Висячие набивные и буровые сваи и сваи-оболочки, заполняемые бетоном
7.2.6 Несущую способность Fd, кН, набивной и буровой свай с уширением и без уширения, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по формуле
Fd = γc(γcRRA + uΣfihi), (7.11)
где γc - коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,9 и на лессовые грунты γc = 0,8, в остальных случаях - γc = 1;
γcR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; γcR = 1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буро-инъекционных свай РИТ (по 6.5, д), для которых этот коэффициент следует принимать равным 1,3, и свай с уширением, бетонируемым подводным способом, для которых γcR = 0,9, а также опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимают в соответствии с разделом 13;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.7; для набивной сваи, изготавливаемой по технологии, указанной в 6.4, а, б - по таблице 7.1;
A - площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной:
для набивных и буровых свай без уширения - площади поперечного сечения сваи;
для набивных и буровых свай с уширением - площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра;
для свай-оболочек, заполняемых бетоном, - площади поперечного сечения оболочки брутто;
u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
γcf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по таблице 7.5;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;
hi - то же, что и в формуле (7.8).
Примечания
1 Сопротивление песков на боковой поверхности сваи с уширением следует учитывать на участке от уровня планировки до уровня пересечения ствола сваи с поверхностью воображаемого конуса, имеющего в качестве образующей линию, касающуюся поверхности уширения под углом φI/2 к оси сваи, где φI - осредненное (по слоям) расчетное значение угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса. Сопротивление глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.
2 Периметр поперечного сечения ствола u для буро-инъекционных свай следует принимать равным периметру скважины, пробуриваемой при их изготовлении.
Площадь опирания буроинъекционной сваи РИТ следует принимать по площади поперечного сечения уширения, а периметр поперечного сечения ствола - исходя из среднего значения диаметров dji сваи, которые следует определять по объему бетонной смеси, израсходованной на заполнение j-го разрядно-импульсного уширения в i-м слое грунта. Заданные в проекте уширения сваи РИТ уточняют при изготовлении опытных свай в конкретных грунтовых условиях.
Таблица 7.5
Сваи и способы их устройства
|
Коэффициент условий работы сваи γcf
|
в песках
|
в супесях
|
в суглинках
|
в глинах
|
1. Набивные по 6.4, а при забивке инвентарной трубы с наконечником
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
0,7
|
2. Набивные виброштампованные
|
0,9
|
0,9
|
0,9
|
0,9
|
3. Буровые, в том числе с уширением, бетонируемые:
|
|
|
|
|
а) при отсутствии воды в скважине (сухим способом), а также при использовании обсадных инвентарных труб
|
0,7
|
0,7
|
0,7
|
0,6
|
б) под водой или под глинистым раствором
|
0,6
|
0,6
|
0,6
|
0,6
|
в) жесткими бетонными смесями, укладываемыми с помощью глубинной вибрации (сухим способом)
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
0,7
|
4. Буронабивные, полые круглые, устраиваемые при отсутствии воды в скважине с помощью вибросердечника
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
0,7
|
5. Сваи-оболочки, погружаемые вибрированием с выемкой грунта
|
1,0
|
0,9
|
0,7
|
0,6
|
6. Сваи-столбы
|
0,7
|
0,7
|
0,7
|
0,6
|
7. Буроинъекционные, изготовляемые под зашитой обсадных труб или бентонитового раствора с опрессовкой давлением 200 - 400 кПа (2 - 4 атм)
|
0,9
|
0,8
|
0,8
|
0,8
|
8. Буроинъекционные сваи РИТ
|
1,3
|
1,3
|
1,1
|
1,1
|
7.2.7 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи следует принимать:
а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песков в основании набивной и буровой свай с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, - по формуле (7.12), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м и более, - по формуле (7.13):
R = 0,75α4(α1γ'1d + α2α3γ1h); (7.12)
R = α4(α1γ'1d + α2α3γ1h), (7.13)
где α1, α2, α3, α4 - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.6 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания;
γ'1 - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3, в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
γ1 - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м3, расположенных выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
d - диаметр, м, набивной и буровой свай, диаметр уширения (для сваи с уширением), сваи-оболочки или диаметр скважины для сваи-столба, омоноличенного в грунте цементно-песчаным раствором;
h - глубина заложения, м, нижнего конца сваи или ее уширения, отсчитываемая от природного рельефа или уровня планировки (при планировке срезкой), для опор мостов - от дна водоема после его общего размыва при расчетном паводке;
б) для глинистых грунтов в основании - по таблице 7.7.
