Свайные фундаменты

v       - коэффициент Пуассона грунта;

m₀    - коэффициент площади, зависящий от отношения L/B:

L/B	1	2	3	5	10
m0	0,88	0,86	0,83	0,77	0,67

в) общую жесткость КСП  фундамента K_f вычисляют по формуле

K_f = K_p + K_c.                                                                                            (7.40)

1.4.12 Осадку КСП фундамента вычисляют по формуле

s_f = ΣP/K_f.                                                                                                (7.41)

При этом часть нагрузки, воспринимаемой сваями, составит

P_p = (K_p/K_f)ΣP,                                                                                        (7.42)

а часть нагрузки, воспринимаемой плитой, составит

P_c = K_c/K_fΣP,                                                                                          (7.43)

1.4.13 Определение расчетных показателей КСП фундамента производят методом последовательных приближений:

а) имея площадь ростверка  здания A и задавшись расстоянием между сваями a порядка (5 - 7)d, находим число свай в фундаменте

n = A/a²;                                                                                                   (7.44)

б) при максимально допустимой осадке свайного фундамента s_ф расчетная осадка одиночной сваи s₁ равна

s₁ = s_ф/R'_s,                                                                                                 (7.45)

где в первом приближении  принимают значение R'_s по таблице 7.19, имея значения n и a при l/d = 25 и λ = 1000;

в) определяют расчетную  нагрузку на сваю P₁ по формуле

P₁ = E_SLds₁/I'_s,                                                                                          (7.46)

где значение I'_s принимают по таблице 7.18, которое в первом приближении при принятом значении R'_s равно I'_s = 0,10;

г) определяют расчетную  нагрузку на одиночную сваю свайного фундамента P₁^наг, приходящуюся от внешней расчетной нагрузки на фундамент (ΣP). При этом принимается, что сваи воспринимают 85 % ΣP

P₁^наг = 0,85ΣP/nR'_s.                                                                                 (7.47)

Полученное расхождение  между значениями P₁ и P₁^наг указывает направление уточнения расчета глазным образом за счет изменения значения nс включением в расчет фактических значений l/d и λ.

Выполненные расчеты осадки КСП фундаментов рекомендуется  дополнительно проверить на осадку как условного фундамента.

1.4.14 При расчете КСП фундамента жесткого ростверка следует учитывать, что в результате перераспределения нагрузок нагрузка на крайние ряды свай, особенно на угловые, значительно выше средней нагрузки на сваю в фундаменте, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

Для зданий и сооружений II и III уровней ответственности допускается принимать нагрузки на сваи в ростверке в зависимости от средней нагрузки на сваю в фундаменте P_ср: в крайних рядах - P_к = 2P_ср, в том числе на угловых сваях - P_у = 3P_ср.

Расчет кренов свайных фундаментов

1.4.15 Крен прямоугольного свайного фундамента i следует определять по формулам:

а) для прямоугольного фундамента

i = 8i₀(1 - v²)                                                                          (7.48)

где i₀          - безразмерный коэффициент, устанавливаемый по таблице 7.20 в зависимости от 2h/L (h - глубина заложения свай, м) и от отношенияL/b;

v        - коэффициент Пуассона;

M       - момент, действующий на фундамент, кН×м;

γ_f        - коэффициент надежности по нагрузке;

E        - модуль деформации грунта в основании свай, кПа;

L и b       - длина и ширина фундамента, м;

Таблица 7.20

Значения 2h/L	Значения i0 при L/b, равном
	0,5	2,4	5
0,5	0,37	0,36	0,28
1	0,32	0,30	0,25
3	0,30	0,22	0,18

б) для круглого фундамента

i = i₀(1 - v²)                                                                              (7.49)

где i₀ определяют по таблице 7.21 в зависимости от отношения h/r (r - радиус фундамента, м);

v, M, γ_f, E        - то же, что и в формуле (7.48).

Таблица 7.21

h/r	0,5	1,0	2,0	5,0
i0	0,36	0,26	0,23	0,23

Расчет горизонтальных перемещений свай

1.4.16 Расчет свай по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента следует выполнять в соответствии с приложением Д.

Для сооружений II и III уровней ответственности расчет горизонтальных перемещений куста свай при жестко заделанных в ростверк сваях допускается выполнять по приведенному ниже методу (7.4.17 - 7.4.21).

