СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты


МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СВОД ПРАВИЛ СП 24.13330.2011
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Актуализированная редакция
СНиП 2.02.03-85
Москва 2011
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. № 858 «О порядке разработки и утверждения сводов правил».
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова» - институт ОАО «НИЦ «Строительство» (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. № 786 и введен в действие с 20 мая 2011 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 24.13330.2010
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Общие положения
5 Требования к инженерно-геологическим испытаниям
6 Виды свай
7 Проектирование свайных фундаментов
7.1 Основные указания по расчету
7.2 Расчетные методы определения несущей способности свай
7.3 Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний
7.4 Расчет свай, свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов по деформациям
7.5 Особенности проектирования большеразмерных кустов и полей свай и плит ростверка
7.6 Особенности проектирования свайных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений
8 Требования к конструированию свайных фундаментов
9 Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах
10 Особенности проектирования свайных фундаментов в набухающих грунтах
11 Особенности проектирования свайных фундаментов на подрабатываемых территориях
12 Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах
13 Особенности проектирования свайных фундаментов на закарстованных территориях
14 Особенности проектирования свайных фундаментов опор воздушных линий электропередачи
15 Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных зданий
Приложение А (справочное) Термины и определения
Приложение Б (рекомендуемое) Определение объемов инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов
Приложение В (рекомендуемое) Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
Приложение Г (рекомендуемое) Расчет несущей способности пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip > 0,025
Приложение Д (рекомендуемое) Расчет осадки буронабивной сваи в билинейной постановке
Приложение Е (рекомендуемое) Определение несущей способности свай в просадочных грунтах по их прочностным характеристикам
Приложение Ж (рекомендуемое) Расчет свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения
Библиография


Введение
Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.
Разработан НИИОСП им. Н.М. Герсеванова - институтом ОАО «НИЦ «Строительство»: д-ра техн. наук Б.В. Бахолдин, В.Л. Петрухин и канд. техн. наук И.В. Колыбин - руководители темы; д-ра техн. наук: А.А. Григорян, Е.A. Сорочан, Л.P. Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г. Алексеев, В.А. Барвашов, С.Г. Безволев, Г.И. Бондаренко, В.Г. Буданов, A.M. Дзагов, О.И. Игнатова, В.Е. Конаш, В.В. Михеев, Д.Е. Разводовский, В.Г. Федоровский, О.А. Шулятъев, П.И. Ястребов, инженеры Л.П. Чащихина, Е.А. Парфенов, при участии инженера Н.П. Пивника.
СП 24.13330.2011
СВОД ПРАВИЛ
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Pile foundations
Дата введения 2011-05-20
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее - сооружений).
Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.
2 Нормативные ссылки
В настоящем СП приведены ссылки на следующие документы:
Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании»
Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
СП 14.13330.2011 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»
СП 16.13330.2011 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»
СП 64.13330.2011 «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции»
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 21.13330.2010 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»
СП 28.13330.2010 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы»
СП 38.13330.2010 «СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)»
СП 40.13330.2010 «СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные»
СП 41.13330.2010 «СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений»
СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия
СП 47.13330.2010 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СНиП 23-01-99* Строительная климатология
СП 58.13330.2010 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные
СП 63.13330.2010 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых испытаний сваями
ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ Р 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 19804-91 Сваи железобетонные. Технические условия
ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры
ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-99 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация
ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые
ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
ГОСТ Р 53778-2010 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем СП, приведены в приложении А.
Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.
4 Общие положения
4.1 Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района строительства;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;
г) действующих на фундаменты нагрузок;
д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений.
4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.
4.3 При проектировании следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условиях.
Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии со СНиП 23-01.
4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1).
4.5 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751.
4.6 Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерных изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СП 47.13330, СП 11-104 [2] и раздела 5 настоящего СП.
Выполненные инженерные изыскания должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий нового строительства, но и получение необходимых данных для проверки влияния устройства свайных фундаментов на существующие сооружения и окружающую среду, а также для проектирования в случае необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений.
Проектирование свайных фундаментов без соответствующих достаточных данных инженерно-геологических изысканий не допускается.
4.7 При использовании для строительства вблизи существующих сооружений свай необходимо производить оценку влияния динамических воздействий на конструкции существующих сооружений, а также на находящиеся в них чувствительные к колебаниям машины, приборы и оборудование и в необходимых случаях предусматривать измерения параметров колебаний грунта, сооружений, а также подземных коммуникаций при опытном погружении и устройстве свай.
4.8 В проектах свайных фундаментов необходимо предусматривать проведение натурных измерений (мониторинг). Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в зависимости от уровня ответственности сооружения и сложности инженерно-геологических условий (СП 22.13330).
