Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

 

Строительство

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ


Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

13. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ СЕЛЬСКИХ ЗДАНИЙ

 

 

13.1. Особенности проектирования свайных фундаментов распространяются на следующие виды малоэтажных сельских зданий: дома усадебного типа, животноводческие и птицеводческие, склады сельскохозяйственных продуктов и сельскохозяйственной техники, навесы различного назначения и т.п. с расчетной нагрузкой в уровне цоколя стены зданий до 150 кН/м (15 тс/м), а на колонну — до 400 кН (40 тс).

13.2. При проектировании свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий следует применять преимущественно сваи-колонны, короткие пирамидальные сваи с предварительно напряженной арматурой без поперечного армирования, буровые сваи длиной до 3 м с уплотненным трамбованием забоем и набивные сваи, устраиваемые в пробивных скважинах, предусмотренных п. 2.4,б.

В фундаментах сельских зданий распорной конструкции следует применять сваи таврового и двутаврового сечений с консолями.

Примечания: 1. Применение свай-колонн для малоэтажных сельских зданий, возводимых в сейсмических районах, допускается при глубине погружения свай-колонн в грунт не менее 2 м.

2. Уплотнение забоя скважин при устройстве буровых свай длиной до 3 м должно осуществляться путем втрамбовывания в грунт слоя щебня толщиной не менее 10 см.

3. В проектах свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий на просадочных грунтах с просадкой от их собственного веса до 15 см допускается не предусматривать полной прорезки сваями просадочной толщи, если надземные конструкции зданий проектируются с применением конструктивных мероприятий, обеспечивающих возможность их нормальной эксплуатации при определенных расчетом неравномерных осадках и просадках фундаментов.

13.3. При расчете несущей способности свай по формуле (8) расчетные сопротивления грунта R, кПа (тс/м2), под нижним концом забивных свай при глубине погружения от 2 до 3м следует принимать по табл. 20, а на боковой поверхности fi, кПа (тс/м2), — по табл. 21.

 

<

 

13.4. Расчетные сопротивления грунта R, кПа (тс/м2), под нижним концом набивных и буровых свай с уплотненным забоем при глубине погружения свай от 2 до 3м следует принимать по табл. 22; при этом для плотных песчаных грунтов табличные значения следует увеличить в 1,3 раза. Расчетные сопротивления fi, кПа (тс/м2), на боковой поверхности набивных и буровых свай допускается принимать по табл. 21 с дополнительным коэффициентом условий работы, равным 0,9.

Таблица 20

Глуби­на пог­ру­же­ния сваи, м

Ко­эффи­циент по­рис­тос­ти, е

 

 

 

Расчетные сопротивления грунтов под нижним концом забивных свай R, кПа (тс/м2)

 

 

песчаных

пылевато-глинистых при показателе текучести IL, равном

 

 

круп­ных

сред­ней круп­ности

мелких

пыле­ватых

 

0,0

 

0,2

 

0,4

 

0,6

 

0,8

 

1,0

2

£ 0,55

 

0,70

 

1,00

8300

(830) 6400

(640)

3900

(390)

3000

(300)

2500

(250)

1900

(190)

1500

(150)

1200

(120)

6500

(650)

5400

(540)

3200

(320)

3900

(390)

3200

(320)

1900

(190)

2000

(200)

1700

(170)

1000

(100)

1000

(100)

900

(90)

600

(60)

600

(60)

500

(50)

300

(30)

300

(30)

250

(25)

150

(50)

3

£ 0,55

 

0,70

 

1,00

8500

(850)

6600

(660)

4100

(410)

3200

(320)

2700

(270)

2100

(210)

1600

(160)

1300

(130)

6600

(660)

5500

(550)

3300

(330)

4000

(400)

3300

(330)

2000

(200)

2100

(210)

1800

(180)

1100

(110)

1100

(110)

1000

(100)

700

(70)

650

(65)

550

(55)

350

(35)

350

(35)

250

(25)

200

(20)

Примечание. Для промежуточных значений IL и е значения R определяются интерполяцией.

Таблица 21

Средняя глу­би­на

Коэф­фи­ци­ент

 

Расчетные сопротивления грунта на боковой поверхности забивных свай, в том числе таврового и двутаврового сечений, fi, кПа (тс/м2)

рас­по­ло­же­ния

по­рис­тости грун­та

 

песчаного

 

пылевато-глинистого при показателе текучести IL, равном

слоя грунта hi, m

в слое е

круп­ного и сред­ней круп­ности

 

 

мел­кого

 

 

пыле­вато­го

 

 

 

0,0

 

 

 

0,2

 

 

 

0,4

 

 

 

0,6

 

 

 

0,8

 

 

 

1,0

1

£ 0,55

 

0,7

 

1,00

80

(8,0)

60

(6,0)

 

55

(5,5)

40

(4,0)

45

(4,5)

30

(3,0)

46

(4,6)

45

(4,5)

39

(3,9)

37

(3,7)

32

(3,2)

32

(3,2)

30

(3,0)

23

(2,3)

25

(2,5)

23

(2,3)

15

(1,5)

18

(1,8)

16

(1,6)

