Как найти периметр поперечного сечения сваи

7.2 Расчетные методы определения несущей способности свай

Сваи-стойки

7.2.1 Расчетные методы следует использовать для оценки несущей способности свай-стоек при проектировании сооружений всех уровней ответственности.

Несущую способность F_d, кН, набивной и буровой свай, взаимодействующих со скальным грунтом, а также забивной сваи и сваи-оболочки, опирающейся на скальный или слабодеформируемый грунт, принимают равной несущей способности основания под нижним концом сваи F_db

F_d = F_db. (7.5)

Несущую способность основания под нижним концом сваи F_db следует определять, используя расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, по формуле

(7.6)

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа;

A – площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, для полых свай 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.

Для набивных, буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном, опирающихся на невыветрелые скальные грунты (без слабых прослоек) при l_d < 0,5 м, R следует определять по формуле

(7.7)

где R_m – расчетное сопротивление массива скального грунта под нижним концом сваи-стойки, определяемое по R_c,m,n – нормативному значению предела прочности на одноосное сжатие массива скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа, определяемому, как правило, в полевых условиях;

– коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Для предварительных расчетов оснований сооружений всех уровней ответственности значения характеристик R_m и R_c,m,n допускается принимать равным

R_m = R_cK_s; R_c,m,n = R_c,nK_s,

где R_c и R_c,n – 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;

K_s – коэффициент, учитывающий снижение прочности ввиду трещиноватости скальных грунтов, принимаемый по таблице 7.1.

Примечание – При опирании забивных свай на слабо деформируемые грунты, для которых не задано значение предела прочности на одноосное сжатие, допускается принимать величину R по таблице 7.2 как для гравелистых песков с повышающим коэффициентом E_гр/E_k0, где E_гр – модуль деформации слабодеформируемого грунта, а E_k0 – 50 МПа.

Таблица 7.1

В любом случае значение R следует принимать не более 20 000 кПа и не менее величины расчетного сопротивления под нижним концом сваи для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и с углом внутреннего трения согласно 7.2.7.

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

(7.8)

где R_m – определяется по формуле (7.7);

l_d – расчетная глубина заделки набивной и буровой сваи и сваи-оболочки в скальный грунт, м (рисунок 7.1);

d_f – наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м.

Q – вертикальная нагрузка на сваю; Q_b – вертикальная

нагрузка, воспринимаемая пятой сваи, Q = Q_b

Рисунок 7.1 – Опирание сваи на скальный грунт

Значение фактора заглубления принимается не более 3.

Для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки – расчетное сопротивление скального грунта R определяется по формуле (7.8), 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.

7.2.2 Для предварительной оценки несущей способности F_d сваи, прорезающей толщу скальных грунтов, ее величину допускается определять с учетом расчетного сопротивления грунтов основания на боковой поверхности сваи согласно приложению Д.

7.2.3 Для расчетов оснований сооружений классов КС-3 и КС-2, а также оснований, сложенных выветрелыми, размягчаемыми, со слабыми прослойками скальными грунтами, несущую способность сваи-стойки F_d следует принимать по результатам испытаний свай статической нагрузкой.

Висячие забивные, вдавливаемые всех видов и железобетонные сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта (забивные сваи трения)

7.2.4 Несущую способность F_d, кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и железобетонной сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающей на вдавливающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

(7.9)

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1.

Примечание – Коэффициент условий работы в формулах (7.9) и (7.12) следует принимать: для нормальных промежуточных опор линий электропередачи 1,2, а в остальных случаях 1,0;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;

A – 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;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;

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

, – 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.

Таблица 7.2

Таблица 7.3

Таблица 7.4

В формуле (7.9) следует суммировать сопротивления грунта по всем его слоям, 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 (7.9), при этом за периметр u на участке ствола следует принимать периметр поперечного сечения ствола сваи, на участке уширения – периметр поперечного сечения уширения. Расчетное сопротивление f_i 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 f_i на участке ствола, расположенного выше уширения, следует принимать равным нулю.

2 Расчетные сопротивления грунтов R и f_i в формуле (7.9) 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 f_i, указанные в таблицах 7.2 и 7.3, следует принимать при показателе текучести, соответствующем полному их водонасыщению.