Примечания
1 Указания 7.2.7 относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление свай в грунт, принятый за основание их нижних концов, не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширением), но не менее чем на 2 м.
2 Значения R, рассчитанные по формулам (7.12) и (7.13), не следует принимать выше значений, приведенных в таблице 7.1 для забивных свай той же длины и в тех же грунтовых условиях.
Таблица 7.6
Коэффициенты
|
Расчетные значения угла внутреннего трения грунта φI, град.
|
23
|
25
|
27
|
29
|
31
|
33
|
35
|
37
|
39
|
α1
|
9,5
|
12,6
|
17,3
|
24,4
|
34,6
|
48,6
|
71,3
|
108,0
|
163,0
|
α2
|
18,6
|
24,8
|
32,8
|
45,5
|
64,0
|
87,6
|
127,0
|
185,0
|
260,0
|
α3 при h/d, равном:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0
|
0,78
|
0,79
|
0,80
|
0,82
|
0,84
|
0,85
|
0,85
|
0,85
|
0,87
|
5,0
|
0,75
|
0,76
|
0,77
|
0,79
|
0,81
|
0,82
|
0,83
|
0,84
|
0,85
|
7,5
|
0,68
|
0,70
|
0,71
|
0,74
|
0,76
|
0,78
|
0,80
|
0,82
|
0,84
|
10,0
|
0,62
|
0,65
|
0,67
|
0,70
|
0,73
|
0,75
|
0,77
|
0,79
|
0,81
|
12,5
|
0,58
|
0,61
|
0,63
|
0,67
|
0,70
|
0,73
|
0,75
|
0,78
|
0,80
|
15,0
|
0.55
|
0,58
|
0,61
|
0,65
|
0,68
|
0,71
|
0,73
|
0,76
|
0,79
|
17,5
|
0,51
|
0,55
|
0,58
|
0,62
|
0,66
|
0,69
|
0,72
|
0,75
|
0,78
|
20,0
|
0,49
|
0,53
|
0,57
|
0,61
|
0,65
|
0,68
|
0,72
|
0,75
|
0,78
|
22,5
|
0,46
|
0,51
|
0,55
|
0,60
|
0,64
|
0,67
|
0,71
|
0,74
|
0,77
|
25,0 и более
|
0,44
|
0,49
|
0,54
|
0,59
|
0,63
|
0,67
|
0,70
|
0,74
|
0,77
|
α4 при d, равном, м:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 и менее
|
0,34
|
0,31
|
0,29
|
0,27
|
0,26
|
0,25
|
0,24
|
0,23
|
0,22
|
4,0
|
0,25
|
0,24
|
0,23
|
0,22
|
0,21
|
0,20
|
0,19
|
0,18
|
0,17
|
Примечание - Для промежуточных значений φI, h/d и d значения коэффициентов α1, α2, α3, и α4 определяют интерполяцией.