10

(1,0)

11

(1,1)

9

(0,9)

6

(0,6)

2-3

£ 0,55

 

 0,7

 

1,0

85

(8,5)

65

(6,5)

60

(6,0)

45

(4,5)

50

(5,0)

35

(3,5)

68

(6,8)

65

(6,5)

60

(6,0)

53

(5,3)

50

(5,0)

45

(4,5)

40

(4,0)

37

(3,7)

32

(3,2)

29

(2,9)

26

(2,6)

21

(2,1)

20

(2,0)

18

(1,8)

13

(1,3)

13

(1,3)

11

(1,1)

7

(0,7)

Примечание. Для промежуточных значений hi, е и IL значения fi  определяются интерполяцией

Таблица 22

 

 

 

 

Грунты

 

 

 

 

Коэффициент пористости е

Расчетные сопротивления под нижним концом набивных и буровых свай R, кПа (тс/м2), при глубине их погружения 2-3 м и расчетные сопротивления под консолями свай-колонн Rсоп, кПа (тс/м2)

 

 

песчаных грунтов

 

 

крупных

средней крупности

мелких

пылева­тых

 

 

пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном

 

 

0,0

0,2

0,4

0,6

Пески средней плотности

 

0,55-0,8

 

2000(200)

 

1500(150)

 

800(80)

 

500(50)

Супеси и суглинки

0,5

0,7

1,0

800(80)

650(65)

550(55)

650(65)

550(55)

450(45)

550(55)

450(45)

350(35)

450(45)

350(35)

250(25)

Глины

0,5

0,6

0,8

1400(140)

1100(110)

700(70)

1100(110)

900(90)

600(60)

900(90)

750(75)

500(50)

700(70)

600(60)

400(40)

13.5. Несущую способность сваи-колонны с погружаемыми в грунт железобетонными консолями, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сопротивлений грунта под нижним ее концом, под консолями и на боковой поверхности по формуле

                   (42)

где  — то же, что в формуле (8);

 — дополнительный коэффициент условий работы;  = 0,4 для песчаных грунтов и  = 0,8 для пылевато-глинистых грунтов;

 — расчетное сопротивление грунта под консолями, кПа (тс/м2), при погружении их в грунт на глубину 0,5-1,0 м, принимаемое по табл. 22;

  площадь проекции консолей на горизонтальную плоскость, м2.

13.6. Несущую способность свай таврового и двутаврового сечений при действии вертикальной составляющей нагрузки следует определять по формуле (8), принимая в ней значения fi на боковой поверхности полки и стенки по табл. 21.

Примечание. При расчете несущей способности свай таврового и двутаврового сечений, используемых для зданий с каркасом из трехшарнирных рам, допускается учитывать влияние горизонтальной составляющей распора на расчетные сопротивления на боковой поверхности свай.

13.7. Для свайных фундаментов и свай-колонн одноэтажных сельских зданий необходимо производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов.

13.8. Расчетные характеристики грунтов при определении несущей способности свай по пп.13.3-13.6 следует принимать для наиболее неблагоприятного случая их сезонного изменения в процессе строительства и эксплуатации здания.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СВАЙ НА СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛ И МОМЕНТА

1. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая — грунт».

Схема нагрузок на сваю

В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели сz, кН/м3 (тс/м3).

Расчетные значения коэффициента постели сz грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле

                                        (1)

где К ‑ коэффициент пропорциональности, кН/м4 (тc/м4), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. 1;

z ‑ глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;

gс коэффициент условий работы.

Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности а.

Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий, напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы gс в формуле (1) принимается gс = 1. Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая — грунт», принимая коэффициент условий работы gс в формуле (1) равным 3.

2. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:

а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием

                                         (2)

где Н — расчетное значение поперечной силы, кН (тс), действующей на одну сваю;

Fd несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п.10;

gk — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4;

б) проверку устойчивости грунта, согласно п.13, в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта;

в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи иp и угла ее поворота yp:

uр £ uu                                           (3)

yp £ yu                                                         (4)

где uр, yp  — расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п.5;

Таблица 1

Грунты, окружающие сваи, и их характеристики

Коэффициент пропорциональности К, кН/м4 (тс/м4)

Прочностный коэффициент пропорциональности a, кН/м3 (тс/м3)

Пески крупные (0,55 £ е £ 0,7); глины и суглинки твердые (IL < 0)

18 000-30 000

(1800-3000)

71-92

(7,1-9,2)

Пески мелкие (0,6 £ е £ 0,75); пески средней крупности (0,55 £ е £ 0,7), супеси твердые (IL < 0); глины и суглинки тугопластичные и полутвердые (0 £ IL £ 0,75)

12 000-18 000

(1200-1800)

60-71

(6,0-7,1)

Пески пылеватые (0,6 £ e £ 0,8); супеси пластичные (0 £ IL £ 0,75): глины и суглинки мягкопластичные (0,5 £ IL £ 0,75)

7000-12 000

(700-1200)

44-60

(4,4-6,0)

Глины и суглинки текучепластичные (0,75 £ il £ 1)

4000-7000

(400 — 700)

26-44

(2,6-4,4)

Пески гравелистые (0,55 £ е £ 0,7); крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем

50 000-100000

(5000-10 000)

100-120(10-12)

Примечания: 1. Меньшие значения коэффициента соответствуют более высоким значениям показателя текучести IL глинистых и коэффициентов пористости е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения коэффициента К — соответственно более низким значениям IL и е. Для грунтов с промежуточными значениями характеристик IL и е значения коэффициента определяются интерполяцией.

