Указания по расчету и проектированию свай из вертикальных элементов, объединенных диафрагмами (СВД) (40847)

НИИСК Госстроя СССР

Украгрострой

Указания

по расчету и проектированию свай из вертикальных элементов, объединенных диафрагмами (СВД)

КИЕВ 1989

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГОССТРОЯ СССР (НИИСК)

УКРАГРОСТРОЙ

УКАЗАНИЯ

ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙ ИЗ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБЪЕДИНЕННЫХ ДИАФРАГМАМИ (СВД)

Одобрены секцией № 2 Научно-технического совета НИИСК Госстроя СССРПротокол № 7 от 18 мая 1989 г.

КИЕВ 1989

Указания содержат общие положения и основные требования по расчету свай на вертикальную нагрузку, совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок, примеры расчетов с учетом особенностей проектирования в просадочных грунтах, номенклатуру свай и выбор их типов.

Предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, научных сотрудников и студентов вузов.

Разработаны НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.С. Метелюк и Г.Ф.Шишко) при участии треста "Киеворгагрострой" Украгростроя (инж. Б.З. Кашка), УкрНИИПграждансельстроя (канд. техн. наук Н.В. Трофимович и инж. О.Н. Метелюк) и Полтавского инженерно-строительного института (канд. техн. наук В.И. Хазин и инженеры А.В. Янин, В.М. Ребрий).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие указания распространяются на строительство в обычных грунтовых условиях и на просадочных грунтах 1 типа при полной и частичной прорезке сваями просадочной толщи.

Примечание. При частичной прорезке просадочной толщи оставляемая под нижними концами часть слоя должна находиться в пределах уплотненного при забивке свай грунтового массива.

1.2. Сваи СВД предназначены для применения в качестве фундаментов сельскохозяйственных, производственных, жилых и общественных зданий.

Примечание. Применение свай в условиях воздействия сильноагрессивных грунтовых вод не допускается. В слабо- и среднеагрессивных грунтовых водах бетон свай должен быть повышенной плотности по СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии".

1.3. Применение свай СВД в набухающих грунтах аргументируется разд. 4 СНиП 2.02.03-85 /2/.

1.4. В районах с сейсмичностью не более 8 баллов допускается применять сваи при условии подбора их длин согласно дополнительным расчетам на особое сочетание нагрузок и с учетом решения узлов крепления по СНиП II-7-81 "Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования".

1.5. В соответствии с грунтовыми условиями сваи СВД независимо от уровня подземных вод рекомендуется применять в грунтах: глинистых с плотностью в сухом состоянии ??d = 1,3 т/м3; лессовых 1 типа по просадочности; пылеватых песках; насыпных с плотностью ??d = 1,4 т/м3 при заглублении свай в коренные породы не менее чем на 0,5 м.

1.6. Несущая способность свай СВД определяется с учетом требований настоящих указаний, "Рекомендаций по применению свай типа СВД в сельском строительстве" (шифр 19-83-21/4), ТУ 10.20 УССР 3-87 "Сваи из вертикальных элементов, объединенных диафрагмами", СНиП 2.02.03-85 [2].

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ

2.1. Выбор типа свайного фундамента, а также узла опирания на сваю в каждом конкретном случае осуществляется в зависимости от типа здания, грунтовых условий и величины нагрузок (рис. 1, 2).

Рис. 1. Узлы опирания на свайные фундаменты

а - опирание колонн на одну сваю; б - опирание колонны на ростверк по двум сваям; в - опирание стойки рамы на консоль сваи

Рис. 2. Типы свай СВД

а - без консоли; б, в - с консолями

2.2. В средне- и сильнопучинистых грунтах под консолью свай устраивается подсыпка из непучинистого грунта толщиной не менее 300 мм.

2.3. В глинистых грунтах с показателем текучести JL ?? 0,65 несущую способность свай следует определять по результатам статических испытаний или на основании опыта применения данного типа свай в таких грунтах.

2.4. В грунтовых условиях 1 типа по просадочности допускается заглубление нижних концов свай не менее чем на 1 м в слой грунта с относительной просадочностью ??St ?? 0,02 при условии обеспечения их несущей способности. Суммарная величина возможных просадок и осадок основания при этом не должна превышать предельно допустимой.

2.5. Нижние концы свай в грунтовых условиях 1 типа по просадочности (при толщине слоя до 8 м) допускается заглублять в слой грунта с относительной просадочностью ??St ?? 0,02 под давлением 30 МПа для фундаментов малоэтажных зданий. При этом следует выполнить расчет свай по несущей способности и оснований по деформациям.

2.6. В случае, если по условиям эксплуатации зданий и сооружений и гидрогеологическим данным местное замачивание просадочных грунтов основания свай или подъем уровня грунтовых вод невозможны, расчетное сопротивление грунтов под нижним концом свай R и по их боковой поверхности fi следует определять как для непросадочных грунтов, а коэффициент пропорциональности k - в соответствии с действительной величиной показателя текучести грунта в природном состоянии. При этом влажность должна приниматься равной Wp или W, если W > Wр.

3. НОМЕНКЛАТУРА СВАЙ CВД

3.1. Настоящие указания распространяются на сваи СВД, изготовляемые из бетона проектного класса по прочности на сжатие В20 (табл. 1, рис. 2).

3.2. При маркировке в соответствии с ГОСТ 23009-78 сваи обозначаются марками, состоящими из букв и цифр. Например, СВД 5.75.50 - свая из вертикальных элементов, объединенных диафрагмами, длиной 5 м, размер верхнего обреза свай 75??50 см.

