 Схема 18 Схема 19
Схема 20 Схема 21
Рисунок А.4. - Конструктивні схеми підсилення 17 - 21
Додаток Б (рекомендований) РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЕННЯ ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ БУРОІН'ЄКЦІЙНИХ ПАЛЬ Б.1 Розрахунку підсилення конструкцій передує: обстеження будівлі або споруди, оцінка міцності і статичний розрахунок несучих надземних конструкцій будівлі або споруди при нерівномірних осіданнях фундаментів, розрахунок осідань і визначення фактичних осідань.
Всі розглянуті раніше конструктивні схеми підсилення основ та фундаментів із застосуванням буроін'єкційних паль визначають два принципово відмінні варіанти розрахунку:
варіант 1 - передача навантаження від конструкції будівлі безпосередньо на буроін'єкційні палі або пальовий ростверк, жорстко або гнучко з'єднаний з існуючим фундаментом (конструктивні схеми 1-10, 16-21);
варіант 2 - передача навантаження від конструкцій будівлі крізь грунт основи на похилі палі, які проходять поза тілом фундаменту (конструктивні схеми 11-15).
Б.2 Розрахунок підсилення основ та фундаментів за варіантом 1
При передачі навантажень від конструкцій будівлі безпосередньо на палі підсилення або ростверк з палями, конструкції підсилення розраховуються (з приведенням навантаження до центру ваги паль і визначенням зусиль в голові палі) на спільну дію вертикальної та горизонтальної сил і моменту у відповідності з додатком 1 до СНиП 2.02.03 - для вертикальних паль та із застосуванням обчислювального комплексу "МИРАЖ" при використанні похилих паль.
Рисунок Б.1 - Несиметрична Рисунок Б.2 - Симетрична плоска плоска розрахункова схема плоска розрахункова схема
Б. З Розрахунок підсилення основ і фундаментів за варіантом 2
При передачі навантаження безпосередньо на палю крізь грунт у основі фундаменту в якості зовнішнього навантаження, діючого на палю розглядається надлишковий тиск по глибині основи під підошвою фундаменту, для чого використовується епюра (рисунок Б.З).
Вертикальні напруги розкладаються на дві складові:
нормальну до вісі палі і
паралельну до вісі палі ,
де - кут нахилу вісі палі до вертикалі.
Допускається використання головних напруг.
Рисунок Б.З - Розрахункова схема підсилення за варіантом 2
Навантаження, від якого будується епюра , визначається в кожному конкретному випадку
від ;
N = ;
N = N надбудови - навантаження від надбудованої частини будівлі.
де: - навантаження на фундамент, кН;
N - навантаження на конструкції підсилення, кН;
- площа підошви існуючого фундаменту, м2;
- початковий тиск просідання, кПа;
R - розрахунковий опір грунту під підошвою фундаменту, кПа.
Таким же чином визначається навантаження на конструкції підсилення при розрахунку за варіантом 1.
Паля розраховується на сумісну дію поперечного і поздовжнього q2 навантажень.
Рисунок Б.4 Рисунок Б.5 При розрахунку палі на дію поперечного навантаження q1 паля розглядається як стрижень, шарнірно зв'язаний із ростверком (див. рисунок Б.4). Реактивна дія грунту замінюється опорами з кроком 0,1 м, які характеризуються коефіцієнтами постелі Cz, що визначаються за формулою
,
де : К - коефіцієнт пропорційності, кН/м4, який приймається в залежності від виду грунту, що оточує палю ;
z - глибина розташування перерізу палі в грунті, м ;
- коефіцієнт умов роботи, який приймається рівним 3 для однофазового розрахунку.
Розрахунок статично невизначеної системи ведеться із застосуванням ЕОМ за програмою ОК "МИРАЖ", розробленою НДІАСБ (м. Київ), яка реалізує метод кінцевих елементів у переміщеннях.
В результаті розрахунку, що виконується на ЕОМ, визначаються згинальні моменти , поперечні сили , розрахункові тиски , що діють на грунт від бокової поверхні палі. Будуються епюри , , .
Розрахунок повинен включати:
а) перевірку стійкості грунту, який оточує палю :
б) перевірку перерізів паль за граничними станами першої і другої груп (за міцністю, за виникненням і розкриттям тріщин) з урахуванням поздовжньої сили відповідно СНиП 2.03.01.
Перевірка стійкості грунту, що оточує палю (СНиП 2.02.03, додаток 1), виконується за умови обмеження розрахункового тиску
, (35) (СНиП 2.02.03, додаток 1)
Розрахунок за міцністю матеріалу палі виконується також, як і у варіанті 1, за "Пособием по проектированию бетонных и железобетонных конструкций" (до СНиП 2.03.01). Поздовжня сила N, яка враховується в розрахунку за міцністю матеріалу палі, являє собою площу епюри , помножену на половину периметру палі (див. рисунок Б.5). Розрахунок включає в себе перевірку міцності матеріалу палі за згинальним моментом (розрахунок перерізів, нормальних до поздовжньої вісі палі), розрахунок перерізів за поперечною силою (розрахунок лерерізів, нахилених до поздовжньої вісі палі).
Розрахунок на дію поздовжнього навантаження N (див. вище) являє собою перевірку несучої здатності палі по грунту, як і у варіанті 1.
Крок паль призначається таким чином, щоб були виконані всі умови.
Б.4 Розрахунок основи, підсиленої буроін'єкційними палями, на глибинний зсув за методом круглоциліндричних поверхонь.
Метод розрахунку по круглоциліндричним поверхням є приблизним, тому що передбачається, що лесова основа є однорідною.
В розрахунку по круглоциліндричним поверхням необхідна скласти розрахункову схему з розбивкою основи на окремі блоки (кількістю 6-10) таким чином, щоб фундамент із палями підсилення знаходився в межах одного блоку (див. рисунок Б.6).