2. Коэффициент К для плотных песков должен приниматься на 30% выше, чем наибольшие значения указанных в табл. 1 коэффициентов К для заданного вида грунта.

иu, yu — предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;

г) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий — вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п.3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп.8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях — согласно требованиям пп.14 и 15.

3. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы «свая — грунт» принимается образование на глубине zz (в пределах или на границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент Мu, кН×м(тс×м), равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый — в месте заделки сваи в ростверк, второй — в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира.

4. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , приведенной глубины погружения сваи в грунт , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны , приведенных расчетных значений поперечной силы  и изгибающего момента , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силы , соответствующего границе упругой работы системы «свая — грунт» при  = 0, приведенных значений граничного горизонтального перемещения  и граничного угла поворота при низком ростверке в уровне его подошвы при , = 0, приведенных значений перемещений  и угла поворота  сваи, которые определяются по формулам:

 = zae                                                        (5)

 = ziae                                                      (6)

 = lae                                                     (7)

                                                (8)

                                   (9)

                                 (10)

где z, zi, l — действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м;

ae —коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле

                                 (11)

где К — то же, что в формуле (1);

Е — модуль упругости материала сваи, кПа(тс/м2);

I — момент инерции поперечного сечения сваи, м4;

bp условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более bp = d+1, а для остальных размеров сечений свай bp = 1,5d+ 0,5, м;

gc — коэффициент условий работы, принимаемый согласно п. 1;

d — наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;

а — прочностный коэффициент пропорциональности, кН/м3 (тс/м3), определяемый по табл. 1: значения  и определяются по табл. 2 и 3 при =0.

5. Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка иp, м, и угол ее поворота yp, рад, следует определять по формулам:

;                     (12)

;                             (13)

где Н,М — расчетные значения поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН×м (тс×м), действующие на голову сваи (см. чертеж);

l0 — длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта;

E, I ‑ то же, что в формуле (11);

u0, y0, ‑ горизонтальное перемещение, м, и угол поворота поперечного сечения сваи, рад, в уровне поверхности грунта при высоком ростверке, а при низком ростверке — в уровне его подошвы, определяемые по указаниям п. 7 при двухстадийном расчете и по указаниям п. 12 при одностадийном расчете свай.

Примечание. В настоящем приложении считаются положительными:

момент и горизонтальная сила, приложенные к голове сваи, если момент и сила направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;

изгибающий момент и поперечная сила в сечении сваи, если момент и сила, передающиеся от верхней условно отсеченной части сваи на нижнюю, направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;

горизонтальное смещение сечения сваи и его поворот, если они направлены соответственно вправо и по часовой стрелке.

6. Горизонтальная сила Н, кН (тс), соответствующая границе упругой работы системы «свая — грунт», при двухстадийном расчете определяются по формуле

;                               (14)

7. Горизонтальное перемещением u0 м, и угол поворота y0, рад, при двухстадийном расчете следует определять по формулам:

а) при Н £ Нel

                             (15)

                                     (16)

б) при Н > Нel

                                      (17)

                                (18)

где Н — расчетное значение поперечной силы, кН (тс), прикладываемой к голове сваи;

Hel ‑ граничное значение поперечной силы, определяемой по формуле (14), где определяется по табл. 2 и 3 в зависимости от значения  при zi = 0;

,  ‑ определяются по табл. 2 и 3 в зависимости от значения силы , рассчитываемой по формуле (8).

Примечание. При приведенной длине сваи  < 2,6 следует пользоваться табл. 2 и 3 для  = 2,6, при этом значение допускаемого перемещения сваи в уровне поверхности грунта не должно превышать 2 см.

8. Расчетный изгибающий момент Мz кН×м (тc×м), поперечную силу Нz кН (тс), действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять при допущении двух стадий работы системы «свая — грунт» в пределах упругой зоны грунта по формулам:

 (19)

(20)

где ‑ приведенные значения фиктивных начальных параметров, определяемые в зависимости от значений Н и l по табл. 2 и 3;

 ‑ коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 4 в зависимости от глубины .