Натурные измерения деформаций оснований и фундаментов должны предусматриваться при применении новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или фундаментов, а также в случае если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных измерений.
4.9 Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в условиях агрессивной среды, следует проектировать с учетом требований СП 28.13330, а деревянные конструкции свайных фундаментов - с учетом требований по защите их от гниения, разрушения и поражения древоточцами.
4.10 При проектировании и возведении свайных фундаментов из монолитного и сборного бетона или железобетона следует дополнительно руководствоваться СП 63.13330, СП 28.13330 и СНиП 3.04.01, а также соблюдать требования нормативных документов по устройству оснований и фундаментов, геодезическим работам, технике безопасности, правилам пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и охране окружающей среды.
5 Требования к инженерно-геологическим испытаниям
5.1 Результаты инженерных изысканий должны включать информацию о геологии, геоморфологии, сейсмичности, а также содержать все необходимые данные для выбора типа фундамента, определения вида свай и их размеров, расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, и проведения расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условий площадки строительства, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.
5.2 Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:
бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;
лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;
зондирование грунтов - статическое и динамическое;
прессиометрические испытания грунтов;
испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);
испытания грунтов эталонными и (или) натурными сваями;
опытные работы по исследованию влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения (по специальному заданию проектной организации).
5.3 Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование. При этом наиболее предпочтительным методом зондирования является статическое, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов определяют их плотность и влажность с помощью радиоактивного каротажа (ГОСТ 19912).
5.4 Для объектов повышенного и нормального уровней ответственности указанные в 5.2 и 5.3 работы рекомендуется дополнять испытаниями грунтов прессиометрами и штампами (ГОСТ 20276), эталонными и натурными сваями (ГОСТ 5686) в соответствии с рекомендациями приложения Б. При этом необходимо учитывать категории сложности грунтовых условий, устанавливаемые в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам (см. приложение Б).
При строительстве высотных зданий повышенного уровня ответственности и зданий с глубокой подземной частью в состав работ при изысканиях следует включать геофизические исследования для уточнения геологического строения массива грунтов между скважинами, определения толщины прослоев слабых грунтов, глубины водоупоров, направления и скорости движения подземных вод, а в карстоопасных районах - глубины залегания скальных и карстующих пород, их трещиноватости и закарстованности.
5.5 При применении свай новых конструкций (по специальному заданию проектной организации) в состав работ следует включать опытные погружения свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров и режима погружения, а также натурные испытания этих свай статическими нагрузками.
При применении комбинированных свайно-плитных фундаментов в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и натурными сваями.
5.6 При передаче на сваи выдергивающих, горизонтальных или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае с назначением объемов работ с учетом доминирующего воздействия.
5.7 Несущую способность свай по результатам полевых испытаний грунтов натурной и эталонной сваями и статическим зондированием следует определять в соответствии с подразделом 7.3.
5.8 Испытания грунтов сваями, штампами и прессиометрами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин (и зондирования) и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение.
Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 см2 в скважинах с целью получения модуля деформации и уточнения для исследуемой площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами зависимостях для определения модуля деформации грунтов по данным зондирования и прессиометрических испытаний.
5.9 Объем изысканий для свайных фундаментов рекомендуется назначать в соответствии с приложением Б в зависимости от уровня ответственности объекта строительства и категории сложности грунтовых условий.
При изучении разновидностей грунтов, встречающихся на площадке строительства в пределах исследуемой глубины, особое внимание должно быть обращено на наличие, глубину залегания и толщину слабых грунтов (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов, органоминеральных и органических грунтов). Наличие указанных грунтов влияет на определение вида и длины свай, расположение стыков составных свай, характер сопряжения свайного ростверка со сваями, выбор типа сваебойного оборудования. Неблагоприятные свойства указанных грунтов необходимо также учитывать при наличии динамических и сейсмических воздействий.
5.10 Размещение инженерно-геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо при одинаковых грунтовых условиях не далее 5 м от него, а в случаях применения свай в качестве ограждающей конструкции котлована - на расстоянии не более 2 м от их оси.
5.11 Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при их рядовом расположении и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже - при свайных полях размером до 10×10 м и при нагрузках на куст более 3 МН. При свайных полях размером более 10×10 м и применении плитно-свайных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на глубину сжимаемой толщи, но не менее половины ширины свайного поля или плиты, и не менее чем на 15 м.
При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих, слабых глинистых, органоминеральных и органических грунтов, рыхлых песков и техногенных грунтов) глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик.