7.2.5 Опирание нижних концов забивных и вдавливаемых свай на рыхлые пески или на глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, не рекомендуется. В случае, если принимается такое техническое решение, несущую способность F_d, кН, следует подтверждать результатами контрольных статических испытаний свай в соответствии с ГОСТ 5686.

7.2.6 Несущую способность пирамидальной, трапецеидальной и ромбовидной свай, прорезающих песчаные и глинистые грунты, F_d, кН, с наклоном боковых граней i_p <= 0,025 следует определять по формуле

(7.10)

где , R, A, h_i, f_i, , – см. формулу (7.9);

u_i – наружный периметр i-го сечения сваи, м;

u_0,i – сумма размеров сторон i-го поперечного сечения сваи, м, имеющих наклон к оси сваи;

i_p – наклон боковых граней сваи, дол. ед.;

E_i – модуль деформации слоя грунта, окружающего боковую поверхность сваи, кПа, определяемый по результатам компрессионных испытаний;

k_i – коэффициент, зависящий от вида грунта и принимаемый по таблице 7.5;

– реологический коэффициент, принимаемый равным 0,8.

Примечания

1 При ромбовидных сваях суммирование сопротивлений грунта на боковой поверхности участков с обратным наклоном в формуле (7.10) не производится.

2 Расчет пирамидальных свай с наклоном боковых граней i_p > 0,025 допускается выполнять в соответствии с приложением В.

Таблица 7.5

7.2.7 Несущую способность F_du, кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

(7.11)

где u, , f_i, h_i – см. формулу (7.9);

– коэффициент условий работы сваи в грунте (для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, , на глубину 4 м и более – для всех сооружений.

Примечания

1 В формулах (7.11) и (7.16) следует принимать для нормальных промежуточных опор линий электропередачи , для анкерных и угловых опор , если удерживающая сила веса свай и ростверка равна расчетной выдергивающей нагрузке , если удерживающая сила составляет 65% и менее расчетной выдергивающей нагрузки , а в остальных случаях по интерполяции.

2 В фундаментах опор мостов не допускается работа свай на выдергивание при основном сочетании нагрузок, включающем только постоянные нагрузки и воздействия.

7.2.8 Несущую способность свай и баретт длиной свыше 40 м следует определять на основании численных расчетов с учетом 7.2.15. При этом начальное напряженное состояние массива грунта рекомендуется определять с учетом OCR по ГОСТ Р 58326 в соответствии с 7.7.13.

7.2.9 Предварительно значение ожидаемого максимального вдавливающего усилия при погружении свай вдавливанием следует принимать по формуле

(7.12)

где k – эмпирический коэффициент, определенный на основании сопоставления результатов значений несущей способности свай по ГОСТ 5686 и максимального усилия вдавливания при погружении свай. Допускается принимать величину k равной 1,6 для песков пылеватых, мелких и средней плотности и 2,0 – для плотных песков, для пылевато-глинистых грунтов с E более 12 МПа – 1,3 и 1,1 для грунтов с E менее 12 МПа.

Примечания

1 Допускается корректировка k, исходя из местных условий, с учетом имеющихся архивных данных по погружению свай.

2 При погружении свай в грунты, меняющие свои свойства при замачивании, величина F_d должна быть определена для состояния грунта, при котором производится погружение свай.

Висячие набивные, буровые и сваи-оболочки, погружаемые с выемкой грунта и заполняемые бетоном (сваи трения)

7.2.10 Несущую способность F_d, 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

(7.13)

где – коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности S_r < 0,85 и на лессовые грунты – , в остальных случаях – ;

– коэффициент надежности по сопротивлению грунта под нижним концом сваи; во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буроинъекционных свай по перечислению е) 6.5, для которых этот коэффициент следует принимать равным 1,3, и свай с уширением, устраиваемых путем механического разбуривания грунта, бетонируемых насухо и бетонируемых подводным способом, для которых ;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.11; для набивной сваи, изготавливаемой по технологии, указанной в перечислениях а), б) 6.4 – по таблице 7.2;

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;

– коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по таблице 7.6;

f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;

h_i – см. формулу (7.9).

Примечания

1 Сопротивление песков на боковой поверхности сваи следует учитывать на участке, расположенном на 1,5d₀ выше уширения, как это показано на рисунке 7.2. Сопротивление глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.

2 Периметр поперечного сечения ствола u для буроинъекционных свай следует принимать равным периметру скважины, пробуриваемой при их изготовлении.

Рисунок 7.2 – Схема к расчету сопротивления на боковой

поверхности ствола сваи с уширением в песчаном грунте

Таблица 7.6

Площадь опирания буроинъекционной сваи следует принимать по площади поперечного сечения уширения, а периметр поперечного сечения ствола – исходя из среднего значения диаметров d_ji 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 уточняют при изготовлении опытных свай в конкретных грунтовых условиях.

Примечание – Для свай с уширением, устраиваемых путем механического разбуривания грунта, при наличии данных видеообследования скважин или результатов обследования скважин, указывающих на отсутствие бурового шлама на уровнях подошвы уширения скважин и дна приямка ниже уширения, допускается принимать: – при бетонировании скважин насухо и – при бетонировании скважин подводным способом.

7.2.11 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 (7.14), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м, – по формуле (7.15):

(7.14)

(7.15)

где , , , – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.7 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания;

– расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³, в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

– 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 7.8.

Примечания

1 Требования настоящего пункта относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление свай в грунт, принятый за основание их нижних концов не менее чем на 2 м.

2 Значения R, рассчитанные по формулам (7.14) и (7.15), не следует принимать выше значений, приведенных в таблице 7.2 для забивных свай той же длины и в тех же грунтовых условиях.

Таблица 7.7

Таблица 7.8

7.2.12 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой с частичной выемкой грунта, но с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт под нижним концом сваи-оболочки), следует принимать по таблице 7.2 с коэффициентом условий работы грунта, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с пунктом 4 таблицы 7.4, при этом расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.

7.2.13 Несущую способность F_du, кН, набивной и буровой свай и сваи-оболочки, работающих на выдергивающие нагрузки, следует определять по формуле

(7.16)

где – см. формулу (7.11);

u, , f_i, h_i – см. формулу (7.13).

7.2.14 Для набивных и буровых свай и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, опирающихся нижним концом на глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай в соответствии с ГОСТ 5686.

7.2.15 Несущую способность свай длиной более 40 м следует определять компьютерными расчетами на основании построения графика “осадка-нагрузка”. При этом за величину несущей способности свай следует принимать нагрузку на сваю при расчетной величине осадки, равной 4 см.

Винтовые сваи

7.2.16 Несущую способность F_d, кН, винтовой однолопастной сваи диаметром лопасти d <= 1,2 м и длиной l <= 10 м, работающей на вдавливающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (7.17) (при других параметрах, в частности при двух и более лопастях, диаметре лопасти d > 1,2 м и погруженной длине сваи l > 10 м, действии горизонтальной силы или момента, – по данным испытаний сваи статической нагрузкой или результатам численных расчетов в нелинейной постановке с использованием апробированных моделей грунта)

(7.17)

где – коэффициент условий работы сваи, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий и определяемый по таблице 7.9;

, – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта. Следует принимать , а во всех случаях, кроме устройства лидерных скважин, для которых следует руководствоваться пунктом 2 таблицы 7.4;

F_d0 – несущая способность лопасти, кН;

F_df – несущая способность ствола, кН.

Несущая способность лопасти винтовой сваи определяется по формуле

(7.18)

где , – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.10 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);

c₁ – расчетное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне, кПа;

– 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.

Таблица 7.9

Таблица 7.10

Несущая способность ствола винтовой сваи определяется по формуле

F_df = uf_i(h – d), (7.19)

где u – периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);

h – длина ствола сваи, погруженная в грунт, м;

d – диаметр лопасти сваи, м.

Примечания

1 При определении несущей способности винтовых свай при действии вдавливающих нагрузок характеристики грунтов в таблице 7.10 относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки – над лопастью сваи.

2 Глубина заложения лопасти назначается от уровня планировки или дна болота (при устройстве подсыпки) должна быть не менее 5d при глинистых грунтах и не менее 6d – при песках (где d – диаметр лопасти).

Стальные трубчатые сваи

7.2.17 Допускается применение стальных трубчатых свай с открытым и закрытым концами.

Стальные трубчатые сваи с открытым и закрытым концами с учетом сопротивления грунта под нижним торцом трубы сваи и сопротивления грунта по внешней боковой поверхности сваи.

Несущая способность свай из стальных труб, погружаемых с открытым нижним концом, работающих на вдавливающую нагрузку, должна определяться по результатам статических испытаний. Для назначения нагрузки при проведении статических испытаний стальных трубчатых свай, погружаемых с открытым концом, следует рассматривать два варианта работы сваи в предельном состоянии:

а) с учетом сформированной грунтовой пробки, обусловленной сопротивлением грунта под нижним концом торца трубы (площадь нетто), площади грунтовой пробки (площадь брутто минус площадь нетто) и сопротивления грунта по внешней боковой поверхности сваи;

б) с учетом сопротивления грунта под нижним торцом трубы сваи, без учета грунтовой пробки (площадь сечения нижнего конца сваи нетто) и сопротивления грунта по внешней и внутренней боковым поверхностям сваи.

Искомая величина несущей способности свай из стальных труб, погружаемых с открытым нижним концом, работающих на вдавливающую нагрузку, должна приниматься наименьшей из рассматриваемых вариантов.

7.2.18 Сваи из стальных труб следует проектировать диаметром и толщиной стенки достаточными для обеспечения их прочности и устойчивости, а также несущей способности по грунту основания при действии на них нагрузок, которые могут возникать в процессе производства работ по погружению труб и при их эксплуатации. Внешний диаметр труб по всей длине свай должен быть одинаковым. Устройство колец жесткости на конце труб запрещается.

7.2.19 При определении несущей способности стальной трубчатой сваи с открытым нижним концом необходимо использовать расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи и на боковой поверхности с учетом формулы (7.9) и 7.2.17, 7.2.20. К расчетным сопротивлениям следует вводить соответствующие понижающие коэффициенты условий работы, характерные для стальных трубчатых свай. Расчет на выдергивающие нагрузки стальной трубчатой сваи с открытым нижним концом должен выполняться с учетом формулы (7.11) и 7.2.20.

Примечание – Определение несущей способности стальной трубчатой сваи с открытым нижним концом при опирании на скальные или слабодеформируемые грунты допускается только по результатам статических испытаний.

7.2.20 При определении несущей способности стальной трубчатой сваи с открытым нижним концом коэффициент условий работы грунта под нижним концом грунтовой пробки принимается равным 0,5, а коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности (наружной или внутренней) сваи , учитывающий вид грунта в слоях, принимается равным: 0,52 – для песчаных слоев грунта; 0,43 – для глинистых слоев грунта; 0,47 – для супесчаных слоев грунта.

7.2.21 Контроль несущей способности каждой производственной сваи следует предусматривать на основании результатов их динамических испытаний с одновременной обработкой этих результатов в соответствии с положениями волновой теории удара и данными, полученными при статических испытаниях опытных свай в соответствии с ГОСТ 5686.

7.2.22 Оборудование для забивки свай должно выбираться одновременно с выбором их размеров. Напряжения, возникающие при забивке свай, не должны превышать 0,8 значения предела текучести стали.

Комбинированные сваи

7.2.23 Комбинированные сваи могут устраиваться как непосредственно после устройства элемента по струйной технологии, пока грунтоцемент находится в жидком состоянии, так и после его твердения. В первом случае в качестве инвентарного элемента могут быть использованы металлические элементы (трубы, двутавры). Во втором случае устраиваются буровые сваи, заходящие в тело грунтоцементного элемента на глубину не менее двух диаметров свай.

7.2.24 Элементы, устраиваемые по струйной технологии, эффективны для увеличения несущей способности свай по грунту при существенных запасах прочности по материалу инвентарного элемента свай. Прочностные характеристики грунтоцементных элементов должны назначаться в зависимости от грунтовых условий и расхода цемента. Значения прочностных характеристик закрепленного массива грунта следует принимать в соответствии с СП 291.1325800 и подтверждать в ходе опытных и опытно-производственных работ. Объемы работ такого вида следует назначать при разработке проекта фундаментов.