Таблица 2

Приведен­ная длина участка

Параметры для расчета свай при шарнирном их сопряжении с ростверком

сваи

2,6

0,316

0,388

0,478

0,578

0,682

0,785

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,238

1,603

2,174

3,108

4,772

0,642

0,802

1,032

1,377

1,904

2,767

1,000

1,238

1,602

2,170

3,082

4,631

-0,642

-0,801

-1,030

-1,359

-1,804

-2,340

0,316

0,392

0,513

0,730

1,155

2,086

0,000

0,000

-0,010

-0,067

-0,279

-0,960

2,8

0,344

0,422

0,520

0,631

0,748

0,864

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,236

1,594

2,142

2,997

4,389

0,643

0,795

1,020

1,349

1,826

2,541

1,000

1,236

1,593

2,139

2,973

4,266

-0,643

-0,795

-1,018

-1,331

-1,734

-2,168

0,344

0,426

0,555

0,778

1,191

2,009

0,000

0,000

-0,010

-0,065

-0,260

-0,840

3,0

0,366

0,450

0,556

0,678

0,808

0,939

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,237

1,593

2,134

2,955

4,216

0,644

0,797

1,022

1,347

1,806

2,454

1,000

1,237

1,593

2,131

2,932

4,103

-0,644

-0,797

-1,020

-1,329

-1,717

-2,110

0,366

0,454

0,591

0,823

1,238

2,007

0,000

0,000

-0,010

-0,064

-0,252

-0,780

3,2

0,383

0,472

0,585

0,716

0,860

1,008

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,238

1,598

2,141

2,956

4,167

0,648

0,803

1,031

1,360

1,819

2,446

1,000

1,238

1,598

2,138

2,932

4,056

-0,648

-0,803

-1,029

-1,342

-1,730

-2,114

0,383

0,475

0,619

0,862

1,287

2,046

0,000

0,000

-0,010

-0,064

-0,250

-0,755

3,4

0,395

0,487

0,606

0,746

0,903

1,067

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,241

1,604

2,155

2,978

4,183

0,653

0,810

1,043

1,379

1,848

2,480

1,000

1,241

1,604

2.152

2,955

4,075

-0,653

-0,810

-1,141

-1,361

-1,759

-2,150

0,395

0,491

0,641

0,893

1,333

2,102

0,000

0,000

-0,010

-0,065

-0,251

-0,750

3,6

0,403

0,497

0,620

0,768

0,935

1,115

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,0001,243

1,611

2,170

3,009

4,233

0,6580,817

1,054

1,398

1,881

2,531

1,000

1,243

1,611

2,167

2,985

4,124

-0,658

-0,817

-1,052

-1,381

-1,791

-2,199

0,403

0,501

0,656

0,916

1,370

2,160

0,000

0,000

-0,010

-0,065

-0,254

-0,757

3,8

0,407

0,503

0,629

0,782

0,967

1,150

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,244

1,616

2,183

3,038

4,321

0,661

0,823

1,064

1,415

1,910

2,583

1,000

1,244

1,616

2,108

3,014

4,181

-0,661

-0,823

-1,062

-1,397

-1,819

-2,247

0,407

0,507

0,665

0,932

1,398

2,211

0,000

0,000

-0,010

-0,066

-0,258

-0,768

4,0

0,409

0,507

0,634

0,790

0,941

1,174

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,245

1,620

2,193

3,061

4,342

0,664

0,827

1,070

1,427

1,933

2,626

1,000

1,245

1,620

2,189

3,037

4,231

-0,664

-0,827

-1,068

-1,409

-1,841

-2,285

0,409

0,510

0,670

0,941

1,417

2,250

0,000

0,000

-0,010

-0,067

-0,260

-0,778

Таблица 3

Приведен­ная длина участка

Параметры для расчета свай при их жесткой заделке в ростверк

сваи

2,6

0,927

0,963

1,061

1,210

1,407

1,656

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,039

1,158

1,374

1,733

2,337

-0,943

-0,980

-1,089

-1,275

-1,552

-1,960

1,000

1,039

1,158

1,372

1,718

2,258

0,000

0,000

0,000

0,009

0,054

0,234

0,927

0,964

1,074

1,281

1,644

2,314

-0,943

-0,981

-1,094

-1,308

-1,700

-2,471

2,8

0,947

0,984

1,083

1,232

1,425

1,660

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,039

1,156

1,365

1,709

2,256

-0,938

-0,975

-1,081

-1,260

-1,522

-1,890

1,000

1,039

1,156

1,363

1,692

2,183

0,000

0,000

0,000

0,008

0,052

0,217

0,947

0,985

1,096

1,301

1,652

2,273

-0,938

-0,975.