5.12 При изысканиях для свайных фундаментов должны быть определены физические, прочностные и деформационные характеристики, необходимые для расчетов свайных фундаментов по предельным состояниям (раздел 7).
Количество определений характеристик грунтов для каждого инженерно-геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522.
5.13 Для песков, учитывая затруднения с отбором образцов ненарушенной структуры, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех уровней ответственности следует предусматривать зондирование - статическое или динамическое.
Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песков, так и глинистых грунтов для объектов III уровня ответственности и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов I и II уровней ответственности.
5.14 При применении свайных фундаментов для усиления оснований реконструируемых зданий и сооружений при инженерно-геологических изысканиях дополнительно должны быть выполнены работы по обследованию оснований фундаментов и инструментальные геодезические наблюдения за перемещениями конструкций зданий.
Кроме того, должно быть установлено соответствие новых материалов изысканий архивным данным (если они имеются) и составлено заключение об изменении инженерно-геологических и гидрогеологических условий, вызванных строительством и эксплуатацией реконструируемого сооружения.
Примечания
1 Обследование технического состояния конструкций фундаментов и здания должно выполняться по заданию заказчика специализированной организацией.
2 Оценку длины существующих свай в фундаментах реконструируемого здания целесообразно осуществлять с использованием приборов радарного типа.
5.15 Проведению обследования оснований фундаментов должны предшествовать:
визуальная оценка состояния верхней конструкции здания, в том числе фиксация имеющихся трещин, их размера и характера, установка маяков на трещины;
выявление режима эксплуатации здания с целью установления факторов, отрицательно действующих на основание;
установление наличия подземных коммуникаций и дренажных систем и их состояния;
ознакомление с архивными материалами инженерно-геологических изысканий, проводившихся на площадке реконструкции.
Проведение геодезической съемки положения конструкций реконструируемого здания и цоколей необходимо для оценки возможного возникновения неравномерных осадок (кренов, прогибов, относительных смешений).
При обследовании реконструируемых зданий следует также учитывать состояние окружающей территории и близко расположенных зданий.
5.16 Обследование оснований фундаментов и состояния фундаментных конструкций производят путем проходки шурфов с отбором монолитов грунтов непосредственно из-под подошвы фундаментов и стенок шурфа. Ниже глубины шурфов инженерно-геологическое строение, гидрогеологические условия и свойства грунтов должны быть исследованы бурением и зондированием, при этом буровые скважины и точки зондирования размещают по периметру здания или сооружения на расстоянии от них не более 5 м.
5.17 При усилении оснований реконструируемых сооружений подводкой забивных, вдавливаемых, буронабивных или буроинъекционных свай глубина бурения и зондирования должна приниматься по указаниям 5.11.
5.18 Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен составляться в соответствии с СП 47.13330 и СП 11-105 [3].
Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки.
При наличии натурных испытаний свай статической или динамической нагрузкой должны приводиться их результаты. Результаты зондирования должны включать данные о несущей способности свай.
При наличии на площадке подземных вод с агрессивными свойствами необходимо приводить рекомендации по антикоррозийной защите свай.
В случаях выявления на площадке строительства прослоев или толщи специфических грунтов и опасных геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.) необходимо привести данные об их распространении и интенсивности проявления.
5.19 При инженерно-геологических изысканиях и исследованиях свойств грунтов для проектирования и устройства свайных фундаментов необходимо также учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 9-15 настоящего СП.
6 Виды свай
6.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:
а) предварительно изготовленные забивные и вдавливаемые (в дальнейшем - забивные) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его разбуривания или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью (см. ГОСТ 19804);
б) сваи-оболочки железобетонные, погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта из их полости и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;
в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения - отжатия грунта;
г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;
д) винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в грунт путем ее завинчивания в сочетании с вдавливанием.
6.2 По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие (сваи трения).
К сваям-стойкам следует относить сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, - на малосжимаемые грунты. Силы сопротивления грунтов, за исключением отрицательных (негативных) сил трения, на боковой поверхности свай-стоек в расчетах их несущей способности по грунту основания на сжимающую нагрузку не должны учитываться.
К висячим сваям (сваям трения) следует относить сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Примечание - К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации Е ≥ 50 МПа.
6.3 Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и сваи-оболочки диаметром 1 м и более следует подразделять:
а) по способу армирования - на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;
б) по форме поперечного сечения - на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;
в) по форме продольного сечения - на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные);
г) по конструктивным особенностям - на сваи цельные и составные (из отдельных секций);
д) по конструкции нижнего конца - на сваи с заостренным или плоским нижним концом, или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.
