СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты Часть 5

12.9. При расчете на выдергивающие нагрузки сваи, работающей в свайном кусте из четырех свай и менее, расчетную несущую способность сваи следует уменьшить на 20 %.

12.10. Для свай, воспринимающих выдергивающие нагрузки, допускается предусматривать погружение их в лидерные скважины, при этом разница между поперечным размером сваи и диаметром лидерной скважины должна быть не менее 0,15 м.

13. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ СЕЛЬСКИХ ЗДАНИЙ

13.1. Особенности проектирования свайных фундаментов распространяются на следующие виды малоэтажных сельских зданий: дома усадебного типа, животноводческие и птицеводческие, склады сельскохозяйственных продуктов и сельскохозяйственной техники, навесы различного назначения и т.п. с расчетной нагрузкой в уровне цоколя стены зданий до 150 кН/м (15 тс/м), а на колонну - до 400 кН (40 тс).

13.2. При проектировании свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий следует применять преимущественно сваи-колонны, короткие пирамидальные сваи с предварительно напряженной арматурой без поперечного армирования, буровые сваи длиной до 3 м с уплотненным трамбованием забоем и набивные сваи, устраиваемые в пробивных скважинах, предусмотренных п. 2.4,б.

В фундаментах сельских зданий распорной конструкции следует применять сваи таврового и двутаврового сечений с консолями.

Примечания: 1. Применение свай-колонн для малоэтажных сельских зданий, возводимых в сейсмических районах, допускается при глубине погружения свай-колонн в грунт не менее 2 м.

2. Уплотнение забоя скважин при устройстве буровых свай длиной до 3 м должно осуществляться путем втрамбовывания в грунт слоя щебня толщиной не менее 10 см.

3. В проектах свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий на просадочных грунтах с просадкой от их собственного веса до 15 см допускается не предусматривать полной прорезки сваями просадочной толщи, если надземные конструкции зданий проектируются с применением конструктивных мероприятий, обеспечивающих возможность их нормальной эксплуатации при определенных расчетом неравномерных осадках и просадках фундаментов.

13.3. При расчете несущей способности свай по формуле (8) расчетные сопротивления грунта R, кПа (тс/), под нижним концом забивных свай при глубине погружения от 2 до 3 м следует принимать по табл. 20, а на боковой поверхности   кПа (тс/), - по табл. 21.

13.4. Расчетные сопротивления грунта R, кПа (тс/), под нижним концом набивных и буровых свай с уплотненным забоем при глубине погружения свай от 2 до 3 м следует принимать по табл. 22; при этом для плотных песчаных грунтов табличные значения следует увеличить в 1,3 раза. Расчетные сопротивления    кПа (тс/), на боковой поверхности набивных и буровых свай допускается принимать по табл. 21 с дополнительным коэффициентом условий работы, равным 0,9.

Таблица 20

Таблица 21

Таблица 22

13.5. Несущую способность сваи-колонны с погружаемыми в грунт железобетонными консолями, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сопротивлений грунта под нижним ее концом, под консолями и на боковой поверхности по формуле

где   - то же, что в формуле (8);

  - дополнительный коэффициент условий работы;   = 0,4 для песчаных грунтов и   = 0,8 для пылевато-глинистых грунтов;

  - расчетное сопротивление грунта под консолями, кПа (тс/), при погружении их в грунт на глубину 0,5-1,0 м, принимаемое по табл. 22;

  - площадь проекции консолей на горизонтальную плоскость, .

13.6. Несущую способность свай таврового и двутаврового сечений при действии вертикальной составляющей нагрузки следует определять по формуле (8), принимая в ней значения   на боковой поверхности полки и стенки по табл. 21.

Примечание. При расчете несущей способности свай таврового и двутаврового сечений, используемых для зданий с каркасом из трехшарнирных рам, допускается учитывать влияние горизонтальной составляющей распора на расчетные сопротивления на боковой поверхности свай.

13.7. Для свайных фундаментов и свай-колонн одноэтажных сельских зданий необходимо производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов.

13.8. Расчетные характеристики грунтов при определении несущей способности свай по пп.13.3-13.6 следует принимать для наиболее неблагоприятного случая их сезонного изменения в процессе строительства и эксплуатации здания.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СВАЙ НА СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ

И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СИЛ И МОМЕНТА

1. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы "свая - грунт".