7.2.25 В общем случае при устройстве комбинированных свай размер сердечника (d – круглой формы и b – квадратной) связан с диаметром грунтоцементной сваи D следующими соотношениями:

– для круглого сердечника диаметром d: D = 1,2 … 2,5d;

– для квадратного сердечника со стороной b: D = 1,5 … 3,0d.

7.2.26 Несущая способность комбинированных свай должна определяться на основании статических испытаний. Назначение нагрузки для проведения испытаний следует проводить по таблицам 7.8 и 7.9, принимая . Трение (сопротивление) по боковой поверхности комбинированных свай должно определяться по таблице 7.2, при этом коэффициент условий работы по боковой поверхности комбинированной сваи с применением струйной технологии должен приниматься равным 0,85, а при устройстве бетонных элементов по таблице 7.6 – в зависимости от применяемой технологии.

7.2.27 Расчеты прочности по материалу комбинированных свай следует проводить исходя из обеспечения прочности:

– инвентарного элемента без учета наличия грунтоцемента;

– по материалу бетонного или грунтоцементного элемента;

– по контакту инвентарного элемента и материалу бетонного или грунтоцементного элемента.

Примечание – Численное моделирование элементов, закрепленных по струйной или буросмесительной технологии, рекомендуется выполнять с использованием расчетных моделей – идеальной упруго-пластичной модели и модели, в основе которой заложен нелинейный критерий прочности на сдвиг, разработанной специально для скальных грунтов.

7.2.28 Для защиты от коррозии металлической трубы в составе комбинированной сваи ее поверхность следует покрывать снаружи материалом, обладающим фрикционными свойствами для повышения несущей способности сваи. В качестве такого покрытия допускается использовать лакокрасочные материалы (эпоксидные или другого типа в соответствии с СП 28.13330) с введением в нее по массе 50% … 70% песка крупностью 1 … 2 мм или рукав из тканого полимерного материала.

7.2.29 Испытание на выдергивание комбинированных свай с применением грунтоцементных элементов должно проводиться не ранее 14 сут в песчаных грунтах и 28 сут в глинистых грунтах после их устройства.

Учет отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности свай

7.2.30 Основание, в котором расположены сваи, может испытывать деформации из-за консолидации, набухания, пригрузки смежных областей и т.д. Отрицательное (негативное) трение, возникающее на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленное 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 сооружения вблизи существующих.

Примечание – Отрицательные силы трения, возникающие в просадочных грунтах, следует учитывать в соответствии с разделом 9.

7.2.31 Отрицательное трение учитывают до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента (в соответствии СП 22.13330) превышает половину предельного значения осадки для проектируемого сооружения. Расчетные сопротивления грунта f_i принимают по таблице 7.3 со знаком “минус”, а для торфа, ила, сапропеля – минус 5 кПа (рисунок 7.3, а). 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 низшего (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 – значениям по таблице 7.3 (рисунок 7.3, б);

б) при подсыпках высотой от 2 до 5 м для грунтов, включая подсыпку, равным 0,4 значений, указанных в таблице 7.3, но со знаком “минус”, а для торфа – минус 5 кПа (отрицательные силы трения) (рисунок 7.3, в);

в) при подсыпках высотой более 5 м для грунтов, включая подсыпку, равным значениям, указанным в таблице 7.3, но со знаком “минус”, а для торфа – минус 5 кПа (рисунок 7.3, г).

Примечание – Осадку околосвайного грунта допускается определять методом послойного суммирования в соответствии с СП 22.13330 без учета наличия свай или путем проведения численных расчетов.

а – общий случай; б – наличие слабых прослоек и подсыпки

высотой менее 2 м; в – наличие слабых прослоек и подсыпки

высотой 2 – 5 м; г – наличие слабых прослоек

и подсыпки высотой более 5 м

Рисунок 7.3 – Схема развития сил негативного трения

7.2.32 В случае когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не превышает половины предельного значения осадки для проектируемого 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 сооружения.

Скачать документ целиком в формате PDF