Примечание - Сваи забивные с камуфлетной пятой устраивают путем забивки полых свай круглого сечения с закрытым стальным полым наконечником с последующим заполнением полости сваи и наконечника бетонной смесью и устройством с помощью взрыва камуфлетной пяты в пределах наконечника. В проектах таких свай следует предусматривать указания о соблюдении правил производства буровзрывных работ.
6.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:
а) набивные, устраиваемые путем погружения (забивкой, вдавливанием или завинчиванием) инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком (наконечником) или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью, в том числе после устройства уширения из втрамбованной сухой бетонной смеси;
б) набивные виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем;
в) набивные в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.
6.5 Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:
а) буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод - с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;
б) буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;
в) баретты - буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер или грунтовая фреза;
г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью;
д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси, а также устраиваемые полым шнеком;
е) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, выполняемые с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (серией разрядов импульсов тока высокого напряжения - РИТ);
ж) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;
з) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подпункт «г») тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.
6.6 Применение свай с оставляемыми обсадными трубами допускается только в случаях, когда исключена возможность применения других решений конструкции фундаментов (при устройстве буронабивных свай в пластах грунтов со скоростью фильтрационного потока более 200 м/сут, при применении буронабивных свай для закрепления действующих оползневых склонов и в других обоснованных случаях).
При устройстве буронабивных свай в водонасыщенных глинистых грунтах для крепления стенок скважин допускается использовать избыточное давление воды не менее 0,5 атм при условии удаления места проведения работ от существующих объектов не менее 25 м (указанное требование не относится к случаю устройства свай с бурением под защитой инвентарных обсадных труб).
6.7 Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона по ГОСТ 26633.
Для нестандартизованных забивных железобетонных свай, а также для набивных и буровых свай необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой - не ниже В22,5.
6.8 Железобетонные ростверки свайных фундаментов следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже: для монолитных - В15, для сборных - В20.
Для опор мостов класс бетона свай и свайных ростверков следует назначать в соответствии с требованиями СП 35.13330, а для гидротехнических сооружений - СП 40.13330 и СП 41.13330.
6.9 Бетон для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков, а также оголовков свай при сборных ленточных ростверках следует предусматривать в соответствии с требованиями СП 63.13330, но не ниже класса В15.
Примечание - Для опор мостов и гидротехнических сооружений класс бетона для замоноличивания сборных элементов свайных фундаментов должен быть на ступень выше класса бетона соединяемых сборных элементов.
6.10 Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь ГОСТ 19804.6, СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений - соответственно СП 35.13330 и СП 40.13330.
6.11 Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты), соответствующих требованиям ГОСТ 9463, диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м. Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется.
7 Проектирование свайных фундаментов
7.1 Основные указания по расчету
7.1.1 Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям:
первой группы:
а) по прочности материала свай и свайных ростверков;
б) по несущей способности (предельному сопротивлению) грунта основания свай;
в) по потере общей устойчивости оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположено на откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающими слоями грунта. Этот расчет следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента;
второй группы:
а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (см. подраздел 7.4);
б) по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. приложение В);
в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.
7.1.2 В расчетах оснований свайных фундаментов следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние подземных вод и их режима на физико-механические свойства грунтов и др.).
Сооружение и его основание должны рассматриваться совместно, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения со сжимаемым основанием.
Расчетная схема системы «сооружение - основание» или «фундамент - основание» должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.
Расчет свайных фундаментов должен проводиться с построением математических моделей, описывающих механическое поведение свайных фундаментов для первого или второго предельного состояния. Расчетная модель может представляться в аналитическом или численном виде. При проведении расчетов несущей способности и осадок одиночных свай предпочтение следует отдавать табулированным или аналитическим решениям, приведенным в настоящем СП. Расчеты большеразмерных свайных кустов и комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) следует, преимущественно, проводить численно.
При проектировании свайных фундаментов следует учитывать жесткость конструкций, объединяющих головы свай, что должно отражаться в расчетной модели. При этом при составлении расчетной модели должны также учитываться:
грунтовые условия площадки строительства;
гидрогеологический режим;
особенности устройства свай;
наличие шлама под нижним концом свай.
При проведении численных расчетов расчетная схема системы «ростверк - сваи - грунтовое основание» должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, в конечном счете определяющих сопротивление указанной системы. Необходимо учитывать продолжительность и возможное изменение во времени нагружения свай и свайных фундаментов.
Расчетная модель свайных фундаментов должна строиться таким образом, чтобы содержать погрешность только в сторону запаса надежности проектируемых надземных конструкций. Если заранее такая погрешность не может быть определена, необходимо проведение вариантных расчетов и определение наиболее неблагоприятных воздействий для надземных конструкций.