Схема нагрузок на сваю

В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели   кН/ (тс/).

Расчетные значения коэффициента постели   грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле

где   - коэффициент пропорциональности,       принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. 1;

 - глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;

  - коэффициент условий работы.

Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности . 

Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы   в формуле (1) принимается   Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы "свая - грунт", принимая коэффициент условий работы   в формуле (1) равным 3.

2. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:

а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием

где Н - расчетное значение поперечной силы, кН (тс), действующей на одну сваю;

 - несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п.10;

  - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4;

б) проверку устойчивости грунта, согласно п.13, в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта;

в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи   и угла ее поворота  

где    - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п.5;

Таблица 1

 - предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;

г) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий - вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п.3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп.8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях - согласно требованиям пп.14 и 15.

3. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы "свая - грунт" принимается образование на глубине   (в пределах или на границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент   кН·м(тс·м), равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый - в месте заделки сваи в ростверк, второй - в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира.

4. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте  , приведенной глубины погружения сваи в грунт  , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны  , приведенных расчетных значений поперечной силы   и изгибающего момента  , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силы  , соответствующего границе упругой работы системы "свая - грунт" при ,  приведенных значений граничного горизонтального перемещения   и граничного угла поворота   при низком ростверке в уровне его подошвы при    приведенных значений перемещений   и угла поворота   сваи, которые определяются по формулам:

где   - действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м;

  - коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле

где К - то же, что в формуле (1);

Е - модуль упругости материала сваи, кПа(тс/);

I - момент инерции поперечного сечения сваи,  

 - условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более     а для остальных размеров сечений свай   

 - коэффициент условий работы, принимаемый согласно п. 1;

d - наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;

  - прочностный коэффициент пропорциональности, кН/ (тс/), определяемый по табл. 1; значения   и  определяются по табл. 2 и 3 при   

5. Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка   м, и угол ее поворота   рад, следует определять по формулам:

где Н, М - расчетные значения поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН·м (тс·м), действующие на голову сваи (см. чертеж);

  - длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта;

E, I - то же, что в формуле (11);

  _ горизонтальное перемещение, м, и угол поворота поперечного сечения сваи, рад, в уровне поверхности грунта при высоком ростверке, а при низком ростверке - в уровне его подошвы, определяемые по указаниям п. 7 при двухстадийном расчете и по указаниям п. 12 при одностадийном расчете свай.

Примечание. В настоящем приложении считаются положительными:

момент и горизонтальная сила, приложенные к голове сваи, если момент и сила направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;

изгибающий момент и поперечная сила в сечении сваи, если момент и сила, передающиеся от верхней условно отсеченной части сваи на нижнюю, направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;

горизонтальное смещение сечения сваи и его поворот, если они направлены соответственно вправо и по часовой стрелке.

6. Горизонтальная сила Н, кН (тс), соответствующая границе упругой работы системы "свая - грунт", при двухстадийном расчете определяется по формуле

7. Горизонтальное перемещение  , м, и угол поворота   , рад, при двухстадийном расчете следует определять по формулам:

а) при   

б) при   

где Н - расчетное значение поперечной силы, кН (тс), прикладываемой к голове сваи;

  - граничное значение поперечной силы, определяемой по формуле (14), где  определяется по табл. 2 и 3 в зависимости от значения   при   

 ,   - определяются по табл. 2 и 3 в зависимости от значения силы  , рассчитываемой по формуле (8).

Примечание. При приведенной длине сваи   < 2,6 следует пользоваться табл. 2 и 3 для   = 2,6, при этом значение допускаемого перемещения сваи в уровне поверхности грунта не должно превышать 2 см.   

8. Расчетный изгибающий момент   кН·м (тc·м), поперечную силу   кН (тс), действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять при допущении двух стадий работы системы "свая - грунт" в пределах упругой зоны грунта по формулам:

где   , , , - приведенные значения фиктивных начальных параметров, определяемые в зависимости от значений Н и   по табл. 2 и 3;

  - коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 4 в зависимости от глубины  .

Таблица 2