-1,086

-1,292

-1,663

-2,365

3,0

0,972

1,010

1,111

1,263

1,457

1,687

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,039

1,155

1,361

1,690

2,202

-0,940

-0,977

-1,083

-1,259

-1,512

-1,856

1,000

1,039

1,155

1,359

1,676

2,133

0,000

0,000

0,000

0,008

0,050

0,204

0,972

1,011

1,124

1,331

1,678

2,268

-0,940

-0,977

-1,087

-1,291

-1,649

-2,304

3,2

0,998

1,036

1,141

1,298

1,496

1,729

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,039

1,156

1,361

1,684

2,174

-0,947

-0,984

-1,092

-1,269

-1,519

-1,852

1,000

1,039

1,156

1,359

1,670

2,108

0,000

0,000

0,000

0,008

0,049

0,197

0,998

1,037

1,154

1,365

1,714

2,291

-0,947

-0,984

-1,096

-1,300

-1,655

-2,286

3,4

1,021

0,061

1,169

1,331

1,537

1,777

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,040

1,157

1,363

1,685

2,168

-0,957

-0,995

-1,105

-1,285

-1,538

-1,870

1,000

1,040

1,574

1,361

1,672

2,102

0,000

0,000

0,000

0,008

0,049

0,194

1,021

1,062

1,182

1,398

1,755

2,333

-0,957

-0,995

-1,109

-1,316

-1,673

-2,298

3,6

1,040

1,081

1,192

1,360

1,574

1,825

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,040

1,159

1,367

1,692

2,174

-0,968

-1,007

-1,118

-1,303

-1,562

-1,900

1,000

1,040

1,159

1,365

1,678

2,109

0,000

0,000

0,000

0,008

0,049

0,194

1,040

1,082

1,206

1,428

1,794

2,382

-0,968

-1,007

-1,123

-1,334

-1,698

-2,328

3,8

1,054

1,096

1,210

1,383

1,606

1,867

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,040

1,160

1,371

1,700

2,188

-0,977

-1,017

-1,131

-1,320

-1,586

-1,933

1,000

1,040

1,160

1,369

1,6862,122

0,000

0,000

0,000

0,008

0,050

0,195

1,054

1,097

1,224

1,452

1,827

2,429

-0,977

-1,017

-1,136

-1,352

-1,723

-2,364

4,0

1,064

1.107

1,223

1,400

1,629

1,901

0,00

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

1,000

1,041

1,162

1,375

1,708

2,203

-0,982

-1,026

-1,142

-1,334

-1,606

-1,964

1,000

1,041

1,162

1,373

1,694

2,137

0,000

0,000

0,000

0,009

0,050

0,197

1,064

1,108

1,237

1,470

1,853

2,469

-0,985

-1,026

-1,146

-1,366

-1,775

-2,399

Во второй стадии работы сваи расчетный изгибающий момент Мzi кН×м (тc×м), поперечную силу Нzi, кН (тс), действующие на глубине zi в пределах пластической зоны грунта, следует определять по формулам:

                            (21)

                                      (22)

где zi — глубина расположения сечения сваи в грунте, м, в пределах пластической зоны по отношению к подошве низкого ростверка.

9. В случае жесткой заделки сваи в ростверк, если исключается возможность поворота ее головы (например, в жесткий ростверк с двумя рядами свай или более, установленных в направлении действия горизонтальной силы), в формуле (21 ) вместо М следует принимать расчетный момент заделки Мf, действующий в месте сопряжения сваи с ростверком.

Расчетный момент заделки Мf  кН×м (тc×м), определяется по формуле

                               (23)

где  — приведенный момент, определяемый по табл. 3 в зависимости от значений .

10. Несущая способность системы «свая— грунт» при действии горизонтальной силы определяется по формулам:

1) для сваи, не имеющей жесткой заделки в ростверк,

                            (24)

где  расстояние, м, от поверхности грунта до местоположения пластического шарнира, которое определяется из уравнения

                               (25)

здесь e — эксцентриситет приложения внешней нагрузки к свае, м;

‑ предельный изгибающий момент, воспринимаемый поперечным сечением сваи, с учетом продольной силы, кН×м (тc×м);

‑ коэффициент, равный единице, кроме случаев расчета фундаментов распорных сооружений, для которых  = 0,7;

 ‑ коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной нагрузке, определяемый по формуле

                                        (26)

где  — момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов свай, кН×м (тc×м);

 ‑ то же, от внешних временных расчетных нагрузок, кН×м (тc×м);

 ‑ коэффициент, принимаемый  = 2,5, за исключением случаев расчета:

а) особо ответственных сооружений, для которых при  £ 2,6 принимается  = 4 и при  ³ 5 принимается  = 2,5; при промежуточных значениях  значение  определяется интерполяцией;

б) фундаментов с однорядным расположением свай на внецентренно приложенную вертикальную сжимающую нагрузку, для которых следует принимать  = 4 независимо от значения ;

2) для сваи, имеющей жесткую заделку в низкий ростверк, несущую способность Fd следует определять по формуле

                              (27)

11. При статическом расчете свай в составе куста, если допускается возможность развития второй стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая — грунт», следует учитывать их взаимодействие. В этом случае расчет производится как для одиночной сваи, но коэффициенты пропорциональности К и а умножаются на понижающий коэффициент , определяемый по формуле

 (28)

где gс ‑ коэффициент, учитывающий уплотнение грунта при погружении свай и принимаемый: gс = 1,2 для забивных свай сплошного сечения и gс = 1 для остальных видов свай;

d ‑ диаметр или сторона поперечного сечения сваи, м;

;                    (29)

xi, yi — координаты оси i-й сваи в плане, причем горизонтальная нагрузка приложена в направлении оси х;

хj, уj то же, для j-й сваи.

Произведение  в формуле (28) распространяется только на сваи куста, непосредственно примыкающие к i-й свае.