При проведении компьютерных расчетов свайных фундаментов следует учитывать возможные неопределенности, связанные с назначением расчетной модели и выбором деформационных и прочностных показателей грунтов основания. Для этого при проведении численных расчетов, определяющих возможное сопротивление одиночных свай, групп свай и свайно-плитных фундаментов, рекомендуется проводить сопоставление результатов расчета отдельных элементов расчетной схемы с аналитическими решениями, а также выполнять сопоставление альтернативных результатов расчета по различным геотехническим программам.
7.1.3 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями СП 20.13330, СП 22.13330.
7.1.4 Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям - на основные сочетания.
7.1.5 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СП 35.13330; СП 40.13330; СП 38.13330 и СП 58.13330.
7.1.6 Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов.
Расчетные значения характеристик материалов свай и свайных ростверков следует принимать в соответствии с требованиями СП 63.13330, СП 16.13330, СП 64.13330, СП 35.13330 и СП 40.13330.
Расчетные значения характеристик грунтов следует определять в соответствии с ГОСТ 20522, расчетные значения коэффициентов постели грунта сz,окружающего сваю, следует принимать в соответствии с приложением В.
Расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи R и на боковой поверхности сваи fi следует определять по указаниям подраздела 7.2.
При наличии результатов полевых исследований, проведенных в соответствии с требованиями подраздела 7.3, несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний, учитывая рекомендации подраздела 7.3.
Для объектов, по которым не проводились испытания натурных свай статической нагрузкой, рекомендуется определять несущую способность грунта основания сваи несколькими из возможных способов, указанных в подразделах 7.2 и 7.3, учитывая при этом уровень ответственности сооружения.
7.1.7 Расчет свай и свайных ростверков по прочности материала должен производиться в соответствии с требованиями действующих правил по расчету бетонных, железобетонных, стальных и деревянных конструкций.
Расчет элементов железобетонных конструкций свайных фундаментов по образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений - также с учетом требований СП 35.13330 и СП 40.13330 соответственно.
7.1.8 При расчете свай всех видов по прочности материала сваю допускается рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l1, определяемом по формуле
(7.1)
где l0 - длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;
ae - коэффициент деформации, 1/м, определяемый по рекомендуемому приложению Г.
Если для буровых свай и свай-оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение то следует принимать (где h - глубина погружения сваи или сваи-оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).
При расчете по прочности материала буроинъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е ≤ 5 МПа, расчетную длину свай на продольный изгиб ld в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:
при Е ≤ 2 МПа ld = 25d
при 2 < Е ≤ 5 МПа ld = 15d.
В случае если ld превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта hg, расчетную длину следует принимать равной 2hg.
(Опечатка. Июнь 2011 г.)
7.1.9 При расчете набивных, буровых свай и баретт (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с понижающим коэффициентом условий работы γсb = 0,85, учитывающим бетонирование в узком пространстве скважин и обсадных труб, и дополнительного понижающего коэффициента γ'сb, учитывающего влияние способа производства свайных работ:
а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, γ'сb = 1,0;
б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ'сb = 0,9;
в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, γ'сb = 0,8;
г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), γ'сb = 0,7.
Примечание - Бетонирование свай под водой или под глинистым раствором следует производить только методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) или с помощью бетононасосов.
7.1.10 Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от сооружения, а предварительно изготовленных (забивных) свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3l (где l - длина сваи).
При этом усилие в свае от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:
1,5 - при расчете по прочности;
1,25 - при расчете по образованию и раскрытию трещин.
В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимают равным единице.
7.1.11 Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия
(7.2)
где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании), определяемая в соответствии с 7.1.12;
Fd - несущая способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с подразделами 7.2 и 7.3;
γ0 - коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным γ0 = 1 при односвайном фундаменте и γ0 = 1,15 при кустовом расположении свай;
γn - коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности;
γk - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным:
1,2 - если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;
1,25 - если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта или по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;
1,4 - если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта;
1,4 (1,25) - для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на висячих сваях (сваях трения) и сваях-стойках, а при высоком ростверке - только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо от числа свай в фундаменте.
Для фундаментов опор мостов и для гидротехнических сооружений при высоком или низком ростверке, подошва которого опирается на сильносжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также для любых сооружений при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, γk принимают в зависимости от числа свай в фундаменте:
При 21 свае и более 1,4 (1,25);
от 11 до 20 свай 1,55 (1,4);
» 6 » 10 » 1,65 (1,5);
» 1 » 5 » 1,75 (1,6).
Для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН и набивную сваю более 2500 кН значение коэффициента γk следует принимать равным 1,4, если несущая способность сваи определена по результатам испытаний статической нагрузкой, и 1,6, если несущая способность сваи определена другими способами.
