Свайные фундаменты

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;

f_i       - 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 7.9относятся 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).

 

Бурозавинчиваемые сваи

1.2.11 Несущую способность бурозавинчиваемой сваи F_d, кН, следует определять по формуле

F_d = γ_c(γ_cRRA + uΣγ_cff_ih_i),                                                                       (7.16)

где γ_c       - 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;

f_i       - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;

h_i      - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γ_cR    - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 0,8;

γ_cf     - 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 φ_I, 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.

1.2.12 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

1.2.13 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 просадочн ых грунтах, следует производить в соответствии с требованиями раздела 9.

1.2.14 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 f_i принимают по таблице7.2 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 f_i, 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 f_i следует принимать положительными по таблице 7.2, а для торфа, ила, сапропеля - равными 5 кПа.

1.2.15 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 f_i, 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.

 

1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.3.1 Несущая способность свай в полевых условиях может быть определена следующими методами: статическими испытаниями свай, динамическими испытаниями свай, испытаниями грунтов эталонной сваей, испытаниями свай-зондов, испытаниями грунтов статическим зондированием.

Примечание - Для забивных висячих свай длиной более 12 м вместо испытаний грунтов эталонной сваей допускается производить испытания сваей-зондом диаметром 127 мм, конструкция которой обеспечивает раздельные измерения сопротивления грунта под нижним концом и на участке боковой поверхности (муфте трения).

1.3.2 Испытания свай статической и динамической нагрузками и испытания грунтов эталонной сваей следует производить, соблюдая требованияГОСТ 5686, а испытания грунтов статическим зондированием - ГОСТ 19912. Испытания грунтов сваей-зондом следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 5686 применительно к эталонной свае типа П.

Объем полевых испытаний  рекомендуется принимать в соответствии с приложением В.

1.3.3 Несущую способность F_d, кН, свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками и по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле

F_d = γ_cF_u,n/γ_g,                                                                                           (7.18)

где γ_c      - коэффициент условий работы сваи; в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок γ_c = 1; в случае выдергивающих нагрузок γ_cпринимают по 7.2.5;

F_u,n   - нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН, определяемое в соответствии с 7.3.4 - 7.3.7;

γ_g    - коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям 7.3.4.

Примечание - Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, если условия испытаний соответствуют действительным условиям работы сваи в фундаменте здания или сооружения.

1.3.4 В случае если число свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле (7.18) следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т.е. F_u,n = F_u,min, а коэффициент надежности по грунту γ_g = 1.

В случае если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, F_u,n и γ_g следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай F_u, полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиямиГОСТ 20522 применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления при значении доверительной вероятностиα = 0,95. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями 7.3.5 при вдавливающих, 7.3.6 - при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и 7.3.7 - при динамических испытаниях.

7.3.5 Если нагрузка при статическом испытании свай на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки sбез увеличения нагрузки (при s ≤ 20 мм), то эту нагрузку принимают за частное значение предельного сопротивления F_u испытываемой сваи.

Во всех остальных случаях  для фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов и гидротехнических сооружений) за частное значение предельного  сопротивления сваи F_u вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку, равную s и определяемую по формуле

s = ζs_u,mt,                                                                                                   (7.19)

где s_u,mt      - предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое по СНиП 2.02.01;

ζ     - коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента здания или сооружения s_u,mt к осадке сваи, полученной при статических испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки.

Значение коэффициента ζ следует принимать равным 0,2 в случаях, когда испытание свай производят при условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают песчаные или глинистые грунты с консистенцией от твердой до тугопластичной, а также за 2 ч, если под их нижними концами залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции. Значение коэффициента ζ допускается уточнять по результатам наблюдений за осадками зданий, построенных на свайных фундаментах в аналогичных грунтовых условиях.

Если осадка, определенная по формуле (7.19), окажется более 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи F_u следует принимать нагрузку, соответствующую s = 40 мм.

Для мостов и гидротехнических сооружений за предельное сопротивление  сваи F_u при вдавливающих нагрузках следует принимать нагрузку на одну ступень менее нагрузки, при которой вызываются:

а) приращение осадки за одну ступень загружения (при общем значении осадки более 40 мм), превышающее в пять раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения;

б) осадка, не затухающая в  течение суток и более (при  общем значении ее более 40 мм).

Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или более 1,5F_d [где F_d - несущая способность сваи, рассчитанная по формулам (7.5), (7.8), (7.9), (7.11), (7.15) и (7.16)], осадка сваи s при испытаниях окажется менее значения, определенного по формуле (7.19), а для мостов и гидротехнических сооружений - менее 40 мм, то в этом случае за частное значение предельного сопротивления сваиF_u допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях.