Основные указания по расчету

3.1. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:

а) первой группы:

по прочности материала свай и свайных ростверков (см. п. 3.6);

по несущей способности грунта основания свай (см. п. 3.10);

по несущей способности оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.) или если основания ограничены откосами или сложены крутопадающими слоями грунта и т. п. (см. п.3.13);

б) второй группы:

по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (см. п. 3.15, разд. 6);

по перемещениям свай (горизонтальным u_p, углам поворота головы сваи y_p) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. рекомендуемое приложение 1);

по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов (см. п. 3,6).

3.2. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 с учетом указаний СНиП 2.02.01-83.

Значения нагрузок необходимо умножать на коэффициенты надежности по назначению, принимаемые согласно "Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций", утвержденным Госстроем СССР.

3.3. Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям - на основные сочетания.

3.4. Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СНиП 2.03.05-84 и СНиП II-56-77.

3.5. 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 СНиП 2.03.01-84, СНиП II-23-81, СНиП II-25-80, СНиП 2.05.03-84 и СНиП II-56-77.

Расчетные значения характеристик грунтов следует определять по указаниям СНиП 2.02.01-83, а расчетные значения коэффициентов постели грунта с_z, окружающего сваю, следует принимать по указаниям рекомендуемого приложения 1.

Расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи R и на боковой поверхности сваи f_i, следует определять по указаниям разд. 4.

При наличии результатов полевых исследований, проведенных в соответствии с требованиями разд. 5, 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.

3.6. Расчет по прочности материала свай и свайных ростверков должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, СНиП II-23-81, СНиП II -25-80, для мостов и гидротехнических сооружений - СНиП 2.05.03-84 и СНиП II-56-77 с учетом дополнительных требований, изложенных в пп. 3.5, 3.7 и 3,8 и в рекомендуемом приложении 1.

Расчет элементов железобетонных конструкций свайных фундаментов по образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, для мостов и гидротехнических сооружений - также с учетом требований СНиП 2.05.03-84 и СНиП II-56-77 соответственно.

3.7. При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии l₁, определяемом по формуле

, (1)

где l₀- длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;

-коэффициент деформации, 1/м, определяемый по рекомендуемому приложению 1.

Если для буровых свай и свай-оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение- , то следует принимать l₁=l₀+h (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 = 5000кПа (50 кгс/см²) и менее, расчетную длину свай на продольный изгиб l_d в зависимости от диаметра сваи d и следует принимать равной:

при Е = 500-2000кПа (5-20кгс/cм² ) l_d= 25d

при Е = 2000-5000 кПа (20-50 кгс/см²) l_d = 15d

В случае, если l_d превышает толщину слоя сильно-сжимаемого грунта h_g, расчетную длину следует принимать равной 2h_g.

3.8. При расчете набивных и буровых свай (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с учетом коэффициента условий работы g_сb = 0,85 согласно указаниям СНиП 2.03.01-84 и коэффициента условий работы, учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в пылевато-глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай,

g_сb = 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производятся насухо с применением извлекаемых обсадных труб,

g_сb = 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляются при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб,

g_сb = 0,8:

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняются под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб),

g_сb = 0,7.

П р и м е ч а н и е: Бетонирование под водой или под глинистым раствором следует производить только методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) или с помощью бетононасосов.

3.9. Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а 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).

Усилие в свае (как балке) 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 принимается равным единице.

3.10. Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия :

, (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 указаниями п. 3.11;

F_d - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с указаниями разд. 4 и 5.

Коэффициент надежности g_k принимается 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, по результатам динамических испытаний свай, 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, висячих сваях и сваях-стойках, при высоком ростверке - только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку, независимо от числа свай в фундаменте;

при высоком ростверке или низком ростверке, подошва которого опирается на сильносжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, g_k принимается 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)

от 6 до 10 свай …………………………..1,65(1,5)

от 1 до 5 свай…………………………….1,75(1,6)

Для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН (60 тс) и набивную сваю - более 2500 кН (250тс) значение коэффициента g_k 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;

g_k = 1 - для сплошных свайных полей жестких сооружений с предельной осадкой 30 см и более (при числе свай более 100), если несущая способность сваи определена по результатам статических испытаний.

П р и м е ч а н и я: 1. 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.

2. 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).

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 определяется интерполяцией.

_________________________

* В скобках даны значения g_k в случае, когда несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования грунтов.

3.11. Расчетную нагрузку на сваю N, кН (тс), следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле

, (3)

где N_d, M_x, M_y , где соответственно расчетная сжимающая сила, кН (тс), расчетные изгибающие моменты, кН·м (тс·м), относительно главных центральных осей х и у плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n - число свай в фундаменте;

x_i,y_i- расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

x,y- расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

3.12. Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.

3.13. Проверка устойчивости свайного фундамента и его основания должна производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 с учетом действия дополнительных горизонтальных реакций от свай, приложенных к сдвигаемой части грунта.

3.14. Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами.

3.15. Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условия

s£ s_u, (4)

где s-совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т. п.), определяемая расчетом по указаниям пп. 3.3, 3.4, разд. 6 и рекомендуемого приложения 1;

s_u - предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83, а для мостов - СНиП 2.05.03-84.