|
Таблица 7.7
Глубина заложения нижнего конца сваи h, м
|
Расчетное сопротивление R, кПа, под нижним концом набивных и буровых свай с уширением и без уширения и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, при глинистых грунтах, за исключением просадочных, с показателем текучести IL, равным
|
0,0
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
3
|
850
|
750
|
650
|
500
|
400
|
300
|
250
|
5
|
1000
|
850
|
750
|
650
|
500
|
400
|
350
|
7
|
1150
|
1000
|
850
|
750
|
600
|
500
|
450
|
10
|
1350
|
1200
|
1050
|
950
|
800
|
700
|
600
|
12
|
1550
|
1400
|
1250
|
1100
|
950
|
800
|
700
|
15
|
1800
|
1650
|
1500
|
1300
|
1100
|
1000
|
800
|
18
|
2100
|
1900
|
1700
|
1500
|
1300
|
1150
|
950
|
20
|
2300
|
2100
|
1900
|
1650
|
1450
|
1250
|
1050
|
30
|
3300
|
3000
|
2600
|
2300
|
2000
|
-
|
-
|
40
|
4500
|
4000
|
3500
|
3000
|
2500
|
-
|
-
|
Примечание - Для свайных фундаментов опор мостов значения, приведенные в таблице, следует:
а) повышать (при расположении опор в водоеме) на величину, равную 1,5γwhw, где γw - удельный вес воды - 10 кН/м3; hw - глубина слоя воды в водоеме от ее уровня при расчетном паводке до уровня дна водоема, а при возможности размыва - до уровня дна после общего размыва;
б) понижать при коэффициенте пористости грунта e > 0,6, при этом коэффициент понижения m следует определять интерполяцией между значениями m = 1,0 при e = 0,6 и m = 0,6 при e = 1,1.
|
7.2.8 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой без удаления грунта или с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения и не заполняемой бетоном (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт, принятый за основание конца сваи-оболочки), следует принимать по таблице 7.1 с коэффициентом условий работы грунта, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с поз. 4 таблицы 7.3, при этом расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.
7.2.9 Несущую способность Fdu, кН, набивной и буровой свай и сваи-оболочки, работающих на выдергивающие нагрузки, следует определять по формуле
Fdu = γcuΣγcffihi, (7.14)
где γc - то же что и в формуле (7.10);
u, γcf, fi, hi - то же что и в формуле (7.11).
Винтовые сваи
7.2.10 Несущую способность Fd, кН, винтовой сваи диаметром лопасти d ≤ 1,2 м и длиной l ≤ 10 м, работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (7.15), а при диаметре лопасти d > 1,2 м и длине сваи l > 10 - только по данным испытаний винтовой сваи статической нагрузкой:
Fd = γc[(a1c1 + a2γ1h1)A + ufi(h - d)], (7.15)
где γc - коэффициент условий работы сваи, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий и определяемый по таблице 7.8;
a1, a2 - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.9 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне φI (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);
c1 - расчетное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне, кПа;
γ1 - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;
h1 - глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой - от уровня планировки, м;
A - проекция площади лопасти, м2, считая по наружному диаметру, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е. за вычетом площади сечения ствола, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку;
u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
fi - расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);
h - длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;
d - диаметр лопасти сваи, м.
Примечания
1 При определении несущей способности винтовых свай при действии вдавливающих нагрузок характеристики грунтов в таблице 7.9 относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки - над лопастью сваи.
2 Глубина заложения лопасти от уровня планировки должна быть не менее 5d при глинистых грунтах и не менее 6d - при песках (где d - диаметр лопасти).
Таблица 7.8
Грунты
|
Коэффициент условий работы винтовых свай γc при нагрузках
|
сжимающих
|
выдергивающих
|
знакопеременных
|
1. Глины и суглинки:
|
|
|
|
а) твердые, полутвердые и тугопластичные
|
0,8
|
0,7
|
0,7
|
б) мягкопластичные
|
0,8
|
0,7
|
0,6
|
в) текучепластичные
|
0,7
|
0,6
|
0,4
|
2. Пески и супеси:
|
|
|
|
а) пески маловлажные и супеси твердые
|
0,8
|
0,7
|
0,5
|
б) пески влажные и супеси пластичные
|
0,7
|
0,6
|
0,4
|
в) пески водонасыщенные и супеси текучие
|
0,6
|
0,5
|
0,3
|
Таблица 7.9
Расчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне φI, град.
|
Коэффициенты
|
Расчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне φI, град.
