Рис. 6. Несущая способность деревянных свай d=28 см (а) и d=40 см (б) в сухих глинах с различными коэффициентами консистенции В
Рис. 7. Несущая способность деревянных свай d=28 см (а) и d=40 см (б) в глинах средней влажности и влажных с различными коэффициентами консистенции В:
1 - для глин средней влажности; 2 - для влажных глин
Рис. 8. Несущая способность деревянных свай d=28 см (а) и d=40 см (б) в сухих пестах:
1 - крупных; 2 - средней крупности; 3 - мелких
Рис. 9. Несущая способность деревянных свай d=28 см (а) и d=40 см (б) в песках влажных Ро.вл и средней влажности Ро.св:
1 - крупных; 2 - мелких; 3 - средней крупности
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое)
МЕТОДИКА УСКОРЕННОЙ ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ УШИРЕНИЯ СВАЙНО-ЭСТАКАДНЫХ ОПОР (МЕТОДИКА УО)
1. Ускоренная оценка распространяется только на промежуточные свайно-эстакадные (рис. 1, в, г, д) и береговые (рис. 1, е, ж) свайные опоры с вертикальными сваями (вып. 70).
Конструкции опор рассмотрены при наиболее распространенных основных параметрах:
а) увеличение габаритов:
с Г-7+2Х0,75до Г-8+2Х1,0;
» Г-7+2Х0,75» Г-10+2Х1,0;
» Г-7+2Х0,75» Г11,5+2Х1,5;
» Г-7-8+2Х1,0» Г-10+2Х1,5;
б) длины пролетных строений по схемам 11,36 мХ3 и 16,76 мХ3;
в) высоты опор промежуточных - от 3 до 6 м, береговых - от 2 до 5 м;
г) глубина забивки свай - от 4 до 10 м;
д) сечение существующих железобетонных свай - 30Х35 см, добиваемых - 35Х35 и 40Х40 см;
е) грунты-пески, (средние, мелкие и пылеватые); супеси, суглинки твердые, полутвердые и тугопластичные. Грунты условно разделены на прочные (на рис. 3-6 обозначены сплошной штриховкой) и слабые (на рис. 3-6 обозначены пунктирной штриховкой).
Рис. 1. Схемы мостов (а, б) и типы опор (в-ж)
2. При оценке несущей способности свай по грунту в промежуточных опорах рассмотрены случаи как однородных грунтов по длине свай, так и их сочетаний в два и три слоя (всего шесть сочетаний): а) прочный; б) слабый; в) слабый - прочный; г) прочный - слабый; д) прочный - слабый - прочный; е) слабый - прочный - слабый. При этом предполагается, что свая опирается на грунт, лежащий в ее нижней части. К прочным грунтам отнесены глинистые с коэффициентами консистенции 0<В<0,3, а также пески и супеси, кроме пылеватых; к слабым отнесены глинистые грунты с величиной В, лежащей в интервале 0,3<В??0,5, и пылеватые пески и супеси.
При оценке несущей способности свай по грунту у береговых опор верхний слой грунта принят во всех случаях прочным, поскольку учитываемую в расчете насыпь у мостов отсыпают из дренирующих грунтов; в расчетах он принят в виде однородного уплотненного длительной эксплуатацией песка средней крупности толщиной 4 м с коэффициентом пропорциональности К=500 т/м4.
Наряду с однородным прочным грунтом по длине свай рассмотрено еще два сочетания напластований, начиная сверху: прочный - слабый; прочный - слабый - прочный.
3. Усилия, приходящиеся на голову сваи, определены при следующих предпосылках:
а) временные вертикальные нагрузки НК-80 и АК при числе полос движения - 2 (по одному в каждом направлении) со смещением по отношению к барьерному ограждению (или тротуару) в соответствии со СНиП 2.05.03-84;
б) постоянная нагрузка для уширенных мостов принята в соответствии с наиболее рациональной конструкцией симметрично двустороннего уширения пролетных строений и опор. Рассмотрено уширение пролетных строений до габарита Г-10+2Х1,5 м ребристыми балками применительно к бездиафрагменным пролетным строениям по вып. инв. № 710/1 (по 11/2 с каждой стороны для габарита Г-10); уширение до габарита Г-11,5+2Х1,5 м - плитными пустотными блоками на ширину по 3,5 м с каждой стороны;
в) определение усилий, передающихся на опору от тормозной силы Нх, произведено с учетом работы моста к насыпи как единой системы по методике, разработанной ВНИИ транспортного строительства. При этом рассмотрен вариант установки старых и пристраиваемых частей пролетных строений на резиновые опорные части.
4. При расчете береговых опор с высотой насыпи до 5 м временную нагрузку, расположенную за пределами переходной плиты (длина 6 м), не учитывали. Постоянную и временную нагрузки, находящиеся на переходной плите, а также вес плиты учитывали в запас прочности как опорные реакции на шкафную стенку устоя простой балки расчетным пролетом 5 м.