3.3. Выбор конструкций свай следует производить в зависимости от типа здания, грунтовых условий, величин нагрузок.

3.4. Сваи СВД должны соответствовать требованиям ТУ 10.20 УССР 3-87 и рабочим чертежам (шифр 19-83-21/3; Т-82-1/2; Т-82-1/3), разработанным трестом "Киеворгагрострой".

3.5. Допускаемые отклонения от проектных размеров свай, положения арматуры, толщины защитного слоя бетона не должны превышать следующих величин, мм, по:

Толщине защитного слоя бетона........................................................…......?? 5

Длине .........................................................................................................…..??40

Размерам поперечного сечения (призматической и тавровой части сваи) ?? 5

Смещению диафрагм от проектного положения ...............................…...??15

Непрямолинейности боковых граней свай ..........................................….8

Неперпендикулярности торцовой плоскости сваи и ее продольной оси

от размера поперечного сечения .............................................................…0,01

Расстоянию от центра подъема петель до конца сваи .......................…....??50

Смещению продольной арматуры от проектного положения

в поперечном направлении ......................................................................…?? 5

Смещению сеток в голове сваи от проектного положения ................…..??10

Шагу хомутов ............................................................................................…??10

Номинальной толщине защитного слоя бетона до поверхности

рабочей арматуры .....................................................................................….30

Таблица 1

3.6. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F150, водонепроницаемости не ниже W. Отпускная прочность бетона не ниже 80 % проектной по прочности на сжатие.

3.7. Материалы, применяемые для приготовления бетона, должны соответствовать требованиям:

Цемент..................................................................................ГОСТ 10178-76

Фракционный щебень из естественного камня .................ГОСТ 8267-82,

ГОСТ 10268-80,

ГОСТ 8286-82,

ГОСТ 10260-82

Песок ....................................................................................ГОСТ 8736-77

Вода ...................................................................................... ГОСТ 23732-79

3.8. На поверхности свай не допускается наличие раковин диаметром и глубиной более 5 мм, наплывов бетона высотой более 5 мм, впадин глубиной более 100 мм и общей длиной более 50 мм на 1 м длины сваи, усадочных и других поверхностных технологических трещин более 0,1 мм, отколов бетона и раковин, наплывов и впадин в торце изделия. Категория поверхности А7.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Методика проведения полевых испытаний должна соответствовать ГОСТ 5886-78* "Сваи. Методы полевых испытаний".

4.2. Статические испытания свай СВД выполняются в наиболее неблагоприятных грунтовых условиях: в пылеватоглинистых грунтах при показателе текучести JL > 0,6; в лессовых грунтах любой консистенции при неполной (частичной) прорезке просадочных слоев грунта. В остальных случаях несущую способность свай СВД допускается определять расчетом по данным инженерно-технических изысканий, подтвержденных результатами статических испытаний при резком изменении инженерно-геологических условий в пределах одной строительной площадки.

4.3. Испытания в просадочных грунтах, проводимые с замачиванием, следует выполнять на площадке за пределами пятна здания в аналогичных грунтовых условиях.

4.4. При испытании свай на действие наклонных нагрузок скважины для замачивания со стороны, обратной консоли, должны находиться на расстоянии 1,5-2 м.

4.5. При частичной прорезке просадочных грунтов статические испытания свай ведутся с замачиванием просадочных слоев.

4.6. Несущая способность сваи по результатам испытаний статической нагрузкой определяется по формуле

, (1)

где ??с - коэффициент условий работы сваи в грунте (для свай, испытанных вертикальной вдавливающей нагрузкой в просадочных грунтах, при возможном местном случайном замачивании оснований принимается равным 1,2; при возможном замачивании оснований в результате поднятия грунтовых вод до уровня менее 1 м ниже концов свай, а также в зданиях с мокрым технологическим процессом и для свай, испытанных наклонными нагрузками, - соответственно 1); Fu,n - нормативное значение предельного сопротивления свай, определяемое по графикам зависимости осадки сваи от нагрузки; ??g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1 или определяемый на основе статистической обработки частных значений по результатам испытаний шести и более свай статической нагрузкой в одинаковых грунтовых условиях.

4.7. За частное значение предельного сопротивления Fu,n свай действию вдавливающей нагрузки принимается такая, при которой приращение осадки за одну ступень загружения в 5 и более раз превышает приращение осадки, полученное за предыдущую ступень загружения (общая осадка сваи превышает 4 см).

4.8. В тех случаях, когда не удается достичь критической нагрузки для испытываемой сваи, за частное значение ее предельного сопротивления следует принимать нагрузку, соответствующую расчетной величине осадки сваи, определяемой по формуле

S = ?? Su, mt + 1,(2)

где Su. mt - предельно-допустимая величина средней осадки фундамента проектируемого здания, принятая в проекте или соответствующая для данных зданий и сооружений по СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений", см; ?? - коэффициент перехода от предельно-допустимой величины средней осадки сваи, полученной при статических испытаниях (при проведении испытаний по предлагаемой методике принимается равным 0,2).

4.9. Несущая способность обеспечивается за счет зон уплотнения грунта в нижней части и под пятой сваи (рис. 3).

Рис. 3. Виды зон уплотнения грунта вокруг забитой сваи

а - для сваи без шпонки; б - то же, со шпонкой

5. РАСЧЕТ СВАЙ СВД ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

Расчет свай на действие вертикальной нагрузки