Расчет производят раздельно  для связных и несвязных грунтов  по несущей способности и по деформациям.

1.4.17 Расчетом должно быть обеспечено выполнение условий (7.50) и (7.51):

F_h ≤ H_к;                                                                                                    (7.50)

Δ_г ≤ S_пр,                                                                                                    (7.51)

где F_h       - расчетная горизонтальная нагрузка на куст свай, кН;

H_к    - расчетное сопротивление куста свай, определяемое по формуле (7.55), кН;

Δ_г     - расчетное горизонтальное перемещение сваи в уровне подошвы ростверка, м;

S_пр    - предельно допустимое значение горизонтального перемещения сваи, устанавливаемое в техническом задании, м.

1.4.18 При расчете свай в связных грунтах определяют:

1) Несущую способность  свай на горизонтальную нагрузку H, кН, в зависимости от прочности ствола сваи на изгиб по формуле

H = c_ud²β_c,                                                                                               (7.52)

где c_u       - расчетное среднее значение недренированного сопротивления грунта сдвигу, определяемое в соответствии с 7.4.21 для участка от поверхности грунта до глубины 10d, кПа;

d     - диаметр или ширина ствола сваи, м;

β_c   - безразмерный коэффициент прочности ствола сваи, определяемый по таблице 7.22 в зависимости от безразмерного показателя m_c и вида заделки головы сваи

m_c = M_p/c_ud³,                                                                                           (7.53)

где M_p      - расчетный изгибающий момент ствола сваи, кН×м, определяемый в зависимости от размера и армирования сваи; для стандартных железобетонных забивных свай, принимаемый по серии 1.011.1-10 (приложение Г) с учетом вертикальной нагрузки на сваю при ее наличии;

c_u и d       - то же, что и в формуле (7.52).

Таблица 7.22

Свая	Коэффициент βc при mc, равном
	2	4	10	20	40	100	200
С заделанной головой	5,1	7,9	12,7	20,7	32,4	51,3	77,1
Со свободной головой	4,1	5,9	8,9	13,9	21,2	34,7	55,6

2) Перемещение головы  сваи u_k, м, - по формуле

u_k =                                                                                           (7.54)

где H      - то же, что и в формуле (7.52);

I_uf    - коэффициент перемещения головы сваи, зависящий от отношения E_p/E_s и определяемый по таблице 7.23.

Таблица 7.23

Ep/Es	100	1000	10000
Iuf	0,35	0,23	0,14
Iup	0,50	0,35	0,24

Здесь E_p и E_s  - соответственно модули упругости сваи и деформации грунта, кПа; E_s принимают равным среднему значению от поверхности до глубины 10d.

3) Расчетное сопротивление  куста свай при жесткой заделке  сваи в ростверк - по формуле

H_к = HnK_BB,                                                                             (7.55)

где H      - то же, что и в формуле (7.52);

n       - число свай;

K_BB   - безразмерный коэффициент взаимодействия свай, приведенный в таблице 7.24.

Таблица 7.24

Число свай n	Значение коэффициента KBB при расстоянии между сваями a, равном
	3d	4d	5d	6d
4	0,68	0,71	0,80	0,86
9	0,59	0,62	0,71	0,78
16	0,47	0,57	0,65	0,74
20	0,45	0,55	0,64	0,73

1.4.19 При расчете свай в несвязных грунтах определяют:

1) Несущую способность  сваи на горизонтальную нагрузку  в зависимости от прочности  ствола сваи на изгиб по  формуле

H = k²_pγ₁d³β_n,                                                                                          (7.56)

где k_p         - коэффициент пассивного бокового давления грунта, равный k = (1 + sin φ)/(1 - sin φ);

γ₁    - расчетное значение удельного веса грунта (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

β_n   - безразмерный коэффициент, определяемый по таблице 7.25 в зависимости от безразмерного показателя m_n, вычисляемого по формуле

m_n = M_p/k²_pγ_Id⁴.                                                                                       (7.57)

M_p    - то же, что и в формуле (7.53).

Таблица 7.25

Свая	Коэффициент βn при mn, равном
	2	4	10	20	40	100	200	400
С заделанной головой	3,3	4,2	6,5	9,1	13,5	23,6	36,5	56,9
Со свободной головой	1,6	2,5	4,8	7,4	11,8	21,9	34,8	55,2