Висячие набивные и буровые сваи и сваи-оболочки, заполняемые бетоном
4.6. Несущую способность Fd, кН (тс), набивной и буровой свай с уширение и без уширения, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по формуле
Fd = gc (gcR RA + uågcf fi hi), (11)
где gс -коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на пылевато-глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,9 и на лессовые грунты =0,8, в остальных случаях gс= 1;
gсR- коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; gсR =1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями, для которых этот коэффициент следует принимать gсR = 1,3, и свай с уширением, бетонируемым подводным способом, для которых gсR= 0,9, а также опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент gсR принимается по указаниям разд.12;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по указаниям п.4.7., а для набивной, изготовляемой по технологии, указанной в п.2.4.а,б, - по табл.1;
А - площадь опирания сваи, м2, принимаемой 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;
gсf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по табл.5;
fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл.2;
hi.- то же, что в формуле (8)
П р и м е ч а н и е. Сопротивление песчаных грунтов на боковой поверхности сваи с уширением следует учитывать на участке от уровня планировки до уровня пересечения ствола свои с поверхностью воображаемого конуса, имеющего в качестве образующей линию, касающуюся поверхности уширения под углом jI/2 к оси сваи, где jI - осредненное (по слоям) расчетное значение угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса, определяемое в соответствии с требованиями п.3.5. Сопротивление пылевато-глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.
Таблица 5
| Сваи и способы их устройства | Коэффициент условий работы сваи gcf | |||
| в песках | в супесях | в суглинках | в глинах | |
| 1. Набивные по п.2,5 а при забивке инвентарной трубы с наконечником | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| 2. Набивные виброштампованные | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 3. Буровые, в том числе с уширением, бетонируемые: | ||||
| а) при отсутствии воды в скважине (сухим способом), а также при использовании обсадных инвентарных труб | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,6 |
| б) под водой или под глинистым раствором | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| в) жесткими бетонными смесями, укладываемыми с помощью глубинной вибрации (сухим способом) | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| 4. Буронабивные, полые круглые, устраиваемые при отсутствии воды в скважине с помощью вибросердечника | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| 5. Сваи-оболочки, погружаемые вибрированием с выемкой грунта | 1,0 | 0,9 | 0,7 | 0,6 |
| 6. Сваи-столбы | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,6 |
| 7. Буроинъекционные, изготовляемые под защитой обсадных труб или бентонитового раствора с опрессовкой давлением 200-400 кПа-(2-4 атм) | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
4.7. Расчетное сопротивление R, кПа (тс/м2), грунта под нижним концом сваи следует принимать:
а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песчаных грунтов в основании набивной и буровой свай с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, - по формуле (12), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м и более - по формуле (13):
R =0,75a4(a1 g’Id +a2a3gIh); (12)
R =a4(a1g’Id +a2a3gIh) (13)
где a1, a 2, a3 , a4 - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл.6 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения jI грунта основания, определенного в соответствии с указаниями п.3.5;
g’I - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3 (тс/м2), в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
g’- усредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м3 (тс/м2), 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 пылевато-глинистых грунтов в основании - по табл.7.
П р и м е ч а н и е. Указания п.4.7. относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление свай в грунт, принятый за основание их нижних концов, не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширением), но не менее чем на 2 м.
Таблица 6
| Коэффициенты | Расчетные значения угла внутреннего трения грунта j1, град | ||||||||
| a1 a2 | 9,5 18,6 | 12,6 24,8 | 17,3 32,8 | 24,4 45,5 | 34,6 64,0 | 48,6 87,6 | 71,3 127,0 | 108,0 185,0 | |
a3 при  , равном, м: 4,0 5,0 7,5 10,0 12.5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 и более | 0,78 0,75 0,68 0,62 0,58 0,55 0,51 0,49 0,46 0,44 | 0,79 0,76 0,70 0,65 0,61 0,58 0,55 0,53 0,51 0,49 | 0,80 0,77 0,71 0,67 0,68 0,61 0,58 0,57 0,55 0,54 | 0,82 0,79 0,74 0,70 0,67 0,65 0,62 0,61 0,60 0,59 | 0,84 0,81 0,76 0,73 0,70 0,68 0,66 0,65 0,64 0,63 | 0,85 0,82 0,78 0,75 0,73 0,71 0,69 0,68 0,67 0,67 | 0,85 0,83 0,80 0,77 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 | 0,85 0,84 0,82 0,79 0,78 0,76 0,75 0,75 0,74 0,74 | 0,87 0,85 0,84 0,81 0,80 0,79 0,78 0,78 0,77 0,77 |
| a4 при d. равном.м: 0,8 и менее 4,0 | 0,34 0,25 | 0,31 0,24 | 0,29 0,23 | 0,27 0,22 | 0,26 0,21 | 0,25 0,20 | 0,24 0,19 | 0,23 0,18 | 0,22 0,17 |
П р и м е ч а н и е. Для промежуточных значений jI,  и d значения коэффициентов a1,a 2, a 3 иa4 определяются интерполяцией. |
Таблица 7
| Глубина заложения нижнего конца сваи h, м | Расчетное сопротивление R кПа (тс/м2), под нижним концом набивных и буровых свай с уширением и без уширения и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, при пылевато-глинистых грунтах, за исключением лессовых, с показателем текучести IL, равным | ||||||
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |
| 850 (85) 1000 (100) 1150 (115) 1350 (135) 1550 (155) 1800 (180) 2100 (210) 2300 (230) 3300 (330) 4500 (450) | 750 (75) 850 (85) 1000 (100) 1200 (120) 1400 (140) 1650 (165) 1900 (190) 2100 (210) 3000 (300) 4000(400) | 650 (65) 750 (75) 850 (85) 1050 (105) 1250 (125) 1500 (150) 1700 (170) 1900 (190) 2600 (260) 3500 (350) | 500 (50) 650 (65) 750 (75) 950 (95) 1100 (110) 1300 (130) 1500 (150) 1650 (165) 2300 (230) 3000 (300) | 400 (40) 500 (50) 600 (60) 800 (80) 950 (95) 1100 (110) 1300 (130) 1450 (145) 2000 (200) 2500 (250) | 300 (30) 400 (40) 500 (50) 700 (70) 800 (80) 1000 (100) 1150 (115) 1250 (125) - - | 250 (25) 350 (35) 450 (45) 600 (60) 700 (70) 800 (80) 950 (95) 1050 (105) - - | |
| П р и м е ч а н и е: Для свайных фундаментов опор мостов значения, приведенные в табл.7, следует: а) повышать (при расположении опор в водоеме) на величину, равную 1,5 gw hw, где gw - - удельный вес воды -10 кН/м2 (1тс/м3); hw - глубина слоя воды в водоеме от ее уровня при расчетном паводке до уровня дна водоема, а при возможности размыва - до уровня дна после общего размыва; б) понижать при коэффициенте пористости грунта e>0,6, при этом коэффициент понижения m следует определять интерполяцией между значениями m = 1,0 при e = 0,6 и m= 0,6 при е = 1,1 |
4.8. Расчетное сопротивление R, кПа (тс/м2), грунта под нижнем концом сваи-оболочки, погружаемой без удаления грунта или с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения и не заполняемой бетоном (при условии, что грунтовое ядро образованно из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт, принятый за основание конца сваи-оболочки), следует принимать по табл.1 с коэффициентом условий работы, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с поз.4 табл.3, причем расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.
4.9. Несущую способность Fdu, кН (тс), набивной и буровой свай и сваи-оболочки, работающих на выдергивающие нагрузки, следует определять по формуле
Fdu =gcuågcffihi , (14)
где gс - тоже, что в формуле (10);
u, g cf, fi, hi - то же, что в формуле (11).
ВИНТОВЫЕ СВАИ
4.10. Несущую способность Fd ,кН (тс), винтовой сваи диаметром лопасти d £ 1,2 м и длиной l < 10м, работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (15), а при диаметре лопасти d > 1,2 м и длине сваи l > 10 м - только по данным испытаний винтовой сваи статической нагрузкой:
Fd =gc [(a1c1 + a2gIh1)A + ufi (h-d)], (15)
где gс - коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий и определяемый по табл.8;
a1,a 2 - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл.9 в зависимости от расчетного
значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне jI (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);
cI - расчетное значение удельного сцепления пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне, кПа (тс/м2);
gI - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
h1 - глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой - от уровня планировки, м;
А - 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 свои на выдергивающую нагрузку;
fi - расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл.2 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);
u - периметр ствола сваи, м;
h - длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;
d - диаметр лопасти сваи, м.
П р и м е ч а н и я: 1. При определении несущей способности винтовых свай при действии вдавливающих нагрузок характеристики грунтов в табл.9 относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки - над лопастью сваи.
2. Глубина заложения лопасти от уровня планировки должна быть не менее 5d при пылевато-глинистых грунтах и не менее 6d - при песчаных грунтах (где d-диаметр лопасти)
3. Расчетные значения угла внутреннего трения jI и сцепления грунта сI основания при расчетах по формуле (15) должны определяться в соответствии с требованиями п.3.5.
Таблица 8
| Грунты | Коэффициент условий работы винтовых свай gс при нагрузках | ||
| сжимающих | выдергивающих | знакопеременных | |
| 1. Глины и суглинки: а) твердые, полутвердые и тугопластичные б) мягкопластичные в) текучепластичные 2. Пески и супеси а) пески маловлажные и супеси твердые б) пески влажные и супеси пластичные в) пески водонасыщенные и супеси текучие | 0,8 0,8 0,7 0,8 0,7 0,6 | 0,7 0,7 0,6 0,7 0,6 0,5 | 0,7 0,6 0,4 0,5 0,4 0,3 |
Таблица 9
| Расчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне jI, град | Коэффициенты | Расчетное значение угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне jI град | Коэффициенты | |||
| a1 | a2 | a1 | a2 | |||
| 7,8 | 2,8 | 18,0 | 9,2 | |||
| 8,4 | 3,3 | 23,1 | 12,3 | |||
| 9,4 | 3,8 | 29,5 | 16,5 | |||
| 10,1 | 4,5 | 38,0 | 22,5 | |||
| 12,1 | 5,5 | 48,4 | 31,0 | |||
| 15,0 | 7,0 | 64,9 | 44,4 | |||