Rambler's Top100

Проектирование свайных фундаментов нового типа в Москве Скачать Предварительный просмотр

Скачать

Предварительный просмотр

(отсутствуют изображения, таблицы и формулы)

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ
МОСКОМАРХИТЕКТУРА

РЕКОМЕНДАЦИИ
по расчету, проектированию и устройству свайных
фундаментов нового типа в г.Москве

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ: НИИОСПом им. Н.М.Герсеванова (д.т.н. Ильичев В.А. - руководитель темы, к.т.н. Мариупольский Л.Г. - ответственный исполнитель, к.т.н. Вахолдин В.В., к.т.н. Джантимиров Х.А., к.т.н. Игнатова О.И., к.т.н. Михеев В.В., к.т.н. Трофименков Ю.Г., к.т.н. Шишкин В.Я.), МНИИТЭПом (к.т.н. Дузинкевич М.С., к.т.н. Максименко В.А.), АО "Моспроект" (инж. Александровский B.C., Вершадский И.Ф.), Ассоциацией "Стройнормирование" (инж. Дубиняк В.А.), ГПИ "Фундаментпроект" (инж. Ханин Р.Е.), ПОФ "Гидростройинжиниринг" (инж. Лешин Г.М.), АО МП "Гидроспецфундаментстрой" (инж. Басиев А.Н.).

2. ПОДГОТОВЛЕНЫ к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов (инж. Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.).

3. СОГЛАСОВАНЫ Управлением развития Генплана, одобрены НТС Москомархитектуры (протокол от 22 сентября 1997 г.).

4. УТВЕРЖДЕНЫ указанием Москомархитектуры от 18.11.97 № 46.


ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом усложняются условия строительства в г.Москве - новое строительство ведется на территориях со все более сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями (слабые грунты, неблагоприятные инженерно-геологические процессы), рядом с существующей застройкой, увеличивается доля высоких зданий и, соответственно, возрастают нагрузки на их основания. Реконструкция и строительство новых зданий в центральной части города, а также многих зданий в районах нового строительства осуществляется с устройством подземных этажей, когда целесообразно применение комбинированных фундаментных конструкций, выполняющих одновременно функции несущих и ограждающих конструкций.
В таких условиях целесообразно более широкое применение при строительстве фундаментных конструкций из свай. В то же время до настоящего времени в г.Москве при возведении фундаментов используются почти исключительно забивные сваи сечением 3030 см и длиной до 12 м. Хорошо известные среди строителей "Временные технические указания по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г.Москве" (Москва, 1987 г.) посвящены, по существу, также забивным сваям. Вместе с тем в последние годы разработаны новые эффективные фундаментные конструкции из свай новых видов, а также из ранее известных, но почти не применявшихся в г.Москве свай. Использование таких конструкций при строительстве отдельных московских зданий показало их достаточно высокую экономическую эффективность, однако широкому их внедрению препятствует отсутствие нормативной базы.
Целью настоящих Рекомендаций является восполнение этого пробела и предоставление московским проектировщикам и строителям возможности качественного проектирования и устройства упомянутых фундаментных конструкций. При разработке Рекомендаций использовались материалы НИИОСП им. Н.М.Герсеванова, ГПИ "Фундаментпроект", Мосгоргеотреста, МНИИТЭПа, АО "Моспроект", Московского предприятия "Гидроспецфундаментстрой" и других организаций.



1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации, разработанные в дополнение и развитие МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения", распространяются на проектирование и устройство фундаментных конструкций нового типа из свай, включающих несущие и комбинированные (несущие и ограждающие) конструкции из бурозавинчивающихся и буросекущихся свай, комбинированные свайно-плитные фундаменты, а также несущие конструкции из щебеночных, буронабивных, буроинъекционных и забивных свай различных типоразмеров.
1.2. Применительно к фундаментным конструкциям из забивных свай настоящие Рекомендации дополняют "Временные технические указания по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г.Москве" (Москва, 1987 г.).
1.3. При выполнении инженерно-геологических изысканий для проектирования фундаментных конструкций из свай, а также при выборе видов и типоразмеров конструкций следует руководствоваться содержащимися в Рекомендациях данными и методиками, учитывающими условия строительства в г.Москве как в части инженерно-геологических условий, так и специфики жилищно-гражданского строительства.

2. НОВЫЕ ТИПЫ ФУНДАМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАЙ

2.1. Конструкции из бурозавинчивающихся свай

2.1.1. Бурозавинчивающиеся сваи применяются в нескальных грунтах для устройства несущих или комбинированных (несущих и ограждающих) фундаментных конструкций и изготавливаются по патенту РФ "Способ возведения сваи в грунте" (патент № 2073084).
2.1.2. Бурозавинчивающаяся свая (рис.2.1) состоит из металлической трубы (1), крестообразного наконечника (2) и спиральной навивки (3), обеспечивающих погружение сваи путем ее вращения в сочетании с вдавливанием.
2.1.3. Металлические трубы, применяемые для изготовления бурозавинчивающихся свай, могут иметь наружный диаметр от 100 до 600 мм и длину до 12 м. Толщина стенки трубы должна быть не менее 6 мм и удовлетворять требованиям прочности и долговечности.
2.1.4. Крестообразный наконечник изготавливается из двух металлических заостренных пластин толщиной 8 мм, сваренных в виде креста между собой. В зависимости от технологии устройства бурозавинчивающихся свай наконечник может быть съемным и оставляемым в грунте после погружения сваи до проектной отметки или же глухим, приваренным к круглой пластине толщиной не менее 6 мм, закрывающей нижний конец сваи. Угол заострения наконечника - 60°.
2.1.5. Спиральная навивка представляет собой непрерывный металлический стержень треугольного, квадратного или круглого сечения (например, арматуру) шириной = (0,040,06), приваренный к металлической трубе с шагом = (0,51,0) , где - наружный диаметр трубы.
2.1.6. При использовании съемного наконечника стенки бурозавинчивающейся сваи выполняют роль инвентарных обсадных труб и технология устройства свай аналогична технологии, применяемой при изготовлении буронабивных свай типа БСИ.
2.1.7. Основная область применения фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся свай - строительство и реконструкция зданий и сооружений вблизи существующих зданий и сооружений, когда погружение забивных и вибропогружаемых свай может вызвать недопустимые динамические воздействия на близлежащие здания и сооружения и их основания, а устройство буронабивных свай - недопустимую разгрузку и разрыхление грунтов при проходке скважин.


Рис.2.1. Схема бурозавинчивающейся сваи

2.2. Конструкции из щебеночных свай

2.2.1. Щебеночные сваи применяются для усиления оснований существующих и вновь возводимых фундаментов и изготавливаются в грунтах, устойчиво держащих стенки скважин, по патенту РФ "Способ усиления оснований симметрично нагруженных фундаментов" (патент № 2026926).
2.2.2. Фундаментная конструкция с использованием щебеночных свай создается путем армирования грунтов основания наклонными грунто-щебеночными столбами (рис.2.2).