Таблица 4

Приве­денная глубина раполо­жения сечения сваи в грунте

 

 

 

 

Коэффициенты

 

 

А1

В1

С1

D1

А3

В3

С3

D3

А4

В4

С4

D4

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,5

4,0

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,999

0,999

0,997

0,995

0,992

0,987

0,979

0,969

0,955

0,937

0,913

0,882

0,843

0,795

0,735

0,575

0,347

0,033

-0,385

-0,928

-2,928

-5,853

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,799

0,899

0,997

1,095

1,192

1,287

1,379

1,468

1,553

1,633

1,706

1,770

1,823

1,887

1,874

1,755

1,490

1,037

-1,272

-5,941

0,000

0,005

0,020

0,045

0,080

0,125

0,180

0,245

0,320

0,405

0,499

0,604

0,718

0,841

0,974

1,115

1,264

1,421

1,584

1,752

1,924

2,272

2,609

2,907

3,128

3,225

2,463

-0,927

0,000

0,000

0,001

0,005

0,011

0,021

0,036

0,057

0,085

0,121

0,167

0,222

0,288

0,365

0,456

0,560

0,678

0,812

0,961

1,126

1,308

1,720

2,195

2,724

3,288

3,858

4,980

4,548

0,000

0,000

-0,001

-0,005

-0,011

-0,021

-0,036

-0,057

-0,085

-0,121

-0,167

-0,222

-0,287

-0,365

-0,455

-0,559

-0,676

-0,808

-0,956

-1,118

-1,295

-1,693

-2,141

-2,621

-3,103

-3,540

-3,919

-1,614

0,000

0,000

0,000

-0,001

-0,002

-0,005

-0,011

-0,020

-0,034

-0,055

-0,083

-0,122

-0,173

-0,238

-0,319

-0,420

-0,543

-0,691

-0,867

-1,074

-1,314

-1,906

-2,663

-3,600

-4,718

-6,000

-9,544

-11,731

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,999

0,998

0,996

0,992

0,985

0,975

0,960

0,938

0,907

0,866

0,811

0,739

0,646

0,530

0,385

0,207

-0,271

-0,949

-1,877

-3,108

-4,688

-10,340

-17,919

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,699

0,799

0,897

0,994

1,090

1,183

1,273

1,358

1,437

1,507

1,566

1,612

1,640

1,646

1,575

1,352

0,917

0,197

-0,891

-5,854

-15,076

0,000

-0,005

-0,020

-0,045

-0,080

-0,125

-0,180

-0,245

-0,320

-0,404

-0,499

-0,603

-0,716

-0,838

-0,967

-1,105

-1,248

-1,396

-1,547

-1,699

-1,848

-2,125

-2,339

-2,437

-2,346

-1,969

1,074

9,244

0,000

0,000

-0,003

-0,009

-0,021

-0,042

-0,072

-0,114

-0,171

-0,243

-0,333

-0,443

-0,575

-0,730

-0,910

-1,116

-1,350

-1,613

-1,906

-2,227

-2,578

-5,360

-4,228

-5,140

-6,023

-6,765

-6,789

-0,358

0,000

0,000

0,000

-0,001

-0,003

-0,008

-0,016

-0,030

-0,051

-0,082

-0,125

-0,183

-0,259

-0,356

-0,479

-0,630

-0,815

-1,036

-1,299

-1,608

-1,966

-2,849

-3,973

-5,355

-6,990

-8,840

-13,692

-15,611

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

0,999

0,997

0,994

0,989

0,980

0,967

0,946

0,917

0,876

0,821

0,747

0,652

0,529

0,374

0,181

-0,057

-0,692

-1,592

-2,821

-4,445

-6,520

-13,826

-23,140

Таблица 5

Приве­денная глуби­на погруже­ния сваи

 

 

При опирании сваи на нескальный грунт

 

 

При опирании сваи на скалу

 

 

При заделке сваи в скалу

A0

B0

C0

A0

B0

C0

A0

B0

C0

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,5

4,0

72,004

50,007

36,745

28,140

22,244

18,030

14,916

-12,552

10,717

9,266

8,101

7,154

6,375

5,730

5,190

4,737

4,032

3,526

3,163

2,905

2,727

2,502

2,441

192,026

111,149

70,023

46,943

33,008

24,106

18,160

14,041

11,103

8,954

7,349

6,129

5,189

4,456

3,878

3,418

2,756

2,327

2,048

1,869

1,758

1,641

1,621

576,243

278,069

150,278

88,279

55,307

36,486

25,123

17,944

13,235

10,050

7,838

6,268

5,133

4,299

3,679

3,213

2,591

2,227

2,013

1,889

1,818

1,757

1,751

48,006

33,344

24,507

18,775

14,851

12,049

9,983

8,418

7,208

6,257

5,498

4,887

4,391

3,985

3,653

3,381

2,977

2,713

2,548

2,453

2,406

2,394

2,419

96,037

55,609

35,059

23,533

16,582

12,149

9,196

7,159

5,713

4,664

3,889

3,308

2,868

2,533

2,277

2,081

1,819

1,673

1,600

1,572

1,568

1,597

1,618

192,291

92,942

50,387

29,763

18,814

12,582

8,836

6,485

4,957

3,937

3,240

2,758

2,419

2,181

2,012

1,894

1,758

1,701

2,687

1,693

1,707

1,739

1,750

0,042

0,072

0,114

0,170

0,241

0,329

0,434

0,556

0,695

0,849

1,014

1,186

1,361

1,532

1,693

1,841

2,080

2,240

2,330

2,371

2,385

2,389

2,401

0,125

0,180

0,244

0,319

0,402

0,494

0,593

0,698

0,807

0,918

1,028

1,134

1,232

1,321

1,397

1,460

1,545

1,586

1,596

1,593

1,586

1,584

1,600

0,500

0,600

0,699

0,798

0,896

0,992

1,086

1,176

1,262

1,342

1,415

1,480

1,535

1,581

1,617

1,644

1,675

1,685

1,687

1,687

1,691

1,711

1,732

12. При одностадийном расчете свай горизонтальное перемещение u0, м, и угол поворота y0, рад, следует определять по формулам:

;                               (30)

;                             (31)

где H0, M0 расчетные значения соответственно поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН×м (тc×м), в рассматриваемом сечении сваи, принимаемые равными H0 = H и M0 = M + Hl0 [здесь H и М—то же, что в формулах (12) и (13)];

eHH — горизонтальное перемещение сечения, м/кН (м/тc), от действия силы H = 1, приложенной в уровне поверхности грунта;

eHM ‑ горизонтальное перемещение сечения, 1/кН (lc), от момента М = 1, действующего в уровне поверхности грунта;

eMH ‑ угол поворота сечения, 1/кН (1/тc), от силы Н = 1;

eMM ‑ угол поворота сечения, 1/(кН м) [1/(тс×м)], от момента М= 1.

Перемещения eHH, eMH = eHM и eMM вычисляются по формулам:

eHH =                               (32)

eMH = eHM =                     (33)

eMM =                              (34)

где ae, Е, I ‑ то же, что и в формуле (11);

A0, B0, C0 — безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 5 в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт, определяемой по формуле (7).

При значении , соответствующем промежуточному значению, указанному в табл. 5, его следует округлить до ближайшего табличного значения.

13. Расчет устойчивости основания, окружающего сваю, должен производиться по условию (35) ограничения расчетного давления , оказываемого на грунт боковыми поверхностями свай:

,                 (35)

где  ‑ расчетное давление на грунт, кПа (тс/м2), боковой поверхности сваи, определяемое по формуле на следующих глубинах z, м, отсчитываемых при высоком ростверке от поверхности грунта, а при низком ростверке — от его подошвы [при z £ 2,5 — на двух глубинах, соответствующих z = l/3 и z = l; при  > 2,5 — на глубине z = 0,85/ae, где ae определяется по формуле (11)];

‑ расчетный удельный (объемный) вес грунта ненарушенной структуры, кН/м3 (тс/м3), определяемый в водонасыщенных грунтах с учетом взвешивания в воде;

 — расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кПа (тс/м2), принимаемые в соответствии с указаниями п. 3.5;

 — коэффициент, принимаемый для забивных свай и свай-оболочек  = 0,6, а для всех остальных видов свай  = 0,3;

 ‑ значения коэффициентов те же, что и в формуле (24).

Примечание. Если расчетные горизонтальные давления на грунт  не удовлетворяют условию (35), но при этом несущая способность свай по материалу недоиспользована и перемещения свай меньше предельно допускаемых значений, то при приведенной глубине свай  > 2,5 расчет следует повторить, приняв уменьшенное значение коэффициента пропорциональности К. При новом значении К необходимо проверить прочность сваи по материалу, ее перемещения, а также соблюдение условия (35).

14. Расчетное давление , кПа (тс/м2), на грунт по контакту с боковой поверхностью сваи, возникающее на глубине z, а также расчетный изгибающий момент Мz, кН×м (тc×м), поперечную силу Hz кН (тс), и продольную силу N, кН (тс), действующие на глубине z в сечении сваи, при одностадийном расчете свай следует определять по формулам:

   (36)

    (37)

  (38)

                            (39)

где К — коэффициент пропорциональности, определяемый по табл. 1;

ae, Е, I, то же, что и в формуле (11);

 ‑ приведенная глубина, определяемая по формуле (5) в зависимости от значения действительной глубины z, для которой определяются значения давления , момента Мz и поперечной силы Hz;

H0, M0,— то же, что и в пп. 5 и 12;

l0, u0, y0

A1, A2 ‑ коэффициенты, значения которых принимаются

A4, B1,    по табл. 4;

B2, B4,

C1, C2,

C4, D1,

D2, D4

N ‑ расчетная осевая нагрузка, кН (тс), передаваемая на голову сваи.

15. Расчетный момент заделки Мf, кН×м (тc×м), учитываемый при одностадийном расчете свай, имеющих жесткую заделку в ростверк, который обеспечивается невозможностью поворота головы сваи, следует определять по формуле

;                (40)

где все буквенные обозначения те же, что и в предыдущих формулах.