Примечания
1 В скобках даны значения γk в случае, когда несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования грунтов.
2 При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N, следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.
3 Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).
4 Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более. При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяют интерполяцией.
7.1.12 Расчетную нагрузку на сваю N, кН, следует определять, рассматривая фундамент как группу свай, объединенную жестким ростверком, воспринимающим вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле
(7.3)
где Nd - расчетная сжимающая сила, кН, передаваемая на свайный ростверк в уровне его подошвы;
Мх, Му - передаваемые на свайный ростверк в плоскости подошвы расчетные изгибающие моменты, кН×м, относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;
N - число свай в фундаменте;
xi yi - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;
х, у - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляют расчетную нагрузку, м.
7.1.13 Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с жестким ростверком с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.
7.1.14 Проверка устойчивости свайного фундамента и его основания должна производиться в соответствии с требованиями СП 22.13330 с учетом действия дополнительных горизонтальных реакций от свай, приложенных к сдвигаемой части грунта.
7.1.15 Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами (приложение Ж).
7.1.16 Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условия
s ≤ su, (7.4)
где s - совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т.п.), определяемая расчетом с учетом 7.1.4, 7.1.5, по подразделу 7.4 и приложению В;
su - предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое в соответствии со СП 22.13330, а для мостов - СП 35.13330.
7.2 Расчетные методы определения несущей способности свай
Сваи-стойки
7.2.1 Несущую способность Fd, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой сваи, опирающейся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (6.2), следует определять по формуле
Fd = γcRA, (7.5)
где γс - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа;
А - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, для свай полых круглого сечения с открытым нижним концом и свай-оболочек - равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.
Расчетное сопротивление скального грунта R для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, следует принимать R = 20 000 кПа.
Для набивных, буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном, опирающихся на невыветрелые скальные и малосжимаемые грунты (без слабых прослоек) и заглубленные в них менее чем на 0,5 м, R следует определять по формуле
(7.6)
где Rm - расчетное сопротивление массива скального грунта под нижним концом сваи-стойки, определяемое по Rc,m,n, - нормативному значению предела прочности на одноосное сжатие массива скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа, определяемому, как правило, в полевых условиях;
yg - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.
Для предварительных расчетов оснований сооружений всех уровней ответственности значения характеристик Rm и Rc,m,n допускается принимать равным
Rm = Rc Ks, Rc,m,n = Rc,n Ks
где Rc и Rcn - соответственно расчетное и нормативное значения предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа, определяются по результатам испытаний образцов отдельностей (монолитов) в лабораторных условиях;
Ks - коэффициент, учитывающий снижение прочности ввиду трещиноватости скальных пород, принимаемый по таблице 7.1.
Таблица 7.1
Степень трещиноватости Показатель качества породы RQD, % Коэффициент снижения прочности Кs
Очень слаботрещиноватые 90-100 1
Слаботрещиноватые 75-90 От 0,60 до 1
Среднетрещиноватые 50-75 Св. 0,32 » 0,60
Сильнотрещиноватые 25-50 » 0,15 » 0,32
Очень сильнотрещиноватые 0-25 » 0,05 » 0,15
Примечания
1 Большим значениям RQD соответствуют большие значения Ks,
2 Для промежуточных значений RQD коэффициент Ks определяется интерполяцией.
3 При отсутствии данных о значениях RQD из диапазона величин Ks, принимаются наименьшие значения.
В любом случае значение R следует принимать не более 20 000 кПа.
Расчетное сопротивление скального грунта R для набивных и буровых свай и свай оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, определяется по формуле
(7.7)
где Rm - определяется по формуле (7.6);
ld - расчетная глубина заделки набивной и буровой сваи и сваи-оболочки в скальный грунт, м;
df - наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м.
Значение фактора заглубления принимается не более 3.
Для окончательных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также оснований, сложенных выветрелыми, размягчаемыми, со слабыми прослойками скальными грунтами, несущую способность сваи-стойки Fd следует принимать по результатам испытаний свай статической нагрузкой.
Для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, - по формуле (7.7), принимая фактор, заглубления равным единице.
Примечание - При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.
Висячие забивные, вдавливаемые всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта (забивные сваи трения)
7.2.2 Несущую способность Fd, кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле
Fd = γc (γcRRA + uΣγcffihi), (7.8)
где γc - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;
А - площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;
u - наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
fi, - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;
hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
γcR, γcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 7.4.
В формуле (7.8) суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных соответственно ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.