Учитывая длительность эксплуатации дороги и упрочнение грунта за счет этого фактора, в качестве расчетной схемы устоя принят нижний свайный ростверк, к плите которого приложены все внешние воздействия (включая давление грунта на шкафную стенку), а уровень расчетной поверхности грунта принят совпадающим с уровнем горизонтальной плоскости нижней поверхности плиты ростверка, от которого и отсчитывают глубину заделки свай. При этом плиту ростверка не включают в работу на горизонтальные и вертикальные воздействия.
5. Несущая способность по грунту оснований в уширяемом мосту при отсутствии необходимости уширения фундаментов или добивки дополнительных свай при уширении бесфундаментных опор вычислена с учетом увеличения несущей способности грунтов за счет их уплотнения в процессе эксплуатация. При необходимости уширения свайных опор путем добивки новых свай уплотнение грунтов во времени не учитывали.
Уширение опор рассмотрено в двух вариантах - без забивки и с забивкой дополнительных свай.
Методика ускоренной оценки построена на сопоставлении усилий N, возникающих после уширения моста в наиболее нагруженных сваях, с несущей способностью свай Р.
Ускоренная оценка производится по графикам, построенным для свай опор под пролетные строения длиной 11,36 и 16,76 м для определенных условных схем грунтовых оснований, классифицированных по прочности.
6. Для возможности работы с графиками необходимо отнести реальные грунтовые условия рассматриваемой опоры к одному из наиболее близких в графиках. При этом в случае двухслойного грунтового основания при толщине одного из слоев менее 0,2 от глубины забивки свай следует его рассматривать как однослойное с параметрами, соответствующими большему слою; в случае трехслойного основания при толщине одного из слоев менее 0,1 от глубины забивки свай следует рассматривать его как двухслойное. В этом случае, а также при числе слоев грунта более трех следует объединять слои, близкие по физико-механическим характеристикам. Характеристику (слабый или прочный) объединяемых слоев следует определять по их средневзвешенным характеристикам, за исключением случаев подстилающих грунтов, для которых характеристику принимают по тому слою, в котором расположено острие сваи.
В связи с тем что ускоренная оценка является приближенной и погрешность может доходить до ±20%, то при N=0,8??1,2 Р??, следует производить уточняющий расчет.
7. Рассмотрены промежуточные опоры эстакадных мостов (с.м. рис. 1, а). На рис. 2 приведены возможные варианты уширения опор без добивки дополнительных свай (а) и с добивкой (б).
Графики, приведенные на рис. 3 и 4 соответственно для сопрягающихся пролетов по 11,36 и 16,76 м, позволяют не только установить наличие или отсутствие необходимости уширения свайных опор, но и определить глубину погружения Н забиваемых свай в случае такой необходимости.
На указанных графиках приведены линии Ni - максимальных расчетных усилий, приходящихся на голову свай (с учетом их веса) в уширенном мосту и линии Р?? и Р для различного сочетания грунтов, в которые погружена свая.
Нечетные значения индекса i при N даны для случаев, когда опору уширяют без добивки свай (рис. 2, а), а четные - при забивке дополнительных свай (рис. 2, б). Р?? - расчетная несущая способность существующих свай сечением 30Х35 см с учетом уплотнения грунта за счет длительной эксплуатации (при условии, если не добивают новые сваи); Р - расчетная несущая способность свай сечением 35Х35 и 40Х40 см без учета уплотнения грунта, (принимают для вновь забиваемых свай).
Абсцисса точки пересечения линий Ni (при i - нечетных) и Р?? показывает минимально необходимую глубину погружения в грунте старой сваи h, при которой не требуется забивка дополнительных свай. Если фактическая глубина погружения существующих свай в конкретно рассматриваемом случае окажется меньше h, то добивка дополнительных свай требуется. В этом случае по абсциссам точек пересечения линии Ni, (при i - четных) и линий Р определяют ту минимальную глубину Н, на которую необходимо забить новые сваи сечением 35Х35 см или 40Х40 см, чтобы несущая способность по грунту Р была более Ni.
Рис. 2. Схемы уширения промежуточных опор:
а - без добивки свай; б - добивка по одной свае с каждой стороны; в - добивка по две сваи с каждой стороны
Рис 3 Расчетные усилия Ni, приходящиеся па голову свай при различном их погружении под промежуточной опорой моста с длиной пролетных строений 11,36 м
Рис. 4. Расчетные усилия Ni, приходящиеся на голову сваи при различном их погружении под промежуточной опорой моста с длиной пролетных строений 16,76 м
Рис. 5. Расчетные усилия в сваях устоя моста с длиной пролетных строений 11,36 м
Рис. 6. Расчетные усилия в сваях устоя моста с длиной пролетных строений 16,76 м
8. Рассмотрены существующие береговые свайные двухрядные опоры (см. рис. 1, в).