При этом знак «минус» означает, что при горизонтальной силе Н, направленной слева направо, на голову сваи со стороны заделки передается момент, направленный против часовой стрелки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПИРАМИДАЛЬНЫХ СВАЙ С НАКЛОНОМ БОКОВЫХ ГРАНЕЙ iр > 0,025

Несущую способность Fd кН (кгс), пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip > 0,025 допускается определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунта основания на боковой поверхности сваи и под ее нижним концом по формуле

; (1)

где Ai площадь боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, м2 (см2);

 угол конусности сваи, град;

 ‑ расчетные значения угла внутреннего трения, град, и сцепления, кПа (кгс/см2), i-го слоя грунта;

dсторона сечения нижнего конца сваи, м;

n1, n2коэффициенты, значения которых приведены в таблице.

Сопротивления грунта под острием сваи рi и на ее боковой поверхности р¢i, кПа (кгс/см2), определяются по формуле

               (2)

где Ei модуль деформации грунта io слоя, кПа (кгс/см2), определяемый по результатам прессиометрических испытаний;

vi — коэффициент Пуассона i-го слоя грунта, принимаемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83;

x — коэффициент, значения которого приведены в таблице.

Давления грунта р0,i, рp,i кПа (кгс/см2), определяются по формулам:

р0,i =                           (3)

рp,i =                         (4)

где  — удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3 (кгс/смЗ);.

hi — средняя глубина расположения i-го слоя грунта, м.

Коэф­фициент

Угол внутреннего трения грунта , град.

 

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

n1

0,53

0,48

0,41

0,35

0,30

0,24

0,20

0,15

0,10

0,06

n2

0,94

0,88

0,83

0,78

0,73

0,69

0,65

0,62

0,58

0,54

0,06

0,12

0,17

0,22

0,26

0,29

0,32

0,35

0,37

0,39

Примечание. Для промежуточных значений угла внутреннего трения , значения коэффициентов n1, n2 и  определяются интерполяцией.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ЛЕНТОЧНЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Осадка s, м (см), ленточных свайных фундаментов с одно- и двухрядным расположением свай (при расстоянии между сваями 3 - 4 d определяется по формуле

где п — погонная нагрузка на свайный фундамент, кН/м (кгс/см), с учетом веса фундамента в виде массива грунта со сваями, ограниченного: сверху — поверхностью планировки; с боков — вертикальными плоскостями, проходящими по наружным граням крайних рядов свай; снизу — плоскостью, проходящей через нижние концы свай;

Е, v значения модуля деформации, кПа (кгс/см2), и коэффициента Пуассона грунта в пределах сжимаемой толщи, определяемые для указанного выше фундамента в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83;

d0 — коэффициент, принимаемый по номограмме (см. чертеж) в зависимости от коэффициента Пуассона v, приведенной ширины фундамента  (где b ширина фундамента, принимаемая по наружным граням крайних рядов свай; h глубина погружения свай) и приведенной глубины сжимаемой толщи Hc/h (Hc глубина сжимаемой толщи).

Номограмма для определения значений d0

Значения коэффициента d0 определяются по номограмме следующим образом. На номограмме через точку, соответствующую вычисленному значению приведенной глубины сжимаемой толщи, проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до пересечения с линией приведенной ширины фундамента  и опускается перпендикуляр до линии коэффициента Пуассона грунта v. Из точки пересечения проводится линия, параллельная оси абсцисс, до пересечения с осью ординат, на которой приведены значения коэффициента d0.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ ОДИНОЧНОЙ СВАИ

Расчет осадок одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига GI, МПа (тс/м2), и коэффициентом Пуассона v1, и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига G2 и коэффициентом Пуассона v2, допускается производить при N £ Fd/gk и при условии l/d > 5, G1l/G2d > 1 (где l/d > 5 — длина сваи, м, dдиаметр или сторона поперечного сечения сваи, м) по формулам:

а) для одиночной сваи без уширения

;                                      (1)

N — вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН (тс);

b — коэффициент, определяемый по формуле

,

здесь b' = 0,17 ln(kvG1l/G2d) — коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае (еа = ¥);

а' = 0,17 ln(kv1l/d) — тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G1 и v1;

 = EA/G1l2 относительная жесткость сваи;

EA ‑ жесткость ствола сваи на сжатие, МН (тс);

l1параметр, определяющий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле

;

kv, kv1 коэффициенты, определяемые по формуле kv = 2,82 - 3,78v + 2,18v2 соответственно при v = (v1 + v2)/2 и при v = v1;

б) для одиночной сваи с уширением

,                          (2)

где db— диаметр уширения сваи.

Характеристики G1 и v1, принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, а G2 и v2 —в пределах 10 диаметров сваи или уширения (для сваи с уширением) при условии, что под нижними концами свай отсутствуют торфы, илы и грунты текучей консистенции.

 

К содержанию: «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»

 

Смотрите также:

 

 СВАЙНЫЕ РАБОТЫ

 § 17. НАЗНАЧЕНИЕ СВАЙ, ИХ ВИДЫ И СПОСОБЫ ПОГРУЖЕНИЯ В ГРУНТ

§ 18. СПОСОБЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

§ 19. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАЙНЫХ РАБОТ

 

Высокопрочный бетон    Растворы строительные    Смеси бетонные    Свойства бетона   Строительные материалы    Строительные материалы (Домокеев)   Основы строительного дела   Панельное и крупноблочное строительство