Примечания
1 Несущую способность забивных булавовидных свай следует определять по формуле (7.8), при этом за периметр u на участке ствола следует принимать периметр поперечного сечения ствола сваи, на участке уширения - периметр поперечного сечения уширения. Расчетное сопротивление fi, грунта на боковой поверхности таких свай на участке уширения, а в песках и на участке ствола следует принимать таким же, как для свай без уширения; в глинистых грунтах сопротивление fi, на участке ствола, расположенного выше уширения, следует принимать равным нулю.
2 Расчетные сопротивления грунтов R и fi в формуле (7.8) для лессовых грунтов при глубине погружения свай более 5 м следует принимать по значениям, указанным в таблицах 7.2 и 7.3 для глубины 5 м. Кроме того, для этих грунтов в случае возможности их замачивания расчетные сопротивления R и fi указанные в таблицах 7.2 и 7.3, следует принимать при показателе текучести, соответствующем полному их водонасыщению.
7.2.3 Для забивных и вдавливаемых свай, опирающихся нижним концом на рыхлые пески или на глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, несущую способность Fd, кН, следует определять по результатам статических испытаний свай.
7.2.4 Несущую способность пирамидальной, трапецеидальной и ромбовидной свай, прорезающих песчаные и глинистые грунты, Fd, кН, с наклоном боковых граней ip < 0,025 следует определять по формуле
Fd = γc [RА + Σhi (uifi + u0iipEikiζr)] (7.9)
где γc, R, A, hi,fi, - то же, что и в формуле (7.8);
ui - наружный периметр i-го сечения сваи, м;
u0i - сумма размеров сторон i-го поперечного сечения сваи, м, которые имеют наклон к оси сваи;
ip - наклон боковых граней сваи, доли единицы;
Еi - модуль деформации слоя грунта, окружающего боковую поверхность сваи, кПа, определяемый по результатам компрессионных испытаний;
ki - коэффициент, зависящий от вида грунта и принимаемый по таблице 7.5;
ζr - реологический коэффициент, принимаемый равным 0,8.
Примечания
1 При ромбовидных сваях суммирование сопротивлений грунта на боковой поверхности участков с обратным наклоном в формуле (7.9) не производится.
2 Расчет пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip > 0,025 допускается производить в соответствии с требованиями приложения Г при наличии результатов прессиометрических испытаний, а при их отсутствии - по формуле (7.9), принимая значение ip равным 0,025.
7.2.5 Несущую способность Fdu, кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле
Fdu = γcuΣγcffihi (7.10)
где u, γcf, fi, hi - то же, что и в формуле (7.8);
γc - коэффициент условий работы сваи в грунте (для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, γc = 0,6, на глубину 4 м и более γc = 0,8 - для всех сооружений, кроме опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимают в соответствии с разделом 14).
Примечание - В фундаментах опор мостов не допускается работа свай на выдергивание при действии одних постоянных нагрузок.
Таблица 7.2
Глубина погружения нижнего конца сваи, м Расчетные сопротивления под нижним концом забивных и вдавливаемых свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R, кПа
песков средней плотности
гравелистых крупных - средней крупности мелких пылеватых -
глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
3 7500 6600
4000 3000 3100
2000 2000
1200 1100 600
4 8300 6800
5100 3800 3200
2500 2100
1600 1250 700
5 8800 7000
6200 4000 3400
2800 2200
2000 1300 800
7 9700 7300
6900 4300 3700
3300 2400
2200 1400 850
10 10500 7700
7300 5000 4000
3500 2600
2400 1500 900
15 11700 8200
7500 5600 4400
4000 2900 1650 1000
20 12600 8500 6200 4800
4500 3200 1800 1100
25 13400 9000 6800 5200 3500 1950 1200
30 14200 9500 7400 5600 3800 2100 1300
≥ 35 15000 10000 8000 6000 4100 2250 1400
Примечания
1 Над чертой даны значения R для песков, под чертой - для глинистых грунтов.
2 В таблицах 7.2 и 7.3 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м - от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.
Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах - от уровня дна болота.
При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи в таблице 7.2 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м.
3 Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R и fi в таблицах 7.2 и 7.3 определяют интерполяцией.
4 Для плотных песков, плотность которых определена по данным статического зондирования, значения R по таблице 7.2 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по таблице 7.2 следует увеличить на 60 %, но не более чем до 20 000 кПа.
5 Значения расчетных сопротивлений R по таблице 7.2 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее, м:
4,0 - для мостов и гидротехнических сооружений;
3,0 - для зданий и прочих сооружений.
6 Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15×0,15 м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %.
7 Для супесей при числе пластичности Iр ≤ 4 и коэффициенте пористости e < 0,8 расчетные сопротивления R и fi, следует определять как для пылеватых песков средней плотности.
