Воздействия и проектные ситуации

Общие положения

(1) При выборе проектных ситуаций следует учитывать воздействия, перечисленные в 2.4.2(4).

(2) Сваи могут быть нагружены соосной и/или поперечной нагрузкой.

(3) Проектные ситуации должны соответствовать 2.2.

(4) Для подтверждения, что выполняются требования по всем предельным состояниям, может потребоваться расчет взаимодействия между сооружением, свайным фундаментом и основанием.

Воздействия от перемещений основания

Общие положения

(1)P Основание, в котором установлены сваи, может испытывать перемещения из-за консолидации, набухания, соседних нагрузок, ползучести грунта, оползней и землетрясений. Эти явления учитываются особо, поскольку они влияют на поведение свай, вызывая негативное трение (отрицательное трение по боковой поверхности), подъем, растяжение, поперечную нагрузку и перемещение.

(2) Для указанных ситуаций проектные величины прочности и жесткости перемещаемого грунта обычно принимают наибольшие значения.

(3)P При проектировании следует принять один из двух следующих вариантов:

— перемещение грунта основания рассматривается как воздействие, затем выполняется расчет взаимодействия для определения усилий, перемещений и деформаций сваи;

— при проектировании максимальное усилие, которое может передать основание на сваю, следует рассматривать как проектное воздействие. Расчет этого усилия должен производиться с учетом прочности грунта при нагружении от веса или вдавливания перемещающегося грунта или величины прилагаемых воздействий.

Отрицательное (негативное) трение по боковой поверхности сваи

(1)P Если проектные расчеты для проверки на аварийное предельное состояние выполняются
с учетом негативного трения в качестве воздействия, то его величина должна быть максимально возможной для перемещения грунта относительно сваи.

(2) При расчете максимального негативного трения необходимо учитывать сопротивление на сдвиг между грунтом и боковой поверхностью сваи, направленное вниз перемещение основания от вдавливания грунта за счет собственного веса, а также любую поверхностную нагрузку вокруг сваи.

(3) Верхнюю границу негативной нагрузки, действующей на группу свай, можно рассчитать по весу пригрузки, которая вызывает перемещение, с учетом любых изменений давления подземных вод из-за понижения их уровня, консолидации и забивки свай.

(2) Если предполагается, что осадки основания после установки свай малы, то можно получить экономичное решение, если рассматривать осадки основания как воздействие и выполнить расчет взаимодействия.

(5)P Проектная величина осадки определяется с учетом объемных весов и сжимаемости материалов в соответствии с 2.4.3.

(6) При расчете взаимодействия необходимо учитывать перемещение сваи относительно окружающего перемещающегося грунта основания, его сопротивления сдвигу вдоль ствола сваи, веса грунта и ожидаемых поверхностных нагрузок вокруг каждой сваи, находящейся под действием нагрузки от негативного трения.

(7) Негативное трение и кратковременная нагрузка не должны учитываться одновременно в сочетаниях нагрузок.

Поднятие

(1)P При рассмотрении эффекта подъема сваи усилиями, действующими по ее боковой поверхности и направленными вверх, перемещения грунта учитываются как воздействие.

Примечание 1 — Набухание или поднятие поверхности основания может быть обусловлено снятием нагрузки, раскопками, воздействием мороза или процессом забивания сваи. Также это может быть обусловлено увеличением содержания грунтовых вод, вследствие удаления деревьев, прекращением отвода грунтовых вод от водоносных пластов, прекращением испарения воды (при новом строительстве) и при аварийных ситуациях.

Примечание 2 — Пучение может произойти во время строительства, прежде чем сваи будут загружены зданием и смогут вызвать недопустимое поднимание или разрушение конструкций свай.

Поперечная нагрузка

(1)P Необходимо учитывать поперечную нагрузку, обусловленную перемещением грунта вокруг сваи.

(2) Необходимо принимать во внимание следующие проектные ситуации, которые могут привести к поперечному воздействию на сваю:

— различные пригрузки с разных сторон свайного фундамента (например, внутри или около
насыпи);

— различные уровни выемки грунта с разных сторон свайного фундамента (например, внутри или около котлована);

— свайный фундамент установлен на сползающем склоне;

— наклонные сваи установлены в проседающем грунте;

— сваи установлены в сейсмоопасном районе.

(3) Обычно поперечная нагрузка должна оцениваться с учетом взаимодействия свай, рассматриваемых как жесткие или гибкие балки, с окружающим грунтом. Если горизонтальная деформация слабых грунтовых слоев достаточно велика, а сваи расположены с большими промежутками, результирующее поперечное нагружение свай зависит, главным образом, от прочности слабых грунтов на сдвиг.

Методы проектирования и учет условий

Методы проектирования

(1)P Процесс проектирования должен основываться на одном из следующих подходов:

— на результатах испытаний статической нагрузкой, для которых расчетом или иными способами было доказано, что они сопоставимы с известными опытными данными;

— на эмпирических или аналитических методах расчета, достоверность которых была подтверждена испытаниями статической нагрузкой в схожих условиях;

— на результатах испытаний динамической нагрузкой, достоверность которых была подтверждена испытаниями статической нагрузкой в схожих условиях;

— на результатах наблюдений за поведением аналогичного свайного фундамента, которое подтверждается результатами инженерно-геологических изысканий и испытаний грунтов основания.

(2) Проектные значения параметров, используемые в расчетах, должны соответствовать разделу 3, но при выборе этих значений можно также учитывать результаты испытаний нагрузкой.

(3) Испытания статической нагрузкой можно проводить на пробных сваях, устанавливаемых только для целей испытаний до окончания проектных работ.

Вопросы проектирования

(1)P Следует учитывать поведение одиночных свай и групп свай, жесткость и прочность конструкций, объединяющих сваи.

(2)P При выборе методов расчета, значений параметров и использовании результатов испытаний нагрузкой следует учитывать продолжительность и изменения нагружения во времени.

(3)P В расчетах и при интерпретации результатов испытаний нагрузкой необходимо рассматривать предполагаемое будущее размещение или перемещение верхнего слоя грунта либо потенциальные изменения режима подземных вод.

(4)P Выбор типа сваи, включая качество материала и метод ее устройства, производится с учетом:

— грунтовых и гидрогеологических условий на площадке, включая присутствие или возможности присутствия препятствий в основании;

— напряжений в свае при ее устройстве;

— возможности сохранения и проверки целостности устраиваемой сваи;

— влияния метода и последовательности устройства сваи в группе свай, которые уже были
установлены на смежных сооружениях и коммуникациях;

— допусков, в пределах которых свая может быть надежно установлена;

— вредного влияния химикатов, содержащихся в грунте основания;

— возможности комбинирования различных режимов грунтовых вод;

— грузоподъемных и транспортных операций со сваями;

— влияния устройства свай на соседние здания.

(5) При рассмотрении перечисленных выше аспектов необходимо обратить внимание на следующие моменты:

— промежутки между сваями в группе;

— перемещения или вибрации смежных зданий при устройстве свай;

— тип используемого молота или вибратора;

— динамические напряжения в свае при забивке;

— при устройстве буровых свай с креплением скважин растворами необходимо поддерживать давление раствора на уровне, обеспечивающем устойчивость стенок скважины и исключающем возможность возникновения гидроразрывов;

— необходима очистка забоя и иногда и стенок буровой скважины от шлама, особенно при ее заполнении бентонитовым раствором;

— локальная неустойчивость стенок скважины во время бетонирования, которая может вызвать попадание грунта в тело сваи;

— попадание грунта или воды в тело набивной сваи и возможное повреждение незатвердевшего бетона потоком воды;

— влияние водоненасыщенных слоев песка вокруг сваи, поглощающих воду из бетона;

— замедляющее влияние химических веществ, содержащихся в грунте;

— уплотнения грунта при устройстве свай вытеснения;

— нарушения грунта при бурении скважин для свай.