Рис.2.2. Схема изготовления щебеночной сваи
1 - скважина, 2 - пневмопробойник, 3 - щебень (гравий), 4 - участок щебеночной сваи,
5 - готовая щебеночная свая, 6 - внутренняя полость сваи.
2.2.3. Такие столбы изготавливаются поэтапно. На каждом этапе сначала проходится участок скважины (1) с помощью пневмопробойника (2). Затем этот участок заполняется щебнем или гравием (3) и засыпанная порция материала втрамбовывается в стенки скважины пневмопробойником с формированием участка щебеночной сваи (4) диаметром .
После окончания формирования всей сваи (5) внутренняя ее полость (6) диаметром , соответствующим диаметру пневмопробойника, заполняется щебнем.
2.2.4. Длина щебеночных свай достигает 10 м, а наружный диаметр - 300 мм.
2.2.5. Основная область применения фундаментных конструкций из щебеночных свай - реконструкция и усиление зданий и сооружений различного назначения.

2.3. Комбинированные свайно-плитные фундаменты (КСП)

2.3.1. Комбинированные свайно-плитные фундаменты (КСП) применяются для многоэтажных тяжелых зданий, строительство которых намечается на площадках, где с поверхности залегают грунты средней прочности и плитный фундамент, даже при достаточной несущей способности грунта, не проходит по деформациям.
2.3.2. Для КСП фундаментов используются буронабивные сваи диаметром 800-1200 мм и длиной до размера ширины здания, сооружаемые по технологии, предусмотренной п.2.5а) СНиП 2.02.03-85, либо забивные железобетонные сваи, сплошные, квадратного сечения с поперечным армированием ствола размерами 3535 или 4040 см по ГОСТ 19804.1-79*.
2.3.3. По грунтовым условиям и конструкции фундамента сваи в этом типе фундаментов должны работать как висячие, и поэтому они располагаются под фундаментной плитой по сетке с расстояниями между осями свай 5-7 диаметров (поперечных размеров).

2.4. Конструкции из буронабивных свай

2.4.1. Для строительства в г.Москве новым эффективным типом фундаментных конструкций следует считать фундаменты из буронабивных свай, устраиваемые в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 буровыми станками с инвентарными обсадными трубами (типа БСИ) и применяемые при возведении гражданских зданий повышенной этажности и крупных промышленных объектов. Вместе с тем при эффективности устройства уширения в нижней части свай могут быть использованы буронабивные сваи, изготавливаемые с закреплением стенок скважин неизвлекаемыми обсадными трубами (типа БСВо), а при устройстве свай в устойчивых глинистых грунтах - без закрепления стенок скважин (типа БСС).
2.4.2. Диаметр буронабивных свай составляет от 600 до 1500 мм, а длина - до 40 м.
2.4.3. Новой модификацией фундаментов из буронабивных свай являются конструкции буросекущихся свай (рис.2.3), используемые в качестве ленточных фундаментов либо комбинированных (несущих и ограждающих) фундаментных конструкций, в частности, при устройстве фундаментных конструкций заглубленных сооружений при освоении подземного пространства в г.Москве.
2.4.4. Диаметр буросекущихся свай составляет от 600 до 800 мм, а длина - до 40 м. Расстояние между центрами свай составляет (0,80,9) .



Рис.2.3. Схема фундамента из буросекущихся свай
1. Первоочередные бетонные сваи
2. Железобетонные сваи, выполняемые между бетонных свай
3. Объединяющий ростверк

2.5. Конструкции из буроинъекционных свай

2.5.1. При реконструкции и усилении зданий различного назначения, а также при новом строительстве в г.Москве эффективными фундаментными конструкциями являются конструкции с использованием буроинъекционных свай, устраиваемых с учетом требований СНиП 2.02.03-85 и "Рекомендаций по применению буроинъекционных свай", НИИОСП, М., 1997.
2.5.2. При использовании буроинъекционных свай для усиления фундаментов они, как правило, устраиваются наклонными в виде козловой конструкции. При применении буроинъекционных свай в новом строительстве они устраиваются вертикально.
2.5.3. Диаметр буроинъекционных свай составляет от 150 до 250 мм, длина - до 40 м.

2.6. Конструкции из забивных свай

2.6.1. Для обеспечения возможности передачи на сваи больших нагрузок и наиболее полного использования прочности материала свай и грунтов основания, снижения материалоемкости и трудоемкости конструкций фундаментов и, в частности, применения безростверковых конструкций фундаментов и конструкций с ростверками при уменьшенном количестве свай в кустах, эффективно расширение номенклатуры свай в соответствии с таблицей 2.1.
2.6.2. Применение вместо традиционных железобетонных свай сечением 3030 см свай большого сечения, полых круглых свай, свай-колонн, а также составных свай различного типа дает существенный экономический эффект. При этом следует принимать во внимание, что длина цельных свай ограничена 12 м по условиям их транспортировки в г.Москве.
Таблица 2.1

Сваи
Ширина грани или диаметр сваи, см

Длина сваи, м
Исходная рабочая документация
Цельные квадратного сплошного сечения с ненапрягаемой арматурой

3535
8-12
Серия 1.011.10 вып.
То же с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой

3535
8-12
Серия 1.011.10 вып.
Составные квадратного сплошного сечения с поперечным армированием
3030
14-20
Серия 1.011.1-7
ствола

3535
14-24

Цельные полые круглые сваи

40, 50, 60
4-12
ГОСТ 19804.5-83
Составные полые круглые сваи
40

14-26
ГОСТ 19804.6-83

50

14-30


60

14-40

Сваи-колонны:




квадратного сечения
20

5-8
Серия 3.015-5

30

5-12


35

5-12


40

5-12

двухконсольные
20

5-6,5
Cеpия 1.821.1-2

30

5-7,5

полые круглые
40

5-12
Серия 3.015-5

50




60




80




3. УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В г.МОСКВЕ

3.1. В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно-гражданского назначения размещаются в пределах г.Москвы преимущественно на следующих территориях:
- на территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно-гражданское строительство;
- на территориях со сложной инженерной подготовкой;
- на территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;
- на территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;
- на территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;
- в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.
3.2. С точки зрения влияния на выбор видов фундаментных конструкций из свай упомянутые в п.3.1 площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:
- строительство на вновь выделяемых территориях;
- строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;
- строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;
- реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) его конструкций;
- реконструкция зданий-памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов).
3.3. Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно-ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (рис.3.1).

Q
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СИСТЕМА


Современные отложения Q

K-Q

Техногенный (насыпной) слой
P-Q

Почвенно-растительный слой
a-Q

Современные аллювиальные отложения
lh-Q

Современные озерно-болотные отложения

Верхнечетвертичные отложения Q

а-Q

Древние аллювиальные отложения
lh-Q

Древние озерно-болотные отложения

Среднечетвертичные отложения Q

Рг-Q

Покровные отложения
da-Q

Делювиальные и аллювиально-делювиальные отложения
f-Q

Флювиогляциальные отложения московского оледенения
g-Q

Морена московского оледенения
g-Q

Морена днепровского оледенения
f-Q

Флювиогляциальные отложения между днепровским и московским оледенениями
lg-Q

Озерно-ледниковые отложения между днепровским и московским оледенениями
lg-Q

Озерно-ледниковые отложения между окским и днепровским оледенениями
f-Q

Флювиогляциальные отложения между окским и днепровским оледенениями
g-Q

Морена окского оледенения
K

МЕЛОВАЯ СИСТЕМА
I

ЮРСКАЯ СИСТЕМА
С

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА

Рис.3.1. Стратиграфическая колонка г.Москвы

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.
3.4. Во "Временных технических указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г.Москве" (Москва, 1987 г.) представлены обобщенные геологические профили, характерные для различных районов Москвы.
Для новых площадок строительства, схематическая карта размещения которых показана на рис.3.2, в МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения" приведены наиболее типичные инженерно-геологические колонки и дана характеристика свойств грунтов (нормативные значения).