Графики, приведенные на рис. 5-6 для свайных опор мостов с пролетами 11,36 и 16,76 м, позволяют не только установить наличие или отсутствие необходимости уширения свайных опор, но и определить необходимую глубину H погружения вновь забиваемых свай в случае такой необходимости.
Необходимость забивки дополнительных свай определяют по сопоставлению несущей способности свай с учетом упрочнения грунта за период эксплуатации Р?? и N - максимального усилия в свае при соответствующем переходе со старого габарита на новый при фактической глубине забивки существующих свай h. Если при этом значение N находится в интервале (0,9??1,1) Р??, то следует произвести уточняющий расчет. Если N>1,1 P??, то забивка дополнительных свай не требуется, а если N<0,9 P??, то необходима забивка дополнительных свай. Глубину погружения этих свай определяют по абсциссе точки пересечения линии несущей способности свай без учета упрочнения грунта Р с линией N, соответствующей переходу со старого габарита на новый. На рис. 3-6 усилия на сваю N1- N8 соответствуют уширению:
N1 - c Г-7+2Х0,75 до Г-8+2X1,0 (nсв=5);
N2 - » Г-7+2Х0,75 » Г-8+2Х1,0 (nсв=7);
N3 - » Г-7+2Х0,75 » Г-10+2Х1,5 (nсв=5);
N4 - » Г-7+2Х0,75 » Г-10+2Х1,5;
N5 - » Г-8+2Х0,75 » Г-10+2Х1,5 (nсв=5);
N6 - » Г-7+2Х0,75 » Г-11,5+2Х1,5:
N7 - » Г-8+2Х0,75 » Г-10+2Х1,5 (nсв=7).
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (обязательное)
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВИСЯЧИХ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ
1. С целью определения фактических коэффициентов, учитывающих повышение несущей способности свайных фундаментов во времени, необходимы дополнительные инженерно-геологические исследования грунтов оснований в зоне фундаментов. Исследования рекомендуется проводить проектными изыскательскими организациями одновременно с инженерными изысканиями.
Методика исследований предусматривает дополнительное зондирование грунтов оснований станками УБП-15М. На пойменных участках и у путепроводов зондирование производится непосредственно с земли; на участках открытых русел по возможности следует производить зондирование с предварительно отсыпанных островков. Метод динамического зондирования допускает также установку станка на плавучие средства.
2. У каждой пересчитываемой опоры закладывают по пять точек зондирования в обе стороны от фундамента. Точки зондирования следует располагать в плане на прямой линии, проведенной через центр свайного ростверка поперек оси моста на расстоянии 1; 2; 3; 5 и 10 м от края плиты ростверка. Глубину зондирования назначают на 2 м ниже отметки острия свай. Продолжительность полевых работ по зондированию грунтов у одной опоры не должна превышать трех суток. Зондирование грунта следует производить в направлении от ростверка к периферии.
В процессе зондирования грунтов необходимо сопоставлять показатели по всем точкам, и в случае резких отклонений показателей назначать дополнительные точки зондирования на аналогичном расстоянии от грани плиты ростверка.
В плотных грунтах допускается зондировать одну точку за несколько приемов с разбуриванием ранее пройденной части скважины. Уровни, с которых осуществляется каждый последующий этап зондирования, должны быть одинаковыми для всех точек у данной опоры. Указанный метод допустим только при горизонтальном заложении слоев грунта. Дополнительное приведение результатов зондирования, полученных по данному методу, не требуется.
По результатам динамического зондирования грунтов оснований измеряют условное динамическое сопротивление грунтов Рд на различных горизонтах. Для каждого слоя грунта принимают среднее значение Рд, полученное по результатам обработки материалов.
4. При расчетах забивных висячих свай в фундаментах эксплуатируемых мостов и путепроводов следует учитывать повышение их несущей способности во времени путем введения к формулам СНиП коэффициента Kt.
Расчет производится по формуле
Ф=m(mRKtRF+u??mfKtfili),(1)
где Kt -коэффициент повышения несущей способности сваи, определяемый по формуле (2) для каждого слоя грунта. Остальные обозначения см. п. 5.5 СНиП II-17-77.
Примечание. Для верхних слоев грунта толщиной 2 м (от уровня дневной поверхности или теоретического размыва дна) повышающий коэффициент Кt принимают равным 1.
5. Коэффициент повышения несущей способности забивных висячих свай
,(2)
где Р1д, Р2д, Р3д, Р4д, Р5д - условные динамические сопротивления рассматриваемого слоя грунта, определяемые как среднее из двух значений симметричных относительно опоры точек зондирования. Порядковый номер точек зондирования возрастает в направлении от ростверка к периферии.
Коэффициенты повышения несущей способности сваи принимают в пределах 1??Kt??1,5. Если значение коэффициента, определенное по формуле (2), выходит за указанные пределы, то к расчету следует принимать наибольшее или наименьшее из указанных значений коэффициента.