|
Коэффициенты
|
α1
|
α2
|
α1
|
α2
|
13
|
7,8
|
2,8
|
24
|
18,0
|
9,2
|
15
|
8,4
|
3,3
|
26
|
23,1
|
12,3
|
16
|
9,4
|
3,8
|
28
|
29,5
|
16,5
|
18
|
10,1
|
4,5
|
30
|
38,0
|
22,5
|
20
|
12,1
|
5,5
|
32
|
48,4
|
31,0
|
22
|
15,0
|
7,0
|
34
|
64,9
|
44,4
|
Бурозавинчиваемые сваи
7.2.11 Несущую способность бурозавинчиваемой сваи Fd, кН, следует определять по формуле
Fd = γc(γcRRA + uΣγcffihi), (7.16)
где γc - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое по формуле (7.17);
A - площадь поперечного сечения ствола сваи, брутто, м2;
u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
γcR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 0,8;
γcf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый равным 1,1 при погружении сваи с поверхности грунта в ненарушенный грунтовый массив; равным 0,8 - при погружении сваи в разрыхленный предварительным бурением грунтовый массив и равным 0,6 - при погружении сваи в лидерную скважину.
Расчетное сопротивление грунта под нижним концом бурозавинчиваемой сваи следует определять по формуле
R = α1с1 + α2γ1h, (7.17)
где α1, α2 - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.9 в зависимости от расчетного угла внутреннего трения грунта φI, основания сваи;
c1 - расчетное значение удельного сцепления грунта основания сваи, кПа;
γ1 - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м3, залегающих выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
h - глубина погружения сваи, м.
7.2.12 Толщина стенки бурозавинчиваемых свай должна проверяться расчетом на прочность при передаче на трубу максимального крутящего момента, развиваемого механизмом, используемым для погружения свай.
Учет отрицательных (негативных) сил трения грунта на боковой поверхности свай
7.2.13 Отрицательные (негативные) силы трения, возникающие на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз, следует учитывать в случаях:
планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;
загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м2;
загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м2;
увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;
незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;
уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;
просадки грунтов при замачивании;
при строительстве нового здания вблизи существующих.
Примечание - Учет отрицательных сил трения, возникающих в просадочных грунтах, следует производить в соответствии с требованиями раздела 9.
7.2.14 Отрицательные силы трения учитывают до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента превышает половину предельного значения осадки фундамента. Расчетные сопротивления грунта fi принимают по таблице 7.2 со знаком «минус», а для торфа, ила, сапропеля - минус 5 кПа.
Если в пределах длины погруженной части сваи залегают напластования торфа толщиной более 30 см и возможна планировка территории подсыпкой или иная ее загрузка, эквивалентная подсыпке, то расчетное сопротивление грунта fi, расположенного выше подошвы наинизшего (в пределах длины погруженной части сваи) слоя торфа, следует принимать:
а) при подсыпках высотой менее 2 м для грунтовой подсыпки и слоев торфа - равным нулю, для минеральных ненасыпных грунтов природного сложения - положительным значениям по таблице 7.2;
б) при подсыпках высотой от 2 до 5 м для грунтов, включая подсыпку, - равным 0,4 значений, указанных в таблице 7.2, но со знаком «минус», а для торфа - минус 5 кПа (отрицательные силы трения);
в) при подсыпках высотой более 5 м для грунтов, включая подсыпку, - равным значениям, указанным в таблице 7.2, но со знаком «минус», а для торфа - минус 5 кПа.
В пределах нижней части свай, где осадка околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента менее половины предельного значения осадки свайного фундамента, расчетные сопротивления грунта fi следует принимать положительными по таблице 7.2, а для торфа, ила, сапропеля - равными 5 кПа.
7.2.15 В случае когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение fi, следует принимать равным 5 кПа.
Если известны значения коэффициентов консолидации и модуля деформации торфов, залегающих в пределах длины погруженной части сваи, и возможно определение значения осадки основания от воздействия пригрузки территории для каждого слоя грунта, то при определении несущей способности сваи допускается учитывать силы сопротивления грунта с отрицательным знаком (отрицательные силы трения) не от уровня подошвы нижнего слоя торфа, а начиная от верхнего уровня слоя грунта, значение дополнительной осадки которого от пригрузки территории (определенной начиная с момента передачи на сваю расчетной нагрузки) составляет половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения.
|