Рис.3.2. Схема размещения в г.Москве нового жилищного строительства в ближайшие годы

3.5. Основными типами зданий, планируемых к массовой застройке на период до 2000 года, являются 1217-этажные панельные дома с уровнем нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь) 0,250,35 МПа (таблица 3.1).
Как следует из таблицы, в структуре жилищного строительства здания высотой более 9 этажей и с уровнем нагрузки на основание, достигающем 0,45 МПа, занимают около 60 %. Учитывая это, масштабы применения фундаментных конструкций из свай должны возрасти.
Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.





Таблица 3.1

№№ п/п
Структура этажности в строительстве на период до 2000 г., эт.

Процентное соотн. строящихся зданий по этажности
Примерный уровень нагрузок в строительстве, МПа
1

До 5
17
0,1-0,2
2

7-9
14
0,2-0,3
3

10-17
49
0,25-0,35
4

18-22
10
0,3-0,45

3.6. В настоящее время при строительстве в г.Москве зданий жилищно-гражданского назначения за редким исключением применяются забивные призматические сваи сечением 3030 см и длиной 4-12 м, изготавливаемые на заводах Моспромстройматериалов по каталогу железобетонных изделий, а также на заводах других ведомств по соответствующим ведомственным каталогам. Погружение таких свай осуществляется многочисленными строительными организациями различных ведомств. Во многих случаях имеющиеся у них копровые установки позволяют погружать сваи других типоразмеров, указанные в таблице 2.1.
3.7. В последнее время на строительстве ряда объектов в г.Москве стали применяться буронабивные и буросекущиеся сваи диаметром 50-150 см и длиной до 30 м типа БСИ, изготавливаемые специализированными строительными организациями (АО "Гидроспецфундаментстрой", АО "Гидроспецстрой", "Высотспецстрой", СУ-29, Мостотрест), оснащенными необходимыми для этого отечественными и импортными станками (см. раздел 10). Эти же организации имеют станки, позволяющие осуществлять устройство буроинъекционных свай.
3.8. АО Московское предприятие "Гидроспецфундаментстрой", оснащенное буровыми станками типа СО-2 и СО-1200, применяет бурозавинчивающиеся сваи при реконструкции ряда московских объектов.
3.9. АООТ "Фундаментстройпроект", оснащенное необходимым оборудованием для устройства щебеночных свай, осуществило с их помощью усиление фундаментов на нескольких московских объектах.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ

4.1. Инженерно-геологические изыскания для проектирования и устройства свайных фундаментов на территории г.Москвы (изыскания для свайных фундаментов) должны проводиться с учетом требований глав СНиП 11-02-96 и 1.02.07-87, МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения" и настоящих Рекомендаций.
4.2. Изыскания для свайных фундаментов проводятся в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на выполнение инженерных изысканий, на основании технического задания проектной организации, разрабатывающей проект фундаментов, рекомендуемая форма которого приведена в приложении 1.
В техническом задании предполагаемая длина свай, необходимая для назначения глубины инженерно-геологических выработок, определяется по данным о грунтах, полученных из материалов геологических фондов и (или) приведенных в приложении 4 к МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".
4.3. Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:
- бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;
- статическое, комбинированное и динамическое зондирование грунтов;
- лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;
- прессиометрические испытания грунтов;
- испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);
- испытания грунтов эталонными сваями;
- опытные работы, включающие исследования взаимодействия с окружающими грунтами фундаментных конструкций, влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения, и (или) испытания грунтов натурными сваями.
4.4. Обязательными видами работ независимо от геотехнических категорий объектов строительства и типов фундаментных конструкций из свай являются бурение скважин, статическое, комбинированное или динамическое зондирование и лабораторные исследования. При этом наиболее предпочтительными методами зондирования являются статическое или комбинированное зондирование, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов производятся определения их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа, что позволяет сократить объем бурения скважин и лабораторных исследований грунтов.
4.5. При геотехнической категории II указанные работы следует дополнять во всех случаях прессиометрическими испытаниями, а при применении фундаментных конструкций из забивных свай длиной до 12 м - испытаниями грунтов эталонными сваями.
При применении конструкций из бурозавинчивающихся свай в состав работ следует включать опытные работы, состоящие из опытных погружений свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения свай, а также испытаний грунтов натурными сваями при приложении статических нагрузок.
При применении комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и сваями.
При использовании конструкций из щебеночных, буронабивных и буроинъекционных свай опытные работы целесообразно выполнять при больших масштабах строительства, в частности, в перспективных районах массовой застройки.
4.6. При геотехнической категории III в состав изысканий независимо от типов фундаментных конструкций из свай следует включать опытные работы и испытания грунтов штампами.
4.7. При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5 % вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями при приложении к ним горизонтальных нагрузок.
4.8. Опытные работы и испытания грунтов штампами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин и зондирования и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение. Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 см в скважинах с целью уточнения для рассматриваемой строительной площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами, в частности, МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения", формулах для расчета по данным зондирования и прессиометрических испытаний модуля деформации грунтов.
4.9. Объем изысканий для свайных фундаментов зависит от геотехнической категории объекта строительства, изученности инженерно-геологических условий площадки строительства и от сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам.
Изыскания должны быть выполнены таким образом, чтобы были изучены все разновидности грунтов, встречающиеся на площадке строительства в пределах исследуемой толщи, и общее количество данных для каждого инженерно-геологического элемента было достаточно для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522-96.
4.10. Выделенные в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам категории сложности грунтовых условий и рекомендуемые в зависимости от этих категорий и от геотехнических категорий объектов объемы изысканий для свайных фундаментов приведены в приложении 2.
4.11. Размещение инженерно-геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо не далее 5 м от него, а в случаях проектирования комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай - на удалении не более 2 м от их оси.
4.12. Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом расположении свай и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже - при нагрузках на куст более 3 МН при свайных полях размером до 1010 м. При свайных полях размером более 1010 м и применении комбинированных свайно-плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля.
При использовании бурозавинчивающихся и буросекущихся свай в составе комбинированных фундаментных конструкций глубина выработок должна быть не менее чем на 1 м ниже требуемой глубины заложения нижних концов свай по условию сопротивления их силам активного давления ограждаемых грунтовых напластований.
При применении щебеночных и буроинъекционных свай для усиления оснований зданий и сооружений глубина выработок назначается на 1 м ниже проектируемой отметки низа усиленного основания.
При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и техногенных грунтов) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.
4.13. Изыскания для свайных фундаментов должны обеспечивать получение данных, необходимых для расчетов фундаментных конструкций по I и II группам предельного состояния, и, как минимум, следующих характеристик: плотность и крупность песчаных грунтов, число пластичности, влажность, показатель текучести и плотность глинистых грунтов в пределах всей изучаемой толщи грунтов; прочностные характеристики (удельное сцепление и угол внутреннего трения) грунта, залегающего непосредственно под нижними концами сваи, и угол внутреннего трения грунтов, примыкающих к боковой поверхности свай; модуль деформации грунтов, залегающих под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи.
При применении комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай данные о прочностных и деформационных характеристиках грунтов необходимо иметь для всей изучаемой толщи грунтов.
4.14. Учитывая затруднения с отбором образцов с ненарушенной структурой в песчаных грунтах, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех геотехнических категорий следует рассматривать зондирование - комбинированное, статическое и динамическое (в порядке информативности и предпочтительности).
Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песчаных, так и глинистых грунтов для объектов геотехнической категории I и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов геотехнических категорий II и III.
4.15. Определение характеристик грунтов по данным зондирования следует проводить в соответствии с приложением 7 к МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".
4.16. Изучение свойств техногенных грунтов (насыпных и намывных) следует выполнять путем зондирования и лабораторными методами на образцах, отбираемых, как правило, из шурфов.
4.17. Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен содержать:
- схематический план здания с указанием поперечных и продольных граничных осей, расположения скважин, точек зондирования, мест испытания грунтов, опытных работ, линий профилей;
- геолого-литологическое описание строительной площадки и инженерно-геологические разрезы, привязанные к осям здания;
- сведения о нормативных и расчетных характеристиках грунтов каждого инженерно-геологического элемента активной зоны;
- сведения о максимальной глубине промерзания грунтов площадки;
- характеристику гидрогеологических условий площадки, включая данные о количестве и положении горизонтов подземных вод, источниках их питания, связи с ближайшими водоемами, направлении потоков, мест разгрузки, степени агрессивности подземных вод, характере их агрессивности - природной или в результате инфильтрации в грунт производственных или сточных вод, прогноз изменения уровней подземных вод в процессе эксплуатации здания;
- материалы лабораторных, полевых исследований грунтов и опытных работ;
- рекомендации по антикоррозийной защите свай.
Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки.
В случаях выявления в процессе изысканий прослоев рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и опасных геологических процессов (карстово-суффозионных и оползневых) необходимо привести данные об изменении их мощности в пределах активной зоны под проектируемым зданием или сооружением.

5. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАЙ

5.1. Исходные данные для проектирования фундаментных конструкций из свай должны содержать следующие проектно-изыскательские материалы:
5.1.1. Генеральный план площадки с нанесенными контурами проектируемого сооружения (с осями), инженерно-геологическими выработками, планировочными отметками, сведениями о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях.
5.1.2. Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий на участке проектируемого объекта, включающий материалы, указанные в п.4.17 Рекомендаций.
Исчерпывающие материалы изысканий могут быть получены только на основании задания проектной организации - автора проекта фундамента, содержание которого указано в п.4.2 Рекомендаций.
5.1.3. Общее конструктивное решение надземной части сооружения с необходимыми чертежами (планы, разрезы), абсолютной отметкой 1-го этажа или верха фундамента.
5.1.4. Чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, каналов и фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах.
5.1.5. Данные о расчетных нагрузках на фундаменты в требуемых сочетаниях с указанием временных нагрузок и цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и места их приложения. Сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характера их воздействия.
5.1.6. Данные о предельных величинах общих и неравномерных осадок.
5.2. Исходные данные для проектирования фундаментных конструкций из свай при реконструкции кроме материалов, перечисленных в п.5.1, должны содержать:
5.2.1. Архивные материалы инженерных изысканий по реконструируемому объекту, если таковые имеются.
5.2.2. Целевое назначение реконструкции (расширение, собственно реконструкция, техническое перевооружение).
5.2.3. Характер реконструкции сооружения (пристройка, надстройка, перестройка, сооружение подземных помещений и т.д.).
5.2.4. Проект реконструкции здания.
5.2.5. Конструктивные и технологические особенности новых элементов сооружения и их параметры.
5.2.6. Действующие и ожидаемые после реконструкции величины расчетных нагрузок на фундаменты, в том числе динамические, теплотехнические и др.
5.2.7. Наличие и интенсивность утечек из водонесущих коммуникаций, их состояние, сведения о дренажных системах, химическом составе и агрессивности технологических вод.
5.2.8. Особенности строительства и эксплуатации объекта, которые могут вызвать изменения окружающей среды.
5.2.9. Сроки и характер эксплуатации реконструируемого объекта.
5.2.10. Проект производства работ по реконструкции здания в целом.
5.2.11. Отчет по результатам обследования реконструируемого и соседних зданий с данными об истории их строительства, эксплуатации, современного состояния конструкций, сбора нагрузок на фундаменты.
5.2.12. Данные по наблюдению за осадками оснований фундаментов, если таковые имеются.

6. ВЫБОР ВИДОВ И ТИПОРАЗМЕРОВ ФУНДАМЕНТНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАЙ

6.1. Выбор видов фундаментных конструкций из свай целесообразно начинать с рассмотрения особенностей застройки площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства. В таблице 6.1 приведены рекомендуемые для рассмотрения виды конструкций для различных групп площадок, упомянутых в п.3.2 настоящих Рекомендаций.

Таблица 6.1



Вид фундаментной конструкции из свай

№№ пп
Особенности площадок, выделяемых для строительства, специфика объекта строительства
Сваи со съемным наконечником бурозавинчивающиеся
Сваи с глухим наконечником бурозавинчивающиеся
Сваи щебеночные
Комбинированные свайноплитные
Сваи буронабивные
Сваи буросекущиеся
Сваи буроинъекционные
Сваи забивные
1
Строительство на вновь выделяемых территориях










2
Строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки









3
Строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки









4
Реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) его конструкций









5
Реконструкция памятников архитектуры










Примечания
- рекомендуется для рассмотрения
- не рекомендуется для рассмотрения
- рекомендуется для рассмотрения с ограничением по удалению от существующей застройки
6.2. На следующем этапе выбранные варианты конструкций из свай уточняются исходя из оценки инженерно-геологических условий площадки строительства, базирующейся на материалах, указанных в п.3.4 Рекомендаций. При этом также учитывается тип, этажность проектируемого здания и уровень нагрузок на основание. Так, например, комбинированные свайно-плитные фундаменты целесообразно рассматривать лишь применительно к строительству зданий 12 этажей и более.
6.3. Далее производится оценка выбранных вариантов конструкций из свай по показателям технического уровня, учитывающим степень использования прочности материалов свай и грунтов основания и расход материалов на устройство конструкций.
К таким показателям относятся:
- коэффициент использования прочности материала свай и грунтов основания , определяемый по формуле:
(6.1)
где - расчетная нагрузка на сваю, соответственно по грунту и материалу;
- коэффициент использования несущей способности свай , определяемый по формуле:
(6.2)
где - фактическая нагрузка на сваю от здания;
- коэффициент унификации , учитывающий степень использования несущей способности свай в разнонагруженных фундаментах зданий и сооружений, определяемый по формуле:
(6.3)
где - коэффициент использования несущей способности в -ом фундаменте;
- число -х фундаментов в здании и сооружении;
- удельный расход материалов в расчете на единицу действующей нагрузки (осевой вдавливающей, горизонтальной).
6.4. Предварительная оценка расчетных нагрузок, допускаемых на забивные и буронабивные сваи в различных грунтовых условиях, может быть принята по таблице 6.2.
Таблица 6.2


Параметры свай
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ НА СВАЮ, кН


Диаметр ствола/
Длина свай, м
Прочность ствола по
ПЕСЧАНЫЕ ГРУНТЫ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ
Свая
уширения сваи, см

материалу, кН
Гравелистые и крупные
Средней крупности
Мелкие и пылеватые




ГЛИНИСТЫЕ ГРУНТЫ КОНСИСТЕНЦИИ I




0-0,1
0,2-0,3
0,4-0,5
Забивная квадратного
25 25
4,5-6
650
500-800
300-400 / 5-10
150-300 / 3-5
сечения по ГОСТ
30 30
3-12
1000
700-1000
300-600 / 10-15
200-400 / 5-10
19804.1-79
3535

10-16
1850
1300-1850
600-1200 / 30-50
350-500 / 15-20

4040

13-20
2000
1400-2000
900-1300 / 35-60
600-800 / 20-25
Полая круглая по
40

1050
600-1050
300-1050 / 30-50
200-800 / 20-30
ГОСТ 19804.5-83,
50
4-12
1350
700-1350
400-1350 / 60-80
300-1350 / 30-50
ГОСТ 19804.6-83
60

2000
1000-2000
600-2000 / 100-150
400-2000 / 80-100

80


3700
1800-3700
1100-3700 / 200-250
600-3700 / 120-150
Буронабивная по
50

1400
200-1200
200-1100 / 60-80
150-1000 / 40-60
проекту ГПИИ
60

2000
300-1900
250-1800 / 100-150
200-2500 / 80-100
Фундамент-проект
80
10-30
3500
500-2800
400-2700 / 200-250
350-2500 / 100-150
Apx. № 11740
100

3500
800-3800
600-3500 / 300-400
550-3300 / 250-300
1975 г.
120


8000
1100-4950
900-4500 / 400
800-4200 / 300

60 / 160


2000
1700-2000
1150-2000 / 100-150
950-2000 / 80-120

В числителе приведены значение вдавливающей нагрузки, в знаменателе - горизонтальной.
6.5. Целесообразность применения фундаментных конструкций из забивных и буронабивных свай различных типоразмеров для случаев, когда определяющими будут осевые сжимающие нагрузки, можно определить по таблицам 6.3 и 6.4.
Таблица 6.3





Примерные значения коэффициентов использования прочности грунтов основания и материала свай

№№
Сечение
Длина
Документ
ПЕСЧАНЫЕ ГРУНТЫ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ
пп
или диаметр
свай, м

Гравелистые и крупные
Средней крупности
Мелкие и пылеватые

свай, cм


ГЛИНИСТЫЕ ГРУНТЫ КОНСИСТЕНЦИИ I





0-0,1

0,2-0,3
0,4-0,5
1
30 30
3-15
Серия 1.011.1-10
выр.1
1-0,6


0,5-0,4


0,3


0,7-0,6


0,6-0,4


0,3

0,4-0,3


0,2


<0,2

2
35 35
10-20

1-0,7


0,6-0,4


<0,4


0,65-0,5


0,4-0,3


0,3

0,35-0,25


0,2


<0,2

3
40 40
13-20

1-0,8


0,7-0,5


<0,5


0,8-0,6


0,5-0,4


0,4

0,4


0,3


<0,3

4
40
3-20
ГОСТ 19804.5-85
1-0,9


0,8-0,7


0,6-0,5


1-0,9


0,8-0,5


0,4-0,2


0,8-0,7


0,6-0,5


0,4-0,1

5
50
3-25

1-0,8


0,7-0,6


0,55


1-0,9


0,8-0,5


0,4-0,3


1-0,8


0,7-0,5


0,4-0,1

6
60
3-30

1-0,8


0,7-0,6


0,5


1-0,9


0,8-0,5


0,4-0,3


1-0,9


0,8-0,5


0,4-0,1

7
80
3-35

1-0,7


0,7-0,6


0,5


1-0,9


0,8-0,4


0,3-0,2


1-0,9


0,8-0,5


0,4-0,1


Примечание: - рекомендуется для применения; - применение возможно при соответствующем обосновании; - применение не рекомендуется.
Таблица 6.4





Примерные значения коэффициентов использования прочности грунтов основания и материала свай

№№ пп
Диа-
метр
Дли-
на
Доку-
мент
ПЕСЧАНЫЕ ГРУНТЫ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ

ствола / ушире-
свай, м

Гравелистые и крупные
Средней крупности
Мелкие и пылеватые

ния сваи, см


ГЛИНИСТЫЕ ГРУНТЫ КОНСИСТЕНЦИИ I





0-0,1

0,2-0,3
0,4-0,5
1
40
8-10

0,4


0,3-0,2


<0,2

0,4


0,3-0,2

<0,2

0,35

0,3-0,2

<0,2

2
50

ГПИИ Фунда-
мент-
1-0,8


0,7-0,5


0,4-0,3


0,9-0,6


0,5-0,4


0,4

0,8-0,5


0,5-0,4


<0,3

3
60

проект Арх. №
1-0,6


0,5-0,3


<0,2

0,9-0,5


0,4-0,3


<0,3

0,9-0,5


0,4-0,3

<0,3

4
60 / 160
8-25
11740, 1975 г.
1-0,9


0,8-0,75


0,75


1-0,9


0,8-0,7


0,6


1-0,8


0,7-0,6


0,5


5
80


0,8-0,6


0,5-0,2


0,15


0,75-0,5


0,4-0,2


0,1

0,7-0,5


0,4-0,3


0,1

6
100


0,7-0,6


0,5-0,3


0,15


0,6-0,5


0,4-0,2
0,1

0,6-0,5


0,4-0,2

0,1

7
120


0,65-0,5


0,4-0,2


0,1

0,6-0,5


0,4-0,2

0,1

0,55-0,5


0,4-0,2

0,1


Примечание: - рекомендуется для применения; - применение возможно при соответствующем обосновании; - применение не рекомендуется.

6.6. Оценка различных видов и типоразмеров фундаментных конструкций из свай по показателям технического уровня позволяет исключать из дальнейшего рассмотрения нерациональные варианты (для которых все показатели хуже, чем для других вариантов).
6.7. Окончательный выбор вида и типоразмеров фундаментных конструкций из свай осуществляется на основании технико-экономического расчета по расходам основных материалов и приведенным затратам.

7. РАСЧЕТЫ ФУНДАМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАЙ

7.1. Фундаментные конструкции из свай рассчитываются по двум видам предельных состояний - по прочности и деформациям. Расчеты выполняются с учетом требований СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты", СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений", СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции".
7.2. Несущие фундаментные конструкции из бурозавинчивающихся свай со съемным наконечником рассчитываются аналогично фундаментным конструкциям из буронабивных свай типа БСИ, изготавливаемых с использованием инвентарных извлекаемых обсадных труб.
7.3. Несущие фундаментные конструкции из бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником рассчитываются по деформациям в соответствии с требованиями раздела 6 СНиП 2.02.03-85.
7.4. Расчет несущей способности бурозавинчивающихся свай по результатам испытаний свай статическими нагрузками выполняется согласно указаниям раздела 5 СНиП 2.02.03-85, а по физико-механическим характеристикам - с использованием формулы:
(7.1)
где
- коэффициент условий работы свай в грунте, принимаемый = 1;
- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определенное по формуле 7.2;
- площадь поперечного сечения ствола сваи, брутто, м;
- периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
- расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2 СНиП 2.02.03-85;
- толщина -гo слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
- коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый = 0,8;
- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый равным 1 при погружении сваи с поверхности грунта в ненарушенный грунтовый массив, равным 0,8 при погружении сваи в разрыхленный предварительным бурением грунтовый массив и равным 0,6 при погружении сваи в лидерную скважину.
Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи следует определять по формуле:
(7.2)
где
- безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.1 в зависимости от расчетного угла внутреннего трения грунта основания, определенного в соответствии с указанием СНиП 2.02.03-85;
- расчетное значение удельного сцепления грунта основания, кПа;
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м, залегающих выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);
- глубина погружения сваи, м.
Таблица 7.1

Расчетное значение угла
Коэффициенты
Расчетное значение угла
Коэффициенты
внутреннего трения грунта основания , град.



внутреннего трения грунта основания , град.



13

7,8
2,8
24
18,0
9,2
15

8,4
3,3
26
23,1
12,3
16

9,4
3,8
28
29,5
16,5
18

10,1
4,5
30
38,0
22,5
20

12,1
5,5
32
48,4
31,0
22

15,0
7,0
34
64,9
44,4

7.5. Расчеты комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся свай как несущих конструкций выполняются в соответствии с пп.7.2-7.4 рекомендаций, а как ограждающих конструкций - по методике расчетов подпорных конструкций, учитывающей их совместную работу с грунтом. Рекомендуется использование для расчетов пакета программ "Wall-5", разработанного в НИИОСП им. Н.М.Герсеванова.
7.6. Толщина стенки бурозавинчивающихся свай должна проверяться расчетом на прочность при передаче на трубу максимального крутящего момента, развиваемого механизмом, используемым для погружения свай.
7.7. Фундаментные конструкции с использованием щебеночных свай во всех случаях рассчитывают по деформациям и в случаях, предусмотренных п.2.3 СНиП 2.02.01-83, - по несущей способности. При этом необходимые для расчетов значения характеристик грунтов армированного щебеночными сваями основания принимаются равными характеристикам, соответствующим требуемой по расчету плотности сухого грунта армированного основания.
7.8. Расчет расхода щебеночного материала на устройство армированного основания и размеров щебеночных свай выполняются исходя из удельного расхода материала на 1 м армированного основания, определяемого по таблице 7.2 в зависимости от среднего коэффициента пористости неармированного основания, а также размеров фундамента в плане, диаметра пневмопробойника и толщины армированного основания.
Таблица 7.2

Плотность сухого грунта армированного
Удельный расход щебеночного материала на 1 м армированного основания при среднем коэффициенте пористости грунта неармированного основания
основания, т/м
0,8

0,9
1,0
1,1
1,2
1,5

0,02
0,05
0,08
0,1
0,12
1,6

0,06
0,09
0,12
0,14
0,16
1,7

0,1
0,13
0,15
0,18
0,2
1,8

0,14
0,17
0,19
0,22
0,24

7.9. Комбинированные свайно-плитные (КСП) фундаменты рассчитываются по деформациям. Расчет осадки КСП фундамента базируется на совместном рассмотрении жесткости свай и плиты (где - нагрузка, a - осадка).
Расчет производится на основе определения частных значений жесткости группы свай и ростверка и коэффициента их взаимодействия, используемого для определения коэффициента жесткости всего фундамента. При этом жесткость группы свай определяется по формуле:
(7.3)
где
- жесткость одиночной сваи ;
- коэффициент эффективности работы сваи в свайном поле;
- число свай, принятое для расчета КСП фундамента.
В формуле (7.3),
где
- модуль деформации грунта, который следует определять на уровне подошвы сваи;
- диаметр сваи;
- коэффициент влияния, зависящий от отношения длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной сваи) и от коэффициента жесткости сваи , где - модуль деформации материала сваи.
Коэффициент влияния определяется по таблице 7.3.
Таблица 7.3


Значения при равном


100

1000
10000
10

0,200
0,145
0,139
25

0,145
0,088
0,080
50

0,130
0,062
0,046

7.10. Определение числа свай производится на основе анализа двух факторов:
а) на основе непосредственного учета несущей способности выбранной для фундамента сваи по формуле:
(7.4)
где
- сумма нагрузок, действующих на фундамент;
- допускаемая нагрузка на сваю, которую при проектировании КСП фундаментов рекомендуется принимать равной /2 ( - несущая способность сваи, выбранной для проектирования);
б) на основе выбора технически и экономически оправданного расстояния между сваями в группе, которое на основе имеющегося опыта рекомендуется принимать равным = (57); в этом случае число свай определяется по формуле:
(7.5)
где
и - соответственно ширина и длина фундамента.
7.11. При значениях до 100 и расстоянии между сваями = (57), коэффициент определяют по формуле:
(7.6)
Этой же формулой можно воспользоваться при указанных выше значениях и для определения при = 3 и = 10, вводя в формулу (7.6) дополнительный коэффициент, равный: при = 3 - коэффициент 1,3 в знаменателе, а при = 10 - 1,3 в числителе.
Для значений = 2001000 коэффициент следует определять по таблице 7.4.





Таблица 7.4


= 1000
= 10
= 1000
= 25
= 10000
= 25





5
7
10
3
5
7
10
3
5
7
10
200

0,08
0,10
0,15
0,05
0,08
0,10
0,13
0,04
0,06
0,08
0,09
400

0,06
0,07
0,11
0,04
0,06
0,08
0,09
0,03
0,05
0,06
0,08
800

0,04
0,05
0,08
0,03
0,04
0,06
0,07
0,02
0,03
0,04
0,05
1000

0,04
0,05
0,08
0,02
0,04
0,05
0,06
0,02
0,03
0,04
0,05

7.12. Жесткость плиты определяется по формуле:
(7.7)
где
- площадь плиты;
- коэффициент, зависящий от отношения и определяемый по таблице 7.5.
Таблица 7.5



1
1,5
2
3
5
7
10


0,88
0,87
0,86
0,83
0,77
0,73
0,67

7.13. Осадка комбинированного свайно-плитного фундамента определяется по формуле:
(7.8)
где
- общая нагрузка на фундамент;
- общая жесткость фундамента, равная .
При этом часть нагрузки, воспринимаемой сваями, составляет:
(7.9)
Часть нагрузки, воспринимаемой плитой, составляет:
(7.10)
7.14. Расчет по несущей способности буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных одиночных свай в составе фундаментов при действии на них сжимающих нагрузок по характеристикам грунтов оснований производятся по формулам:
а) в случае заделки нижних концов свай в невыветрелый (без слабых прослоек) скальный грунт
(7.11)
где
- расчетная сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю (продольное сжимающее усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;
- коэффициент надежности основания, принимаемый равным 1,4;
- коэффициент надежности скального грунта под пятой сваи, принимаемый равным 1,4;
- нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии;
- площадь опирания сваи на грунт;
- глубина заделки нижнего конца в скальный грунт (при заделке сваи <0,5 м величина принимается равной = 0);
- диаметр заделанной в скальный грунт части сваи;
- коэффициент, принимаемый при >0,5 м = 1,5, а в остальных случаях = 0;
б) в случае опирания нижних концов свай на сжимаемые нескальные грунты
(7.12)
где
и - обозначения те же, что и в формуле (7.11);
- коэффициент условий работы сваи, принимаемый равным = 1;
- коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый для песчаных грунтов и глинистых грунтов = 1;
- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемый по табл. 7.6 и 7.7;
- периметр поперечного сечения ствола сваи, соприкасающегося с грунтом;
- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, определяемый по табл.7.8 в зависимости от способа бурения скважин и способа бетонирования;
- расчетное сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, принимаемое в соответствии с указаниями п.7.15;
- толщина -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
Таблица 7.6

Глубина заложения нижнего конца
Расчетное сопротивление , кПа, под нижним концом свай при глинистых грунтах с показателем текучести , равным

сваи , м

0,0

0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
3

850
750
650
500
400
300
250
5

1000
850
750
650
500
400
350
7

1150
1000
850
750
600
500
450
10

1350
1200
1050
950
800
700
600
12

1550
1400
1250
1100
950
800
700
15

1800
1650
1500
1300
1100
1000
800
18

2100
1900
1700
1500
1300
1150
950
20

2300
2100
1900
1650
1450
1250
1050
30

3300
3000
2600
2300
2000
-
-
40

4500
4000
3500
3000
2500
-
-

Таблица 7.7

Глубина заложения нижнего конца
Расчетное сопротивление , кПа, под нижним концом свай при песках
сваи , м

крупных

средней крупности
мелких
пылеватых
3

1000
900
700
500
4

1200
1000
850
600
5

1300
1200
900
700
7

1600
1400
1000
800
10

2000
1700
1300
1000
15

2800
2500
1500
1100
20

3500
3000
1800
1200
25

4200
3500
2100
1300
30

5000
3900
2500
1400
40

5500
4200
2800
1400

Таблица 7.8


Способы устройства свай
Коэффициент условий работы сваи

в песках

в супесях
в суглинках
в глинах
Бетонирование:





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

0,6
0,6
0,6
0,6

7.15. Расчетные сопротивления грунтов на боковой поверхности сваи принимаются по табл.7.9 со знаком плюс по всей длине сваи, за исключением следующих случаев:
а) планировки территории подсыпкой толщиной более 1 м;
б) загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой более 200 кН/м;
в) увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня грунтовых вод;
г) незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;
д) просадки грунтов при замачивании.
В указанных случаях величина на боковой поверхности сваи принимается со знаком минус до глубины, на которой расчетное значение осадки околосвайного грунта превышает половину предельного значения осадки для здания или сооружения, а ниже этой глубины - со знаком плюс.
Таблица 7.9


Расчетные сопротивления на боковой поверхности свай , кПа


песчаных грунтов средней плотности

Средняя глубина расположения слоя грунта, м
крупных и средней крупности

мелких
пылеватых
-
-
-
-
-
-

глинистых грунтов при показателе текучести , равном


0,2

0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1

35
23
15
12
8
4
4
3
2
2

42
30
21
17
12
7
5
4
4
3

48
35
25
20
14
8
7
6
5
4

53
38
27
22
16
9
8
7
5
5

56
40
29
24
17
10
8
7
6
6

58
42
31
25
18
10
8
7
6
8

62
44
33
26
19
10
8
7
6
10

65
46
34
27
19
10
8
7
6
15

72
51
38
28
20
11
8
7
6
20

79
56
41
30
20
12
8
7
6
25

86
61
44
32
20
12
8
7
6
30

93
66
47
34
21
12
9
8
7
35

100
70
50
36
22
13
9
8
7

7.16. Несущую способность буронабивных и буросекущихся висячих свай диаметром 6001200 мм, погруженных в грунт на глубину не менее 5 м и работающих на сжимающую нагрузку, по результатам статического зондирования следует определять по методике, регламентируемой в разделе "Свайные фундаменты" МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".
Параллельно с таким расчетом следует провести расчет несущей способности в соответствии с пп.7.14 и 7.15 настоящих рекомендаций. При расхождениях в полученных величинах несущей способности свай более 25 % следует провести их испытания статическими нагрузками (не менее 2 испытаний).
7.17. Одиночную сваю в составе фундамента по несущей способности грунта основания на осевую выдергивающую нагрузку следует рассчитывать по условию:
(7.13)
где
- расчетное выдергивающее усилие при наиболее невыгодном сочетании нагрузок, передаваемых на фундамент здания или сооружения;
- коэффициент условий работы, принимаемый равным = 0,6;
- расчетное сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности сваи, определяемое по табл.7.9;
и - то же, что и в формуле 7.12.
7.18. Расчет свай на горизонтальную нагрузку со свободным верхним концом выполняется согласно приложению 1 СНиП 2.02.03-85 в следующей последовательности:
- определяются исходные расчетные характеристики - коэффициенты постели грунта, прорезаемого сваей и под ее нижним концом, коэффициент деформации, приведенная глубина погружения сваи и условная рабочая ширина;
- устанавливаются расчетные нагрузки применительно ко второму предельному состоянию;
- вычисляются горизонтальные перемещения и углы поворота сваи от единичных сил, действующих на уровне поверхности грунта;
- вычисляются горизонтальное перемещение и угол поворота сваи на уровне поверхности грунта или подошвы низкого ростверка от действующих расчетных нагрузок;
- определяются горизонтальные перемещение и угол поворота сваи на уровне ее верха от действующих расчетных нагрузок;
- вычисленные перемещения сопоставляются с допустимыми предельными, чем завершается расчет по второму предельному состоянию;
- устанавливаются расчетные нагрузки применительно к первому предельному состоянию;
- определяются расчетные усилия, действующие в сечении свай на различной глубине, и давление на грунт по контакту с боковой поверхностью сваи;
- производится расчет устойчивости основания, окружающего сваю;
- по наибольшим расчетным усилиям в сечении проверяется прочность материала сваи в соответствии со СНиП 2.03.01-84, чем завершается расчет по первому предельному состоянию.
7.19. В случае жесткой заделки сваи в ростверке (при отсутствии поворота ее головы) расчет на горизонтальную нагрузку производится в той же последовательности с учетом дополнительного момента, возникающего в голове сваи и направленного в сторону, противоположную направлению горизонтальной силы.
7.20. При наличии проведенных статических испытаниях свай их расчет по несущей способности грунта основания выполняется по формуле:
(7.14)
где
- расчетное осевое усилие в свае, возникающее в результате передачи на нее нагрузок от здания или сооружения при самом неблагоприятном их сочетании;
- коэффициент условий работы, принимаемый в случае вдавливающих и горизонтальных нагрузок = 1, а в случае выдергивающих - = 0,6;
- коэффициент надежности свайного основания, принимаемый равным = 1,4 при фундаментах в виде одиночных свай с нагрузками более 2500 кН и 1,2 во всех остальных случаях;
- значение предельного сопротивления сваи, определяемое в соответствии с указаниями п.7.21.
7.21. В качестве предельного сопротивления буронабивной или буроинъекционной сваи по результатам их статических испытаний следует принимать нагрузку на одну ступень меньшую, чем нагрузка, при которой перемещения сваи непрерывно возрастают, не достигая в течение 24 часов условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, но не более нагрузки, при которой осадка сваи достигает величины 30 мм.
Примечания: 1. Ступени загружения при испытаниях свай следует назначать равными 1/10 величины предполагаемого предельного сопротивления сваи.
2. Для расчетов по формуле (7.14) берется наименьшее значение предельного сопротивления, полученное по результатам испытаний двух или более свай.
7.22. Расчеты буронабивных свай по прочности их материала выполняются в соответствии со СНиП 2.02.03-85, а буроинъекционных свай, кроме того, в соответствии с "Рекомендациями по применению буроинъекционных свай", НИИОСП, М., 1997.
Сопротивление бетона при расчете свай по прочности их материала следует принимать с учетом понижающих коэффициентов условий работы, равных:
а) в глинистых грунтах в случае, если возможно бурение скважин и их бетонирование насухо без крепления стенок в связи с расположением уровня грунтовых вод ниже пяты сваи = 0,85;
б) в глинистых и песчаных грунтах, бурение которых производится под защитой обсадных труб, а бетонирование в них осуществляется насухо при отсутствии появления воды на забое = 0,75;
в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых проводится с применением извлекаемых обсадных труб при наличии в них воды = 0,7.
7.23. Расчет фундаментных конструкций из буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных свай по деформациям рекомендуется выполнять с использованием методик, регламентированных в разделе "Свайные фундаменты" МГСН 2.07-97 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".
7.24. Расчет комбинированных фундаментных конструкций из буросекущихся свай как ограждающих конструкций следует выполнять по той же методике, что и для бурозавинчивающихся свай, в соответствии с п.7.5 настоящих рекомендаций.
7.25. Несущая способность забивных свай в составе фундаментных конструкций на осевую вдавливающую нагрузку определяется следующими способами, регламентированными СНиП 2.02.03-85:
- по характеристикам грунтов основания по табл.1, 2, 6, 7 и формулам (5), (8), (11);
- по динамическим формулам (17), (19);
- по данным статического зондирования по формуле (25);
- по результатам статических испытаний эталонных свай по формулам (22), (23);
- по результатам статических испытаний натурных свай по формуле (16).
Способы определения несущей способности свай перечислены в порядке возрастания точности получаемых результатов, увеличения их стоимости и продолжительности выполнения.
7.26. Определение несущей способности свай по характеристикам грунтов основания выполняется, как правило, для ее предварительной оценки, с последующим уточнением другими методами.
7.27. Определение несущей способности свай динамическим способом по указанным выше формулам используется для забивных свай для предварительной оценки их несущей способности, а также для определения степени неоднородности грунтов основания в пределах строящегося объекта. Кроме того, в сочетании с методом статических испытаний грунтов сваей этот метод используется для установления пригодности свайного поля по поправочным коэффициентам, устанавливаемым в сопоставлении с результатами статических испытаний.
7.28. Определение несущей способности свай по данным статического зондирования и испытаний грунтов эталонными сваями являются основными методами расчета для массового строительства на забивных сваях, взаимно дополняющими друг друга. При этом независимо от типа зонда по ГОСТ 20069-81 допускается согласно МГСН 2.07-97 определять несущую способность свай по данным статического зондирования на основании измерения сопротивления грунта лишь под наконечником зонда.
7.29. Расчеты забивных свай по прочности их материала выполняются с использованием графиков внецентренного сжатия, представленных для свай квадратного сечения в серии 1.011.1 вып.10, а для полых круглых свай - в ГОСТ 19804.5-83.
7.30. Расчет забивных свай на горизонтальную нагрузку выполняется в соответствии с методикой, указанной в пп.7.18 и 7.19 настоящих рекомендаций.
7.31. Расчет фундаментных конструкций из забивных свай по деформациям рекомендуется выполнять с использованием методик, рекомендованных в разделе "Свайные фундаменты" МГСН "Нормы проектирования оснований, фундаментов и подземных сооружений".

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СВАЙ

8.1. При проектировании фундаментных конструкций любого типа из бурозавинчивающихся свай расстояние от осей свай до наружных граней строительных конструкций близлежащих зданий и сооружений назначают не менее 0,5+ 20 см, где - диаметр сваи.
8.2. При проектировании фундаментных конструкций с использованием щебеночных свай расстояние между осями параллельных свай должно составлять не менее 0,5 м.
8.3. При проектировании комбинированных свайно-плитных фундаментов необходимую несущую способность свай рекомендуется обеспечивать за счет увеличения длины свай, а не их поперечного сечения, т.е. за счет увеличения гибкости свай.
8.4. При конструктивном расчете плиты ростверка КСП фундамента следует учитывать, что при очень жестком ростверке, обеспечивающем одинаковую осадку всех свай, происходит существенное перераспределение нагрузки на сваи, в результате которого нагрузка на крайние ряды свай, особенно угловые сваи, будет выше средних, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.
8.5. Глубина заложения подошвы ростверка КСП фундамента должна назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличия подвала, технического подполья или подземных гаражей), грунтовых условий и проекта планировки территории, а также высоты ростверка, определяемой расчетом.
8.6. Следует принимать во внимание, что осадка КСП фундамента при вертикальных сваях не зависит от системы связи сваи с ростверками - жесткой или шарнирной, которая принимается в проекте по конструктивным соображениям. Возможно комбинированное сопряжение свай с плитным ростверком: в центральной части - без выпусков арматуры, по периметру - с выпусками.
8.7. Буронабивные, буросекущиеся и буроинъекционные сваи в составе несущих и комбинированных фундаментных конструкций являются фактически опорами, воспринимающими вертикальные и горизонтальные нагрузки, а также моментные воздействия, и поэтому они должны быть законструированы на восприятие действующих в них усилий с учетом всех требований, предъявляемым к железобетонным конструкциям типа колонн, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции".
8.8. Армирование буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных свай следует выполнять объемными каркасами (рис.8.1), для создания жесткости которых их продольные арматурные стержни 1 должны быть соединены не только хомутами 2, но и трубчатыми кольцами 3, установленными на сварке по длине каркаса на расстоянии не реже чем через пять его диаметров. В целях обеспечения защитного слоя бетона между грунтом и арматурными стержнями каркаса последний должен быть оснащен фиксаторами 4, и также крестообразными анкерами, установленными в нижнем конце