Визначення центру обертання та величини радіусу поверхні сковзання встановлюється послідовним наближенням таким чином, щоб одержаний коефіцієнт стійкості був мінімальним.
В розрахунку необхідно враховувати тільки те навантаження по поверхні, яке викликає зсув грунту.
При розрахунку стійкості характеристики міцності лесового грунту С та приймаються за результатами випробування на прямий зріз нормально ущільнених зразків у водонасиченому стані. При цьому необхідно враховувати можливість зниження іх величини при динамічних навантаженнях.
Якщо в межах існуючого схилу поверхня сковзання проходить по поверхні, відмінної від круглоциліндричної, допускається використовувати інші розрахункові схеми та методи розрахунку стійкості.
Методика розрахунку на глибинний зсув викладена у 5.11.
Рисунок Б.6 - Розрахункова схема до розрахуку на глибинний зсув
Додаток В (рекомендований) ПОБІЧНА ОЦІНКА ПРОСІДАННЯ ГРУНТУ ЗА ЙОГО ФІЗИЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Додатково до критеріїв просідання за та , наведених у пункті 2.40 "Пособия к СНиП 2.02.01, для попередньої оцінки і контролю одержаних у лабораторії чи у полі даних про просідання лесових грунтів можна використати графіки якісного взаємозв'язку відносного просідання від типу грунту (числа пластичності , коефіцієнту пористості е, ступеня вологості ), що наведені на рисунку В.1 (а, б, в). Крім цього необхідно враховувати діючий тиск на грунт, який дорівнює тотальній напрузі.
Рисунок В.1 -Якісні графіки залежностей відносного просідання
від фізичних властивостей лесових грунтів а) ,
б) , в) і діючого тиску г)
За величино ю , е і Sr , а також р визначають якісне значення (максимальне, високе, середнє, низьке, < 0,01) і приймають найнижче з них для загальної оцінки очікуваного рівня просідання.
Наприклад, лесовий суглинок характеризується показниками: = 0,08; е = 0,96; Sr = 0,65; р = 0,20 МПа. За графіками рисунку В.1 відповідно маємо оцінку відносного просідання : високе, високе, низьке, середнє. Загальна оцінка - грунт прогнозується з низьким просіданням.
Додаток Г
(довідковий)
КАРТОСХЕМИ ТИПІВ ЛЕСОВИХ ГРУНТІВ УКРАЇНИ
Додаток Д (довідковий) ВИЗНАЧЕННЯ ТИПУ ГРУНТОВИХ УМОВ З УРАХУВАННЯМ ПОТУЖНОСТІ ЛЕСОВИХ ГРУНТІВ На основі проведених замочувань дослідних котлованів на лесових територіях України та досвіду будівництва і експлуатації будівель та споруд на цих грунтах можливо при попередній оцінці майданчиків за просіданням при замочуванні керуватись такими положеннями:
Д.1 Якщо потужність лесових грунтів становить менше 10 м - майданчик відноситься до І типу за просіданням.
Д.2 Якщо рівень грунтових вод на майданчиках, де лесова товща перевищує 10 м, знаходиться на глибині не менше, ніж 5 м від поверхні, то майданчик відноситься до І типу за просіданням.
Однак, в цих випадках при зміні напруженого стану в основі, зміні рівня грунтових вод можливе виявлення деформацій після просідання в результаті ущільнення грунту під дією власної ваги.
Д.З Потужність лесової товщі більше 10 м не є прямою вказівкою на наявність II типу грунтових умов.
Д.4 На майданчиках, де додатково виконане планування підсипкою, є можливим перехід від І типу до ІІ типу грунтових умов, що може бути підтверджено додатковим розрахунком.
Д.5 Наявність майданчика І типу грунтових умов не може бути підставою для ігнорування можливого прояву просідання від додаткового тиску.
Додаток Е (довідковий) ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ ВЛАШТУВАННЯ БУРОІН'ЄКЦІЙНИХ ПАЛЬ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЛАДНАННЯ І-буріння свердловини; ІІ - встановлення армокаркасу, ІІІ - бетонування палі; 1 - буровий став; 2 - армокаркас; 3 - ін'єкційний шланг; 4 - готова паля; 5 - бункер для вибраного грунту; 6 - бункер для бетону; 7 - вентиляційна трубка
Рисунок Е.1 Технологічна схема влаштування буроін'єкційних паль у маловологих глинистих грунтах
а) при діаметрі палі 12-18 см; б) при діаметрі більше 18 см.
І- буріння свердловини; ІІ і VI - встановлення армокаркасу; ІІІ і V - бетонування палі;
ІV - опресовування свердловини та витягування обсадних труб; 1 - обсадні труби;
2 - армокаркас; З - ін'єкційна труба; 4 - оголовок зі штуцером; 5 - шланг розчинонасосу; 6 - готова паля
Рисунок Е.2 - Технологічна схема влаштування буроін'екційних паль за допомогою обсадних труб, що витягуються (I - IV в водонасичених грунтах,V, VI - в сухих)
I - буріння свердловин шарошечним долотом; II - встановлення армокаркасу;
III - встановлення ін'єкційної труби та заповнення свердловини розчином; IV - встановлення тампону и опресування свердловини з вибою; V - опресування свердловини з гирла; 1 - буровий став; 2 - армокаркас; 3 - ін'єкційна труба; 4 - підсилюваний фундамент; 5 - гирловий лоток; 6 - тампон із сальником;
Побачили розбіжність з офіційним текстом?
Дивіться також
ДБН Д.2.3-8-99
Сборник 8 электротехнические установки
ДБН Д.2.2-29-99