8 При расчетах показатель текучести грунтов следует принимать применительно к прогнозируемому их состоянию в период эксплуатации проектируемых зданий и сооружений
Таблица 7.3
Средняя глубина расположения слоя грунта, м Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных и вдавливаемых свай и свай-оболочек fi, кПа
песков средней плотности
крупных и средней крупности мелких пылеватых - - - - - -
глинистых грунтов при показателе текучести IL, равном
£ 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
1 35 23 15 12 8 4 4 3 2
2 42 30 21 17 12 7 5 4 4
3 48 35 25 20 14 8 7 6 5
4 53 38 27 22 16 9 8 7 5
5 56 40 29 24 17 10 8 7 6
6 58 42 31 25 18 10 8 7 6
8 62 44 33 26 19 10 8 7 6
10 65 46 34 27 19 10 8 7 6
15 72 51 38 28 20 11 8 7 6
20 79 56 41 .30 20 12 8 7 6
25 86 61 44 32 20 12 8 7 6
30 93 66 47 34 21 12 9 8 7
³ 35 100 70 50 36 22 13 9 8 7
Примечания
1 При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности свай fi, следует учитывать требования, изложенные в примечаниях 2, 3 и 8 к таблице 7.2.
2 При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай fi, пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м.
3 Значения расчетного сопротивления плотных песков на боковой поверхности свай fi следует увеличивать на 30 % по сравнению со значениями, приведенными в таблице.
4 Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е < 0,5 и глин с коэффициентом пористости е < 0,6 следует увеличивать на 15 % по сравнению со значениями, приведенными в таблице 7.3, при любых значениях показателя текучести.

Таблица 7.4
Способы погружения забивных и вдавливаемых свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, и виды грунтов Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай
под нижним концом γcR на боковой поверхности γcf
1 Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными), паровоздушными и дизельными молотами 1,0 1,0
2 Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя скважины при ее диаметре:
а) равном стороне квадратной сваи 1,0 0,5
б) на 0,05 м менее стороны квадратной сваи 1,0 0,6
в) на 0,15 м менее стороны квадратной или диаметра сваи круглого сечения (для опор линий электропередачи) 1,0 1,0
3 Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем этапе погружения без применения подмыва на 1 м и более 1,0 0,9
4 Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты:
а) пески средней плотности:
крупные и средней крупности 1,2 1,0
мелкие 1,1 1,0
пылеватые 1,0 1,0
б) глинистые с показателем текучести IL = 0,5:
супеси 0,9 0,9
суглинки 0,8 0,9
глины 0,7 0,9
в) глинистые с показателем текучести IL < 0 1,0 1,0
5 Погружение молотами полых железобетонных свай с открытым нижним концом:
а) при диаметре полости сваи менее 0,4 м 1,0 1,0
б) то же, от 0,4 до 0,8 м 0,7 1,0
6 Погружение любым способом полых свай круглого сечения с закрытым нижним концом на глубину 10 м и более с последующим устройством в нижнем конце свай камуфлетного уширения в песчаных грунтах средней плотности и в глинистых грунтах с показателем текучести IL < 0,5 при диаметре уширения, равном:
а) 1,0 м независимо от указанных видов грунта 0,9 1,0
б) 1,5 м в песках и супесях 0,8 1,0
в) 1,5 м в суглинках и глинах 0,7 1,0
7 Погружение вдавливанием свай:
а) в пески крупные, средней крупности и мелкие 1,1 1,0
б) в пески пылеватые 1,1 0,8
в) в глинистые грунты с показателем текучести IL < 0,5 1,1 1,0
г) то же, IL > 0,5 1,0 1,0
Примечание - Коэффициенты γсR и γcf по поз. 4 для глинистых грунтов с показателем текучести 0,5 > IL > 0 определяют интерполяцией.
(Опечатка. Июнь 2011 г.)
Таблица 7.5
Грунты Коэффициент ki
Пески и супеси 0,5
Суглинки 0,6
Глины:
при Ip = 18 0,7
при Ip = 25 0,9
Примечание - Для глин с числом пластичности 18 < Ip < 25 значения коэффициента ki определяют интерполяцией.
Висячие набивные, буровые и сваи-оболочки, погружаемые с выемкой грунта и заполняемые бетоном (сваи трения)
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 + γcfuΣfihi) (7.11)
где γc - коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,85 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 по 6.5 е, 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 14;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.7; а для набивной сваи, изготавливаемой по технологии, указанной в 6.4 а, б - по таблице 7.2;
А - 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;
и - 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 7.6;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;
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 п...


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS