Документация на сваи в строительстве

Данная страница расскажет Вам о схемах и способах забивки свай, а так же о нормативных документах СНИП по забивке железобетонных свай. Наша строительная компания берёт на себя обязанности соблюдать действующий СНИП, предусмотренный законодательством России, а так же предоставить все необходимые документы перед началом и по завершению погружения железобетонных свай.

Давайте рассмотрим интересующие Вас вопросы в подробном формате. Для удобства мы полностью описали и раскрыли тему, ссылка на СНИП для скачивания документации находится ниже на этой странице.

Какие есть схемы забивки свай

• Схема определяет порядок погружения свай в каждом конкретном случае.
• В каждом случае данные схемы индивидуальны, зависят от плана участка, от схемы свайного поля, от производственного плана строительства.
• Правильно составленная схема погружения свай является залогом успешного проведения работ — меньше времени на перебазировку, экономия бюджета и т.д.
• В дальнейшем составляется схема забивки свай, исходя из конкретных условий и с учетом минимальных энергозатрат на все операции.

Строительство БАНИ началось! Фундамент на винтовых сваях подробная инструкция!

Выбор конкретной схемы забивки свай производится на основе гидрогеологического анализа грунта и типа свайного поля. Согласно положениями действующих строительных норм для забивки свай выделяют три основные схемы:

Наиболее простая схема, реализуется при строительстве свайных фундаментов в несвязных грунтах — песчаной и гравелистой почве, в которой отсутствует жесткая связь между отдельными частицами грунта.

Погружение свай выполняется рядами, в последовательном направлении от первой к последней. Данный способ не может быть реализован в условиях связных грунтов, поскольку концентрированная нагрузка на один участок почвы может привести к ее усадке.

Основная схема забивки при кустовом расположении свай и при обустройстве свайных полей. Спиральная схема делится на две технологии:

— забивка начинается с середины свайного куста и в спиральной последовательности идет по дальнейшей периферии — данный метод реализуется в условиях плотных грунтов;

— забивка начинается с краев и по спирали переходит к центральному участку свайного куста — применяется при погружении свай в нормальных грунтах.

Совет эксперта! Спиральная схема забивки свай позволяет равномерно распределить нагрузку на грунт и избежать его усадки. Также уменьшается риск чрезмерного уплотнения почвы, которое становится причиной отказа грунта до того, как свайный столб будет погружен в почву на проектную глубину.

При необходимости создания больших по площади свайных полей на строительном участке с плотными грунтами применяется секционная схема погружения свай.

При реализации данной схемы сначала забивается 2-3 ряда свай, после чего один ряд пропускается и производится погружение следующих рядов. После первой проходки свайного поля выполняется забивка оставшихся свайных рядов.

Гайд №10. Как заполнять Журнал забивки свай.

Совет эксперта! Технология свайного поля предполагает высокую плотность расположения свайных столбов на конкретном участке почвы. При использовании любой другой схемы забивки будет происходить неравномерная деформации структуры почвы, тогда как секционная схема сводит данную проблему к минимуму.

Способы забивки железобетонных свай

Выбор способа погружения железобетонных свай зависит от двух основных факторов:

• Места проведения работ — согласно строительным нормам и правилам на некоторые способы погружения свай накладываются ограничения по применению в условиях плотной городской застройки;
• Грунтовых условий — эффективность конкретного способа погружения сильно зависит от типа грунта, в котором будут размещаться сваи.

Существует два основных способа погружения железобетонных свай:

1. Метод ударной забивки .

Технология ударной забивки является наиболее распространенной из-за высокой продуктивности работ — за одну рабочую смену ударным методом может погружаться до 40 ЖБ свай.

Ударное погружение производится с помощью дизель молотов. Классификация молотов выполняется в зависимости от конструкционных особенностей, согласно которым выделяют:

• Штанговые дизель молоты;
• Трубчатые дизель молоты.

Рис. 1.1: Трубчатые и штанговые дизель молоты

Совет эксперта! Молоты трубчатого типа являются более совершенным конструкциями, благодаря наличию принудительного охлаждения они могут работать непрерывно, в то время как штанговые дизель молоты требуют периодического простоя в процессе работы. Трубчатые агрегаты способы забивать более тяжелые сваи, также они отличаются длительным эксплуатационным ресурсом.

Метод ударной забивки реализуется в следующей последовательности:

• Лебедкой копра свая подтягивается к сваебойной установке;
• Производится ее строповка, поднятие и фиксация наголовника дизель молота на свайном столбе;
• Свая устанавливается на месте погружения, выполняется проверка ее вертикальности;
• Дизель молот производит направляющие удары в 20-30% от максимальной мощности, которые задают базовое направление погружения;
• Производится забивка сваи до проектной глубины либо наступления отказа грунта.

Рис. 1.2: Подтягивание ЖБ сваи к штанговому дизель молоту

В процессе забивки на свайный столб воздействует два вида энергии:

• Ударная — которая передается на сваю от массы падающей ударной части дизель молота при ее контакте с наголовником, надетым на свайный столб;
• Взрывная — образуется в результате воспламенения топливной смеси в камере сгорания, часть энергии при этом уходит на подбрасывания бойка молота в верхнее положение, вторая часть передается на сваю.

При реализации технологии ударного погружения свай на грунт оказываются сильные динамические воздействия, которые через почву передаются на фундаменты близстоящих сооружений. Ввиду этого возможности применения метода ударной забивки ограничены в условиях плотной городской застройки, возле архитектурных памятников и исторических центров.

2. Метод вибрационного погружения

Для погружения железобетонных свай данным методом используются вибропогружатели, оказывающие на сваю низкоамплитудное динамическое воздействие.

В результате вибрационной нагрузки, которая передается через свайный столб на контактирующий со стенками сваи грунт, в почве нарушаются структурные связи, ее плотность уменьшается и свая, под весом вибропогружателя, опускается в землю на необходимую глубину.

Рис. 1.3: Вибрационное погружение свай-оболочек

Метод вибпрогружения демонстрирует высокую эффективность в несвязных грунтах — песчаных, супесях, гравелистых песках и в насыщенной влагой почве. Погружение свай в связные грунты — глину, суглинок, возможно только при невысокой плотности грунта. Расстояние до забивки свай сооружений и зданий, расположенные на удалении менее 25 м должны быть обследованы с составлением актов на имеющиеся дефекты их конструкций.

Совет эксперта! В условиях плотной почвы технология вибпропогружения реализуется с применением лидерного бурения — предварительного создания скважин, в которые погружаются свайные столбы.

При погружении свай вибрационным способом в умеренно плотные связные грунты под опорной подошвой сваи образуется слой сжатой почвы, который негативно сказывается на несущих характеристиках свайной опоры (они уменьшаются на 30-40%). Для того чтобы острие сваи пробило сжатую почву последние 20-30 сантиметров погружения выполняются с помощью ударной забивки.

Рис. 1.4: Вибропогружатель для ЖБ свай и шпунта

Классификация вибропогружателей для железобетонных свай выполняется по двум группам:

1. В зависимости от частоты вибрационных колебаний , передаваемых агрегатом на сваю:

• Низкочастотные — производят от 300 до 500 колебаний в минуту, используются для погружения тяжелых ЖБ свай в несвязные и насыщенные влагой грунты;
• Высокочастотные — производят от 700 до 1500 колебаний в минуту, предназначены для забивки легких свай оболочек и металлического шпунта.

2. В зависимости от особенностей конструкции

• Обычные — силовой агрегат в таких устройствах жестко зафиксирован на верхней крышке корпуса вибратора;
• Подрессоренные — над вибратором расположена подпружиненная платформа, на которой установлен привод.

Рис. 1.5: а) — обычный б) — подрессоренный вибропогружатель

Совет эксперта! Подрессоренные вибропогружатели, за счет того, что пружины гасят передающиеся на привод вибрации, обладают на порядок большим рабочим ресурсом.

Основные способы забивки свай мы описали на данной странице — Методы забивки свай

СНиП на забивку и погружение свай

Согласно положениям СНиП забивка свай производится в строго установленном порядке с оформление соответствующего документа — Проекта производства работ (ППР). Этот документ является законом для всех работников, задействованных на свайных работах.

В документации предусматривается весь перечень и последовательность проведения как подготовительных, так и основных свайных работ, в том числе и способы забивки свай, перечень используемого сваебойного оборудования и другие детали. При выборе способов погружения свай или шпунтов учитывается не только геофизические характеристики грунта на участке, но и другие моменты. Например, существуют ограничения по применению тех или иных способов погружения там, где рядом имеются уже построенные объекты.

Основным нормативным документом, в котором указываются требования по забивке свай, является СНиП № 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

В данном стандарте указываются:

• Требования к выполнению водопонижающих работ при подготовке строительного участка;
• Особенности выемки грунтов и планировки свайного поля;
• Правила обратной засыпки котлованов и траншей;
• Ситуации, в которых необходимо выполнять укрепление грунтов и технология данного процесса;
• Особенности погружения разных видов железобетонных свай и шпунта;
• Требования к обвязке свай ростверком;
• Правила контроля качества при выполнении свайных работ.

Внимание! Кроме квалифицированных специалистов определить все тонкости использования сваебойной техники не может никто.

Наши услуги

Компания «ООО Богатырь» в обязательном порядке оформляет всю необходимую документацию и строго следит за ее выполнением в процессе производства работ.

Наши специалисты, прибыв на участок, консультируют заказчика по всем вопросам, связанным с сооружением свайного фундамента, согласовывают ряд вопросов и положения по эффективности взаимодействия, а также предварительно намечают перечень необходимых работ.

Однако мы не диктуем свою волю заказчикам, а изыскиваем все возможные компромиссные варианты даже в очень затруднительных обстоятельствах. Поэтому мы всегда просчитываем, открыто, с участием клиентов, и максимально стремимся ее снизить, если это не идет в ущерб качеству работ.

Мы готовы начать работы по проектировке и забивке свай на Вашем участке, для этого оставьте заявочку.

Источник: kommtex.ru

СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов

1 РАЗРАБОТАН Государственным федеральным унитарным предприятием «Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова» (НИИОСП) Госстроя России

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

2 ОДОБРЕН для применения постановлением Госстроя России № 96 от 21 июня 2003 г.

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения . 2

2 Нормативные ссылки . 3

3 Определения . 4

4 Общие положения . 4

5 Требования к инженерно-геологическим изысканиям .. 6

7 Проектирование свайных фундаментов . 11

7.1 Основные указания по расчету . 11

7.2 Расчетные методы определения несущей способности свай . 15

7.3 Определение несущей способности свай по результатам полевых исследований . 26

7.4 Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям .. 34

7.5 Особенности проектирования свайных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений . 42

8 Конструирование свайных фундаментов . 44

9 Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах . 49

10 Особенности проектирования свайных фундаментов в набухающих грунтах . 53

11 Особенности проектирования свайных фундаментов на подрабатываемых территориях . 54

12 Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах . 57

13 Особенности проектирования свайных фундаментов опор воздушных линий электропередачи . 60

14 Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных зданий . 61

15 Устройство свайных фундаментов . 63

15.1 Общие положения . 63

15.2 Устройство предварительно изготовленных свай . 65

15.4 Устройство свайных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений . 74

15.5 Приемка и контроль качества работ по устройству свайных фундаментов . 76

16 Геотехнический мониторинг . 78

Приложение А Термины и определения . 80

Приложение Б Состав проекта свайных фундаментов . 80

Приложение В Определение объемов инженерно-геологических изысканий для проектирования и устройства свайных фундаментов . 82

Приложение Г Номенклатура забивных железобетонных и буронабивных свай . 83

Приложение Д Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента . 84

Приложение Е Расчет несущей способности пирамидальных свай с наклоном боковых граней i p > 0,025 . 91

Приложение Ж Определение осадки ленточных свайных фундаментов . 92

Приложение И Определение осадки одиночной сваи с учетом модуля сдвига . 93

ВВЕДЕНИЕ

Свод правил по проектированию и устройству свайных фундаментов разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87.

Свод правил устанавливает требования к проектированию и устройству различных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и для различных видов строительства.

Разработан ГУП НИИОСП им. Герсеванова (д-р техн. наук В .А. Ильичев — руководитель темы; доктора техн. наук: Б .В. Бахолдин, В.П. Петрухин, Е.А. Сорочан, Л.Р.

Ставницер; кандидаты техн. наук: Ю .А. Багдасаров, А.М . Дзагов, Х.А. Джантимиров, В.Г. Буданов, О.И. Игнатова, В.Е. Конаш, Л.Г. Мариупольский, В.В.

Михеев, Ю.Г. Трофименков, В.Г. Федоровский, П.И. Ястребов).

СП 50-102-2003

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

DESIGN AND CONSTRUCTION OF PILE FOUNDATIONS

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил (СП) распространяется на свайные фундаменты вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений.

СП не распространяется на проектирование и устройство свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе при глубине погружения опор более 35 м.

Свайные фундаменты зданий и сооружений, возводимых в районах с наличием или возможностью развития опасных геологических процессов (карстов, оползней и т.п.), следует проектировать с учетом дополнительных требований соответствующих нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем России.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах

СНиП II-23-81* Стальные конструкции

СНиП II-25-80 Деревянные конструкции

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы

СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные

СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений

СНиП 3.01.01-85* Организация строительного производства

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия

СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения

СНиП 23-01-99* Строительная климатология

СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства

СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства

ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний

ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры

ГОСТ 18105-86* Бетоны. Правила контроля прочности

ГОСТ 19804-91 Сваи железобетонные. Технические условия

ГОСТ 19804.2-79* Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры

ГОСТ 19804.3-80* Сваи забивные железобетонные квадратного сечения с круглой полостью. Конструкция и размеры

ГОСТ 19804.4-78* Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола. Конструкция и размеры

ГОСТ 19804.5-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.

ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры

ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-99 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем Своде правил, приведены в приложении А.

Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

г) действующих на фундаменты нагрузок;

д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;

е) экологических требований;

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов.

4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.3 При проектировании следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условиях. Для этого должны быть выявлены данные о производственных возможностях строительной организации, ее парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период строительства и т.п.

Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии со СНиП 23-01.

4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными ( 4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в приложении Б.

4.5 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I — повышенный, II — нормальный, III — пониженный.

4.6 Инженерные изыскания для строительства, работы по проектированию свайных фундаментов и их устройству должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.

4.7 Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерных изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105 и раздела 5 настоящего СП.

Выполненные инженерные изыскания должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий нового строительства, но и получение необходимых данных для проверки влияния устройства свайных фундаментов на существующие здания и сооружения и окружающую среду, а также для проектирования, в случае необходимости, усиления оснований и фундаментов существующих сооружений.

Проектирование свайных фундаментов без соответствующего и достаточного инженерно-геологического обоснования не допускается.

4.8 При использовании для строительства вблизи существующих зданий и сооружений забивных или вибропогружаемых свай, а также свай с камуфлетной пятой, образуемой взрывом, необходимо производить оценку влияния динамических воздействий на конструкции существующих зданий или сооружений, а также на находящиеся в них чувствительные к колебаниям машины, приборы и оборудование, и в необходимых случаях предусматривать измерения параметров колебаний грунта, сооружений, а также подземных коммуникаций при опытном погружении и изготовлении свай.

4.9 В проектах свайных фундаментов необходимо предусматривать проведение натурных измерений (мониторинг). Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в зависимости от уровня ответственности сооружения и сложности инженерно-геологических условий (раздел 16).

Натурные измерения деформаций оснований и фундаментов должны предусматриваться также в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или фундаментов, а также в случае если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных измерений.

4.10 Используемые при устройстве свайных фундаментов грунты, материалы, изделия и конструкции должны удовлетворять требованиям проектов, соответствующих стандартов и технических условий. Замена предусмотренных проектом грунтов, материалов, изделий и конструкций, входящих в состав возводимого сооружения или его основания, допускается только по согласованию с проектной организацией и заказчиком.

4.11 Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в условиях агрессивной среды, следует проектировать с учетом требований СНиП 2.03.11, а деревянные конструкции свайных фундаментов — также с учетом требований по защите их от гниения, разрушения и поражения древоточцами.

4.12 При проектировании и возведении свайных фундаментов из монолитного и сборного бетона или железобетона следует руководствоваться СНиП 52-01 , СНиП 2.03.11 и СНиП 3.04.01 . а также соблюдать требования нормативных документов по организации строительного производства, геодезическим работам, технике безопасности, правилам пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и охране окружающей среды.

При производстве земляных работ, устройстве оснований и фундаментов следует выполнять входной, операционный и приемочный контроль, руководствуясь СНиП 3.01.01. Приемку свайных фундаментов следует выполнять с составлением актов освидетельствования скрытых работ. При необходимости в проекте допускается указывать другие элементы, подлежащие промежуточной приемке, с составлением актов освидетельствования скрытых работ.

4.13 При проектировании должна быть предусмотрена срезка экологически чистого плодородного слоя почвы для последующего использования ее в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

4.14 При строительстве на участках, где, по данным инженерно-экологических изысканий, имеются выделения почвенных газов (радона, метана, торина), должны быть приняты меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций, чтобы воспрепятствовать проникновению почвенного газа в сооружение, и другие меры, способствующие снижению его концентрации в соответствии с требованиями санитарных норм.

5 ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ

5.1 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа фундамента, в том числе свайного, определения вида свай и их размеров, расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, и проведения расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условий площадки строительства, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.

5.2 В техническом задании, помимо общих сведений, необходимо указать предполагаемые тип свайного фундамента, длину свай и нагрузку на сваю.

5.3 Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:

— бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;

— лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;

— зондирование грунтов — статическое и динамическое;

— прессиометрические испытания грунтов;

— испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);

— испытания грунтов эталонными сваями и (или) испытания грунтов натурными сваями;

— опытные работы по исследованию влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения (по специальному заданию проектной организации).

5.4 Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое, комбинированное или динамическое зондирование. При этом наиболее предпочтительным методом зондирования является статическое или комбинированное, в процессе которого, помимо показателей статического зондирования грунтов, производят определение их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа ( ГОСТ 19912 ).

5.5 Для объектов I и II уровней ответственности указанные в 5.4 работы необходимо дополнять испытаниями грунтов прессиометрами и штампами ( ГОСТ 20276), эталонными и натурными сваями ( ГОСТ 5686) в соответствии с рекомендациями приложения В. При этом необходимо учитывать категории сложности грунтовых условий, устанавливаемые в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам (см. приложение В).

5.6 При применении конструкций из бурозавинчиваемых свай (по специальному заданию проектной организации) в состав работ следует включать опытные погружения свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения, а также натурные испытания этих свай статическими нагрузками.

При применении комбинированных свайно-плитных фундаментов в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и натурными сваями.

5.7 Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5 % вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями на горизонтальные нагрузки.

При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае.

5.8 Несущую способность свай по результатам полевых испытаний грунтов натурной и эталонной сваей и статическим зондированием следует определять в соответствии с подразделом 7.3.

5.9 Испытания грунтов сваями, штампами и прессиометрами 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 2 в скважинах с целью получения модуля деформации и уточнения для исследуемой площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами зависимостях для определения модуля деформации грунтов по данным зондирования и прессиометрических испытаний.

5.10 Объем изысканий для свайных фундаментов рекомендуется назначать в соответствии с приложением Г в зависимости от уровня ответственности объекта строительства и категории сложности грунтовых условий.

При изучении разновидностей грунтов, встречающихся на площадке строительства в пределах исследуемой глубины, особое внимание должно быть обращено на наличие, глубину залегания и толщину слабых грунтов (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов, органо-минеральных и органических грунтов). Наличие указанных грунтов влияет на определение вида и длины свай, расположение стыков составных свай, характер сопряжения свайного ростверка со сваями, выбор типа сваебойного оборудования. Неблагоприятные свойства указанных грунтов необходимо также учитывать при наличии динамических и сейсмических воздействий.

5.11 Размещение инженерно-геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо при одинаковых грунтовых условиях не далее 5 м от него, а в случаях применения свай в качестве ограждающей конструкции котлована — на расстоянии не более 2 м от их оси.

5.12 Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при их рядовом расположении и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже — при свайных полях размером до 10 ´ 10 м и при нагрузках на куст более 3 МН. При свайных полях размером более 10 ´ 10 м и применении комбинированных свайно-плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты, но не менее чем на 15 м.

При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих, слабых глинистых, органо-минеральных и органических грунтов, рыхлых песков и техногенных грунтов) глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик.

5.13 При изысканиях для свайных фундаментов должны быть определены физические, прочностные и деформационные характеристики, необходимые для расчетов свайных фундаментов по предельным состояниям (раздел 7).

Число определений характеристик грунтов для каждого инженерно-геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522.

5.14 Для песков, учитывая затруднения с отбором образцов ненарушенной структуры, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех уровней ответственности следует предусматривать зондирование — статическое или динамическое.

Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песков, так и глинистых грунтов для объектов III уровня ответственности и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов I и II уровней ответственности.

5.15 При применении свайных фундаментов для усиления оснований реконструируемых зданий и сооружений при инженерно-геологических изысканиях дополнительно должны быть выполнены работы по обследованию оснований фундаментов и инструментальные геодезические наблюдения.

Кроме того, должно быть установлено соответствие новых материалов изысканий архивным данным, если они имеются, и составлено заключение об изменении инженерно-геологических и гидрогеологических условий, вызванных строительством и эксплуатацией реконструируемого здания или сооружения.

Примечание — Обследование технического состояния конструкций фундаментов и здания должно выполняться по заданию заказчика специализированной организацией.

5.16 Проведению обследования оснований фундаментов должны предшествовать:

— визуальная оценка состояния верхней конструкции здания, в том числе фиксация имеющихся трещин, их размера и характера, установка маяков на трещины;

— выявление режима эксплуатации здания с целью установления факторов, отрицательно действующих на основание;

— установление наличия подземных коммуникаций и дренажных систем и их состояния;

— ознакомление с архивными материалами инженерно-геологических изысканий, имеющимися на площадке реконструкции.

Проведение геодезической съемки положения конструкций реконструируемого здания и цоколей необходимо для установления неравномерных осадок (кренов, прогибов, относительных смешений).

При обследовании реконструируемых зданий следует также учитывать состояние окружающей территории и близко расположенных зданий.

5.17 Обследование оснований фундаментов и состояния фундаментных конструкций производят путем проходки шурфов с отбором монолитов грунтов непосредственно из-под подошвы фундаментов и стенок шурфа. Глубина шурфов должна быть на 0,5-1 м ниже подошвы вскрываемого фундамента. Ниже глубины шурфов инженерно-геологическое строение, гидрогеологические условия и свойства грунтов должны быть исследованы бурением и зондированием, при этом буровые скважины и точки зондирования размещают по периметру здания или сооружения на расстоянии от них не более 5 м.

5.18 При усилении оснований реконструируемых зданий и сооружений подводкой забивных, вдавливаемых, буронабивных или буро-инъекционных свай глубина бурения и зондирования должна приниматься по указаниям 5.12.

5.19 Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен составляться в соответствии со СНиП 11-02 и СП 11-105.

Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки.

При наличии натурных испытаний свай статической или динамической нагрузкой должны приводиться их результаты.

При наличии на площадке подземных вод с агрессивными свойствами необходимо приводить рекомендации по антикоррозийной защите свай.

В случаях выявления на площадке строительства прослоев или толщи специфических грунтов и опасных геологических процессов (карстово-суффозионных, оползневых и др.) необходимо привести данные об их распространении и интенсивности проявления.

5.20 При инженерно-геологических изысканиях и исследованиях свойств грунтов для проектирования и устройства свайных фундаментов необходимо также учитывать дополнительные требования, изложенные в разделах 9 — 14 настоящего СП.

6 ВИДЫ СВАЙ

6.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

а) забивные (вдавливаемые) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;

б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;

в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;

г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;

6.2 По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи- стойки и висячие.

К сваям-стойкам следует относить сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, — на малосжимаемые грунты.

Силы сопротивления грунтов, за исключением отрицательных (негативных) сил трения, на боковой поверхности свай-стоек в расчетах их несущей способности по грунту основания на сжимающую нагрузку не должны учитываться.

К висячим сваям следует относить сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

Примечание — К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E ≥ 50 МПа.

6.3 Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и сваи-оболочки диаметром 1 м и более следует подразделять:

а) по способу армирования — на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;

б) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;

в) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные);

г) по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

д) по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом, с плоским или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

Примечание — Сваи забивные с камуфлетной пятой устраивают путем забивки полых свай круглого сечения с закрытым стальным полым наконечником с последующим заполнением полости сваи и наконечника бетонной смесью и устройством с помощью взрыва камуфлетной пяты в пределах наконечника. В проектах таких свай следует предусматривать указания о соблюдении правил производства буровзрывных работ.

6.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:

а) набивные, устраиваемые путем погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью;

б) набивные виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем;

в) набивные в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.

6.5 Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:

а) буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод — с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

б) буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного вибросердечника;

в) буронабивные с уплотненным забоем, устраиваемым путем втрамбовывания в забой скважины щебня;

г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом и заполнением скважин бетонной смесью;

д) буроинъекционные диаметром 0,15 — 0,25 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора, или буроинъекционные с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (сваи РИТ);

е) буроинъекционные, устраиваемые полым шнеком:

ж) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;

з) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подпункт «г») тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

1 Обсадные трубы допускается оставлять в грунте только в случаях, когда исключена возможность применения других решений конструкции фундаментов (при устройстве буронабивных свай в пластах грунтов со скоростью фильтрационного потока более 200 м/сут, при применении буронабивных свай для закрепления действующих оползневых склонов и в других обоснованных случаях).

2 При устройстве буронабивных свай в водонасыщенных глинистых грунтах для крепления стенок скважин допускается использовать избыточное давление воды.

6.6 Номенклатура забивных железобетонных и буронабивных свай приведена в приложении Г.

6.7 Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона.

Для забивных железобетонных свай с ненапрягаемой продольной арматурой, на которые отсутствуют государственные стандарты, а также для набивных и буровых свай необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой — не ниже В22,5.

6.8 Железобетонные ростверки свайных фундаментов следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже: для монолитных — В15, для сборных — В20.

Для опор мостов класс бетона свай и свайных ростверков следует назначать в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03, для гидротехнических сооружений — СНиП 2.06.06 и СНиП 2.06.08.

6.9 Бетон для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков, а также оголовков свай при сборных ленточных ростверках следует предусматривать в соответствии с требованиями СНиП 52-01, но не ниже класса В15.

Примечание — Для опор мостов и гидротехнических сооружений класс бетона для замоноличивания сборных элементов свайных фундаментов должен быть на ступень выше класса бетона соединяемых сборных элементов.

6.10. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь требованиями ГОСТ 19804, СНиП 52-01, для мостов и гидротехнических сооружений — соответственно СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.

6.11. Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты), соответствующих требованиям ГОСТ 9463, диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м. Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется.

Размеры поперечного сечения, длину и конструкцию пакетных свай принимают по результатам расчета и в соответствии с особенностями проектируемого объекта.

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

7.1 ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ

7.1.1 Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям:

1) первой группы:

а) по прочности материала свай и свайных ростверков;

б) по несущей способности грунта основания свай;

в) по несущей способности грунта оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположено на откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающими слоями грунта;

2) второй группы:

а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;

б) по перемещениям свай (горизонтальным и углам поворота головы свай) совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. подраздел 7.4 и приложение Д);

в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

Расчет по несущей способности, регламентированный подпунктом «в» для первой группы, допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента.

7.1.2 В расчетах оснований свайных фундаментов следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние подземных вод на физико-механические свойства грунтов и др.).

Сооружение и его основание должны рассматриваться совместно, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения со сжимаемым основанием.

Расчетная схема системы «сооружение — основание» или «фундамент — основание» должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.

Допускается использовать вероятностные методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную природу нагрузок, воздействий и свойств материалов конструкций.

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

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

7.1.5 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06 .

7.1.6 Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов.

Расчетные значения характеристик материалов свай и свайных ростверков следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 52-01, СНиП II-23, СНиП II-25, СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.

Расчетные значения характеристик грунтов следует определять в соответствии с ГОСТ 20522, расчетные значения коэффициентов постели грунта с z , окружающего сваю, следует принимать в соответствии с приложением Д.

Расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи R и на боковой поверхности сваи fi следует определять по указаниям подраздела 7.2.

При наличии результатов полевых исследований, проведенных в соответствии с требованиями подраздела 7.3, несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний, учитывая рекомендации 7.3.

Для объектов, по которым не проводились испытания натурных свай статической нагрузкой, рекомендуется определять несущую способность грунта основания сваи несколькими из возможных способов, указанных в подразделах 7.2 и 7.3, учитывая при этом уровень ответственности сооружения.

7.1.7 Расчет по прочности материала свай и свайных ростверков должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 52-01 , СНиП II-23 , СНиП II-25 , для мостов и гидротехнических сооружений — СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06 с учетом дополнительных требований, изложенных в 7.1.6 , 7.1.8 и 7.1.9 и в приложении Д .

Расчет элементов железобетонных конструкций свайных фундаментов по образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями СНиП 52-01, для мостов и гидротехнических сооружений — также с учетом требований СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06 соответственно.

7.1.8 При расчете свай всех видов по прочности материала сваю следует рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии не менее l 1 , определяемом по формуле

где l 0 — длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;

αε — коэффициент деформации, 1/м, определяемый по приложению Д.

Если для буровых свай и свай-оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение (2/ αε ) > h , то следует принимать l 1 = l 0 + h (где h — глубина погружения сваи или сваи-оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в дисперсные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).

При расчете по прочности материала буро-инъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации E ≤ 5 МПа, длину свай при расчете на продольный изгиб ld в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при E ≤ 2 МПа ld = 25 d ;

В случае если ld превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта hg , расчетную длину следует принимать равной 2 hg .

7.1.9 При расчете набивных и буровых свай (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с учетом коэффициента условий работы γcb = 0,85 согласно указаниям СНиП 52-01 и коэффициента γ ‘ cb , учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, γ ‘ cb = 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб, γ ‘ cb = 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб, γ ‘ cb = 0,8;

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), γ ‘ cb = 0,7.

Примечание — Бетонирование под водой или под глинистым раствором следует производить только методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) или с помощью бетононасосов.

7.1.10 Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения, а забивных свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3 l (где l — длина сваи).

При этом усилие в свае (как балке) от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:

1,5 — при расчете по прочности;

1,25 — при расчете по образованию и раскрытию трещин.

В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимают равным единице.

7.1.11 Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия

где N — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании), определяемая в соответствии с 7.1.12;

Fd — расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с подразделами 7.2 и 7.3;

γk — коэффициент надежности, принимаемый равным:

1,2 — если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;

1,25 — если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта, по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;

1,4 — если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта;

1,4 (1,25) — для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на висячих сваях и сваях-стойках, а при высоком ростверке — только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо от числа свай в фундаменте.

При высоком или низком ростверке, подошва которого опирается на сильносжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, γk принимают в зависимости от числа свай в фундаменте:

при 21 свае и более 1,4 (1,25);

от 11 до 20 свай 1,55 (1,4);

Для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН и набивную сваю более 2500 кН значение коэффициента γ k следует принимать равным 1,4, если несущая способность сваи определена по результатам испытаний статической нагрузкой, и 1,6, если несущая способность сваи определена другими способами.

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

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

2 При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки N , следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.

3 Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20 % (кроме фундаментов опор линий электропередачи).

Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10 % при четырех сваях в ряду и на 20 % при восьми сваях и более. При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяют интерполяцией.

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

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

где Nd — расчетная сжимающая сила, кН;

Mx , My — расчетные изгибающие моменты, кН × м, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка;

n — число свай в фундаменте;

xi , yi — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

x , y — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляют расчетную нагрузку, м.

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

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

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

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

s ≤ su , (7.4)

где s — совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т.п.), определяемая расчетом с учетом 7.1.4, 7.1.5, по подразделу 7.4 и приложению Д;

su — предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое в соответствии со СНиП 2.02.01, а для мостов — СНиП 2.05.03.

7.2 РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ

7.2.1 Несущую способность Fd , кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт ( 6.2), следует определять по формуле

где γc — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа;

A — площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, для свай полых круглого сечения с открытым нижним концом и свай-оболочек — равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки следует принимать:

а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20000 кПа;

б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, — по формуле

где Rc , n — нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа;

γ g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4;

ld — расчетная глубина заделки набивной и буровой свай и сваи-оболочки в скальный грунт, м;

df — наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м; в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, — по формуле

где Rc , n , γ g — то же, что и в формуле ( 7.6).

Примечание — При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.

Висячие забивные и вдавливаемые сваи всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта

7.2.2 Несущую способность Fd , кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

где γc — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.1;

A — площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

u — наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

fi — расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;

hi — толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γcR , γcf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 7.3.

В формуле ( 7.8) суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных соответственно ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.

1. Несущую способность забивных булавовидных свай следует определять по формуле ( 7.8), при этом за периметр и на участке ствола следует принимать периметр поперечного сечения ствола сваи, на участке уширения — периметр поперечного сечения уширения. Расчетное сопротивление fi грунта на боковой поверхности таких свай на участке уширения, а в песках и на участке ствола следует принимать таким же, как для свай без уширения; в глинистых грунтах сопротивление f i на участке ствола, расположенного выше уширения, следует принимать равным нулю.

2. Расчетные сопротивления грунтов R и f i в формуле ( 7.8) для лессовых грунтов при глубине погружения свай более 5 м следует принимать по значениям, указанным в таблицах 7.1 и 7.2 для глубины 5 м. Кроме того, для этих грунтов в случае возможности их замачивания расчетные сопротивления R и f i , указанные в таблицах 7.1 и 7.2, следует принимать при показателе текучести, соответствующем полному водонасыщению грунта.

7.2.3 Для забивных и вдавливаемых свай, опирающихся нижним концом на рыхлые пески или на глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6, несущую способность Fd , кН, следует определять по результатам статических испытаний свай.

7.2.4 Несущую способность пирамидальной, трапецеидальной и ромбовидной свай, прорезающих песчаные и глинистые грунты, Fd , кН, с наклоном боковых граней ip ≤ 0,025 следует определять по формуле

где y c , R , A , h i , fi — то же, что и в формуле ( 7.8);

ui — наружный периметр i -го сечения сваи, м;

u 0, i — сумма размеров сторон i -го поперечного сечения сваи, м, которые имеют наклон к оси сваи;

ip — наклон боковых граней сваи, доли единицы;

Ei — модуль деформации слоя грунта, окружающего боковую поверхность сваи, кПа, определяемый по результатам компрессионных испытаний;

ki — коэффициент, зависящий от вида грунта и принимаемый по таблице 7.4;

ζr — реологический коэффициент, принимаемый равным 0,8.

1 При ромбовидных сваях суммирование сопротивлений грунта на боковой поверхности участков с обратным наклоном в формуле ( 7.9) не производится.

2 Расчет пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip > 0,025 допускается производить в соответствии с требованиями приложения E при наличии результатов прессиометрических испытаний, а при их отсутствии — по формуле ( 7.9), принимая значение; равным 0,025.

7.2.5 Несущую способность Fdu , кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

где u , γ cf , fi , hi — то же, что и в формуле ( 7.8);

γc — коэффициент условий работы сваи в грунте (для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, γc = 0,6, на глубину 4 м и более γ c = 0,8 — для всех зданий и сооружений, кроме опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимают в соответствии с разделом 13).

Примечание — В фундаментах опор мостов не допускается работа свай на выдергивание при действии одних постоянных нагрузок.

Глубина погружения нижнего конца сваи, м

Расчетные сопротивления под нижним концом забивных и вдавливаемых свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R , кПа

Источник: gosthelp.ru

Проект свайного фундамента

Свайный фундамент в практике строительства

Свайные фундаменты в современной практике строительства занимают одну из самых существенных ролей. Это связано и со сложностью строительства в городских условиях и с широким распространением сложных инженерно-геологических условий. Свая используется в строительной практике с целью передачи нагрузки от веса здания или сооружения на глубоко расположенные прочные породы грунта. То есть два ключевых элемента играют решающую роль при выборе свайного фундамента: 1) нагрузки от веса здания, но не просто нагрузки, а значительные величины; 2) наличие слабых, легко деформируемых слоев грунта, или сложных инженерно-геологических условий с прослоями слабых грунтов и неравномерным, несогласным их залеганием, то есть напластованием слоев склонных к неравномерным осадкам зданий или сооружений. Также в геотехнической практике, выбор проектировщика может быть в пользу свайного фундамента если устройство фундамента мелкого заложения связано с большим объемом землянных работ существенно увеличивающих стоимость строительства.

Выбор типа фундамента необходимо выполнять на основании технико-экономического сравнения, что к сожалению не всегда выполняется в практике строительства.

Сваи классифицируются по разным признакам. Сегодня существует большое количество различных классификаций свай, где приводятся сотни видов и подвидов. Например, с широкой классификацией можно ознакомиться в действующей нормативной документацией, например в СП 24.13330 «Свайные фундаменты».

В условиях промышленного и гражданского строительства применяются преимущественно свайные фундаменты с низким ростверком, т. е. заглубленным в грунт. Их проектирование производится в соответствии с нормативной документацией в строительстве.

В процессе разработки проектной документации на строительство производится обоснованный выбор того или другого вида свайного фундамента по тем или другим факторам: характером производства вблизи района строительства; культурой производства работ и технологической базой строительной организации; инженерно-геологическими условиями; характером проектных нагрузок и воздействий и пр.

С точки зрения математического моделирования свая представляет собой стержень расположенный в грунте с линейным или нелинейным распределением усилий по глубине.

Преимущества и недостатки свайного фундамента

При рассмотрении возможности проектирования/устройства свайного фундамента рекомендуется учитывать следующие преимущества:

• Более высокие значения несущей способности и жесткости по сравнению с другими типами фундаментов;
• Возможность воспринимать сложные разнонаправленные нагрузки – вертикальные (сжатие, растяжение), горизонтальные, изгибающие усилия и пр.;
• Обеспечивают возможность строительства в сложных инженерно-геологических и геотехнических условиях, с напластованием слабых грунтов и пр.;
• Широкие возможности в гидротехническом строительстве – устройство высокого ростверка над поверхностью воды;
• Возможность устройства в любых дисперсных грунтах;
• Широкая номенклатура типов и разновидностей позволяет применять свайный фундамент практически для всех инженерно-геологических условий;
• Возможность варьирования несущей способности сваи непосредственно на площадке строительства за счет сокращения или увеличения глубины погружения сваи по данным полевых испытаний;
• Возможность использования любого типа, сечения и длины сваи;

Недостатки свайного фундамента:

• Высокие требования к предпроектным и проектным работам – выполнение подробных изысканий, комплексных расчетов, полевых испытаний, детальное рабочее проектирование и др.;
• Высокий уровень неопределенности поведения сваи под нагрузкой в период эксплуатации объекта;
• Высокие требования к специализированной технике, оборудованию и квалификации персонала;
• Сложность устройства забивных свай в водонасыщенных пылевато-глинистых грунтах, с низкими значениями коэффициента фильтрации;
• Развитие дополнительных технологических деформаций окружающего массива и застройки при устройстве свай, особенно при забивке или бурении;
• Процесс устройства свай связан со значительным уровнем неопределенности, особенно при наличии моренных ледниковых отложений грунтов;
• Высокая стоимость данного типа фундамента;

Исходные данные на проектирование свайного фундамента

Проект свайного фундамента выполняется на основании исходных данных, и как правило в составе комплексных работ по подготовке конструкторской документации. При разработке проекта необходимо учитывать некоторые особенности. Этот тип фундамента относится к типу фундаментов глубокого заложения, он устраивается на больших глубинах, прорезая грунтовый массив с большим количеством инженерно-геологических элементов. Поэтому инженерно-геологические и геотехнические исследования имеют существенные объемы по временным, трудовым и финансовым затратам. При выполнении инженерно-геологических изысканий проходку скважин выполняют на значительные глубины, превышающие глубину заложения свайного фундамента, как правило, не менее 15 м или половину ширины плитного фундамента (свайного поля).

Инженерно-геологическими изысканиями устанавливается напластование грунтов и их свойства при нагрузках на колонну до 300 Т или ленточных фундаментах до глубины не менее ниже острия свай, при нагрузках свыше 300 Т — не менее 10 м ниже острия свай. А также определяются: положение уровня грунтовых вод, возможность его изменения и степени агрессивности среды. Материалы изысканий могут дополняться результатами испытания свай пробной нагрузкой, а также» зондирования.

При обнаружении на площадке строительства, на этапе выполнения инженерных изысканий, специфических грунтов необходимо организовывать экспериментальные испытания свай с целью получения расчетных характеристик грунтов, так как эти характеристики не регламентируются СП 24.13330, а значит установить параметры сопротивления сваи в грунте не представляется возможным. Очевидно, что работы по полевым испытаниям свай займут дополнительно время и ресурсы.

Состав проекта свайного фундамента

Проект свайных фундаментов содержит:

1. План/схему расстановки свай, с нумерацией и привязкой их к осям фундаментов. На плане может быть указана технологическая последовательность забивки/бурения свай (масштаб 1:100 или 1:200).
2. Продольные/поперечные разрезы здания с нанесением на них информацию об инженерно-геологических условиях, нанесением контура подземной части здания, включая ростверк и сваи с отметками и привязками. Эти разрезы вычерчиваются в общем масштабе по вертикали и горизонтали (1 : 50 или 1:100).
3. В случае использования сборных инвентарных элементов, разрабатывается монтажный план ростверков и рандбалок, который может быть совмещен с планом свай.
4. План устройства песчаных / бетонных подготовок под ростверк;
5. Опалубочные планы свайных ростверков, с привязкой к осям здания и сваям;
6. Схемы и узлы армирования буронабивных свай и ростверков со схемами нагрузок;
7. Данные о технологии устройства набивных или забивных свай. Например, проектный отказ, рекомендуемый, тип молота, принятая нагрузка на сваю и допуски при забивке свай;
8. Экспликация свай по типоразмерам, спецификации армирования, ведомости расхода материалов.

Типы и разновидности свай

Наиболее часто разделение свай выполняют по типам:

• Сваи-стойки — проходят слабые грунты и опираются на скальные породы или малосжимаемые грунты;
• Висячие сваи (сваи трения) — сопротивляются внешнему воздействию за счет всей своей поверхности с опиранием на дисперсные не твердые грунты;

Свая-стойка работает как сжатая стойка, передавая нагрузку через нижний конец (основание сваи) на скальные, крупнообломочные или мало-сжимаемые глинистые грунты. Когда под нижним концом сваи залегают сжимаемые (дисперсные) грунты, в работе сваи учитывается ее сопротивление по боковой поверхности на окружающий грунтовый массив. В этом случае свая называется висячей или сваей трения. Такие сваи более экономичны при малом поперечном сечении и большой длине.

Сваи бывают заводского изготовления — инвентарные сваи и изготовленные непосредственно на площадке строительства — сваи замещения (буровые, вытрамбованные и пр.). Инвентарные сваи размещают в проектное положение посредством забивки, вдавливания, вибропогружения или завинчиванием в грунт.

Забивные сваи погружают с помощью различных мачтовых копров и дизель молотов. Ударное усилие на оголовок сваи передается через специальный металлический наголовник с демпфирующими (деревянными, резиновыми и пр.) прокладками. Забивка свай обычно происходит затруднительно при расположении в основании гравелистых или песчаных грунтов средней плотности и плотных. В этом случае погружение как правило выполняют по лидерным скважинам или с подмывом грунта в основании сваи.

Основным фактором при выборе типа свайного фундамента являются данные инженерно-геологических изысканий, однако в выборе участвуют и другие факторы: геотехнические условия(плотность окружающей застройки и пр.), архитектурные и объемно-планировочные решения, уровень ответственности здания, характер и значения нагрузок и воздействий, технологическая строительная база и пр.

По способу изготовления бывают сваи двух видов:

• Сваи вытеснения: забивные, вдавливаемые, винтовые, набивные и т.д., инвентарные сваи изготовляемые предварительно на заводе или стройплощадке, которые погружают в грунтовый массив без предварительного разбуривания и извлечения грунта;
• Сваи замещения: буровые, буроинъекционные, буронабивные, баретты устраиваемые с предварительным извлечением грунта и последующим устройством сваи в грунте
• Сваи с частичным замещением и вытеснением – погружение инвентарной сваи в лидерную скважину, буронабивные с камуфлетным расширением и др.

В процессе подготовки проектной документации принимают материал, форму сечения и размеры сваи (последние уточняются при расчете). На выбор материала сваи существенно влияют гидрогеологические условия и местные особенности строительства.

Для свайного фундамента используют такие материалы, как:

• Бетон;
• Железобетон;
• Сталь;
• Древесина;
• Полимеры;
• Твердый скальный заполнитель (грунтовые сваи);

В строительной практике наибольшее применение находят железобетонные сваи, однако широко использование стальных, бетонных, а также, в малом строительстве, до сих пор устраивают сваи в деревянном исполнении.

Основные формы сечения свай бывают:

• Квадратные и прямоугольные (сплошные и пустотелые);
• Круглые (сплошные и трубчатые — с открытым или закрытым нижним концом);
• Со сложной конфигурацией профилей (двутавровые, тавровые, z-профиль и др.)

Трубчатые железобетонные сваи делают диаметром до 1 м. Они имеют меньший вес, более экономичны. Такие сваи изготавливаются на заводах.

Деревянные сваи допускаются к применению при заложении их голов ниже наинизшего уровня грунтовых вод (с учетом сезонных колебаний и возможности его понижения в будущем) и при отсутствии в грунте твердых включений (валуны и др.). Деревянные сваи применяют в районах, где древесина является местным материалом. Размеры деревянных свай принимаются в соответствии с ГОСТом.

Длина бревна принимается на 1 м больше рабочей длины сваи (на устройство острия и срезку головы после забивки).

Еще раз отметим, что размеры сваи выбираются предварительно и изменяются в зависимости от результатов последующего расчета или сравнения вариантов.

Длина сваи (размер от головы до основания сваи) определяется или глубиной залегания слоя хорошего грунта (для сваи-стойки), или суммарным сопротивлением сваи за счет трения боковой поверхности – для висячей сваи. Также длина сваи зависит от отметки заложения подошвы ростверка. При назначении длины сваи размещаемой в слабых или специфических грунтах (насыпные, биогенные, органогенные, пылевато-глинистые текучих консистенций грунты), такие грунты необходимо прорезать, а низ (основание) сваи заглублять в плотные грунты, как правило, не менее 1.0 м. При очень мощной толще слабых грунтов оставляют нижние концы свай в слабых грунтах. Исходя из напластования грунтов, неравномерности загружения фундамента, в проекте предусматривают сваи разной длины.

При наличии вблизи свайных фундаментов местных заглубленных помещений, каналов и др., возводимых после устройства фундаментов, длина свай должна назначаться с учетом возможного оголения верхней их части.

Обычно, длина свай принимается не менее 2.5 м (при центральном нагружении). Для свай с камуфлетным расширением возможно их устройство на меньшие глубины. В случае сложного нагружения, с учетом действия изгибающего момента, горизонтальной нагрузке, минимальная длина свай составляет около 4.0 м, пли принимается по расчету.

При выборе длины сваи всегда учитывается глубина заделки головы сваи в ростверк или фундаментную плиту. При этом глубина заделки может отличаться в зависимости от предусматриваемого характера работы (взаимодействия) сваи с ростверком. При шарнирном сопряжении, сваю заделывают на 100 – 200 мм. В случае жесткой заделки, сваю размещают не менее чем на 1.5 d, или по расчету.

Сваи большого поперечного сечения используют, когда:

а) они имеют высокие значения по несущей способности и напряжения в сечении приближаются к прочности материала свай;

б) на сваи передаются большие изгибающие моменты.

В плотных грунтах применяются трубчатые сваи с открытым нижним концом. В слабых грунтах (глинистые с консистенцией В≥0,5) применяют трубчатые сваи с закрытым нижним концом.

Окончательное решение принимается на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Одновременно с выбором типа и конструкции свай намечается глубина заложения и конструкция ростверка.

Глубина заложения подошвы свайного ростверка

Подошва свайного ростверка в большинстве случаев, размещается ниже поверхности земли. Отметка ее заложения зависит от следующих аспектов:

а) объемно-планировочных решения, наличия подвала, цокольного этажа или подземных коммуникаций;

б) инженерно-геологических факторов, состава, строения, состояния и свойств грунтов основания, опасных геологических процессов (возможности пучения грунта, возможности карстовых или суффозионных провалов и пр.;

в) гидрогеологических факторов, например, глубины грунтовых вод;

г) геотехнических факторов – плотности застройки, глубины расположения фундаментов прилегающих строений и пр.;

д) конструктивных параметров ростверка.

Обычно ростверк размещают ниже пола подвала, и исходя из удобства производства работ, выше поверхности грунтовых вод, за исключением использования деревянных свай – в этом случае подошва ростверка опускается ниже отметки грунтовых вод.

Если в здании отсутствует подземная часть, то ростверк закладывают на уровне поверхности земли, с заглублением в кровлю верхнего слоя на 0.1-0.3 м.

Сваи располагаются вдоль стен в один или несколько рядов, пустотелые, как правило, в 1 ряд. При пучинистых грунтах вдоль ростверка или под ростверком наружных укладывается эффективный теплоизоляционный материал (пенополистирол, пенополиуретан и др.), ширина и толщина которого принимается по расчету. В качестве подготовки основания железобетонного монолитного ростверка устраивают песчаную подготовку, толщиной 0.1 м, с трамбованием, по которой выполняют бетонную подготовку.

Ростверки под внутренние стены бесподвальных крупнопанельных зданий устраиваются выше пола технического подполья с отметкой верха ростверка на уровне низа перекрытия над подпольем. При значительных уклонах местности допускаются уступы (перепады) в ростверке. Осадочные швы разрезают и ростверк.

В качестве материала для ростверков используется бетон и железобетон. Раньше, в практике строительства широко применялись сборные ростверки.

Расчет свай

Для проектирования свайных фундаментов характерно использование эмпирических методов расчета, основанных на предшествующем опыте. Эти методы в практие проектирования считаются оправдаными для традиционных условий, но, например для свайных фундаментов гидротехнических сооружений, особенно морских нефтегазопромысловых платформ, где длины свай, действующая на них нагрузка, способ их приложения (сочетание и кратность), допускаемые перемещения голов далеко выходят за рамки имеющегося опыта промышленного и гражданского строительства, отраженного в нормативных документах, степень достоверности и надежность такого рода расчета резко падает.

К тому же при обнаружении на площадке строительства, на этапе выполнения инженерных изысканий, специфических грунтов необходимо организовывать экспериментальные испытания свай с целью получения расчетных характеристик грунтов, так как эти характеристики не регламентируются СП 24.13330, а значит установить параметры сопротивления сваи в грунте не представляется возможным. Очевидно, что работы по полевым испытаниям свай займут дополнительно время и ресурсы.

Определение несущей способности свай (вертикальное нагружение)

В процессе проектирования свайного фундамента производят расчеты несущей способности:

а) по прочности сваи (материала);

б) по прочности грунта

Сопротивление материала сваи определяется по правилам сопротивления материалов как для центрально сжатого стержня (из дерева, железобетона и др.). Расчет свай трения (висячих) по материалу, в большинстве случаев, не требуется, однако для свай длиной выше стандартных значений такой расчет обязателен. Особенно внимательно необходимо проверять местную прочность/устойчивость свай трубчатого или двутаврового сечения.

Расчет сваи по грунту определяется:

а) расчетом по аналитическим/эмпирическим зависимостям (по таблицам и формулам);

б) по результатам статических испытаний серии свай, после статистической обработки;

в) по результатам динамических испытаний.

Расчет несущей способности сваи по результатам статических испытаний

Сопротивление сваи в грунте с наиболее полным учетом конкретных условий площадки определяют по результатам испытаний сваи на площадке строительства.

Свая погружается в грунтовый массив и после отдыха нагружается статической нагрузкой (ступенями). Значения осадки сваи фиксируются от каждой ступени нагрузки и строятся графики зависимости между нагрузкой и осадкой. Графики испытаний можно разделить на три типа.

График пологий, относится к случаю залегания под острием сваи плотных грунтов. Несмотря на значительные нагрузки при испытании, предельное состояние не достигнуто. Максимальная нагрузка при испытании приближается к пределу прочности сваи по материалу. Предельная нагрузка Pпр условно принимается равной максимальной нагрузке при испытании, если она более полуторной, несущей способности вычисленной по аналитической формуле.

График характерен резким переломом, после которого осадка значительно и непрерывно возрастает даже при малом увеличении нагрузки. Рпр принимается по графику в точке перелома.

График имеет большую крутизну; чем слабее грунт в основании, тем круче кривая. Нагрузка доведена до предельного состояния. Однако определение этой предельной нагрузки часто затрудненно ввиду отсутствия резкого перелома на графике. Рпр принимается в зависимости от предельно допустимой осадки возводимого здания.

Иногда Рпр принимается при осадке, равной 20 мм для зданий, малочувствительных к неравномерным осадкам (рамные, арочные конструкции и пр.). При слабых грунтах за Рпр принимают нагрузку, соответствующую 40 мм.

Определение несущей способности сваи динамическими испытаниями

Динамический метод заключается в определении сопротивления сваи нагрузке по величине погружения сваи от удара молота – отказа, получаемого при динамических испытаниях. Величина погружения сваи в основание от одного удара молота называется отказом. Значение отказа вычисляют как среднее статистическое значение погружения от нескольких ударов (залог). Величину залога принимают равным 4-5 ударам молота подвисного и одиночного действия.

Выполнение динамических испытаний проводят не сразу после погружения сваи, а через некоторое время, в строительной практике называемой «отдыхом», т.к. значения сопротивления сваи в момент ее погружения отличаются от значений полученных спустя некоторое время. В песчаных грунтах свая выдерживают около 3-5 дней, после чего сопротивление сваи, как правило, снижается. В пылевато-глинистых грунтах во время погружения сваи проходят процессы разжижения и временного снижения прочности. После отдыха сваи в течении 2-4 недель, значение сопротивления сваи возрастает.

Динамические испытания используются для контроля несущей способности сваи. Для этого при проектировании определяется несущая способность сваи Р. Если фактический отказ по данным динамических испытаний равен проектному или меньше его, свая имеет несущую способность не меньше принятой в проекте. Если же фактический отказ больше проектного, то свая имеет недостаточную несущую способность и в проект необходимо ввести коррективы.

В практической деятельности необходимо не забывать, что динамические испытания являются менее достоверными по сравнению со статическими.

Частные случаи определения несущей способности сваи

Сваи в торфянистых грунтах и илах

Сваи в торфянистых грунтах и илах. Работа сваи в торфянистых грунтах зависит от положения слоя торфа. Различают торф открытый и погребенный.

При открытом торфе в процессе забивки свай происходит отжатие и уплотнение торфа, а также возникают силы трения по боковой поверхности сваи. Однако, как показывают исследования, эти силы незначительны и со временем уменьшаются. Уменьшается и давление торфа на сваи. Поэтому влияние торфа на сваи не учитывают и рассматривают свайный фундамент как высокий свайный ростверк. Аналогичным образом поступают при слабых илах, залегающих с поверхности.

В этих случаях сопротивление сваи обусловлено сопротивлением подстилающих грунтов.

Несущая способность сваи по грунту: определяется любым указанным выше способом. Уровень грунтовых вод в торфе обычно находится у поверхности земли и объемный вес взвешенного торфа практически равен нулю. Поэтому при определении нормативного сопротивления грунта под нижними корцами свай и по боковой поверхности глубину до острия и середины слоя принимают от подошвы слоя торфа.

При расчете по материалу свая рассматривается как стержень в упругой среде (торфе), что несколько увеличивает ее сопротивление продольному изгибу.

При наличии погребенного торфа, а также ила работа сваи зависит от характера передачи нагрузки на торф.

а) Торф уплотняется от внешних причин (усадка при осушении, пригрузка на поверхности и др.). Вся толща грунтов выше подошвы торфа оседает, и силы трения пригружают сваю, т. е. возникает «отрицательное трение». б) Торф сжимается усилием, передаваемым сваей. Величина и направление сил трения грунтов выше прослойки торфа зависят от соотношения осадок слоя торфа и грунта.

Могут быть два случая:

1. Сумма конечной осадки слабой прослойки и предельной сдвиговой осадки грунта, расположенного над прослойкой меньше или равно предельной допустимой осадки сваи. В этом случае величины сил трения в грунте, расположенном выше сильносжимаемой прослойки, находятся по таблицам нормативных сопротивлений грунта по боковой поверхности сваи и определение несущей способности сваи расчетом производится обычным порядком;

Предельные сдвиговые осадки свай для некоторых грунтов

Предельная осадка грунта, мм

Песок мелкозернистый, средней плотности

Супесь легкая, пылеватая, средней плотности

Супесь пылеватая, мягкопластичная

Суглинок пылеватый с гравием, мягкопластичный (морена)

Суглинок пылеватый, слоистый, мягкопластичный

Суглинок пылеватый, ленточный, мягкопластичный

Глина пылеватая, ленточная, тугопластичная

Глина пылеватая, ленточная, мягкопластичная

2. Сумма осадки прослойки и предельной сдвиговой осадки грунта больше предельной осадки сваи. В этом случае трение в пределах верхних слоев будет проявляться не полностью. При подсчете несущей способности сваи табличные значения сил трения грунта берутся с понижающим коэффициентом.

Поэтому, при незагруженной вокруг сваи поверхности во всех случаях определение несущей способности свай практическим способом целесообразно производить с учетом возможной работы грунта, лежащего над сильносжимаемой прослойкой.

Сваи в просадочных грунтах

Если в верхней части напластования залегают просадочные (макропористые, лессовые) грунты, то сваи должны прорезать всю просадочную толщу и погружаться в непросадочный грунт не менее чем на 1.0 м. Несущая способность висячей сваи в пределах непросадочных грунтов определяется по методам СП или полевыми испытаниями с замачиванием. Трение просадочного грунта по свае не учитывается. При определении нормативных сопротивлений глубина забивки свай и средняя глубина расположения слоя принимаются как указано ранее.

Расчет центрально – нагруженных свайных фундаментов

Центрально-нагруженным называется свайный фундамент, у которого равнодействующая нагрузок проходит через центр тяжести площади поперечного сечения свай в плоскости верхних концов (низа ростверка).

Важной особенностью проектирования свайного фундамента является вариантность решений, выбор оптимального варианта.

Намечают ряд вариантов: с разными конструкциями и размерами свай, размещения их (кусты, ряд) и т.п. Эти варианты рассчитывают, производят технико-экономическое сравнение и принимают наиболее рациональное решение.

• Принимают тип, материал, конструкцию и размеры сваи;
• Производят выбор глубины заложения фундамента – основания сваи и подошвы свайного ростверка;
• Определяют несущую способность сваи;
• Подсчитывают нагрузки действующие на фундамент;
• Находят количество свай в кусте;
• Конструируют ростверк, производя его расчет;
• Проверяют фактическое давление на сваи и основание;
• Рассчитывают осадку свайного фундамента.

Минимальное расстояние между сваями в кусте обычно составляет 3d.

Конструкции и расчет свайных ростверков

Группа свай объединенная совместной конструкцией (ростверком) формирует свайный фундамент. Ростверк выполняет функцию перераспределения усилий возникающих от воздействия надземных конструкций здания или сооружения. В геотехнической практике принято выделять низкий и высокий ростверк (подошва которого находится выше отметки грунта). Зачастую в современном строительстве функцию ростверка выполняет фундаментная плита, в этом случае такой фундамент называется комбинированным, плитно-свайным фундаментом. Система плитно-свайного фундамента позволяет повысить эффективность работы фундамента так как нагрузки от вышестоящих конструкций воспринимаются не только сваями, но также плитным фундаментом равномерно распределяющим нагрузки по кровле грунта основания.

Ростверк устраивается сверху и обеспечивает совместное взаимодействие свай под нагрузкой.

При разработке конструкции ростверка учитываются условия передачи нагрузок, количество и форма свай, используемого материала, конструктивных особенностей и геометрических размеров свай.

Перед конструированием ростверка проводят разбивку, размещение свай, при этом стараются выстраивать сваи в ортогональные, правильные ряды (в рядовом или шахматном порядке) – для удобства производства работ. Ряды свай стараются размещать на равных расстояниях. Для одиночных рядов оси должны совпадать с линией действия нагрузки. Во избежание ошибок и удобства производства работ оси свай привязываются к осям здания, а каждой свае назначается порядковый номер по проекту.

В процессе проектирования следят, чтобы минимальное расстояние между осями свай-трения принималось не менее 3d (d- поперечный размер сечения сваи) и не менее 700 мм. Данное требование обусловлено взаимным влияниям соседних свай в грунтовом массиве. Данное требование не распространяется на сваи-стойки, однако в этом случае необходимо внимательно рассматривать механические параметры несущего скального слоя.

При устройстве свайных кустов, где сваи размещены в несколько рядов и находятся на минимальных расстояниях друг от друга, забивка свай должна выполняться от центра куста к периферийным участкам, для предотвращения переуплотнения грунтового массива и воизбежание выдавливания соседних свай. В случае переуплотнения грунтов, часто, дальнейшая забивка сваи становится не возможной, без дополнительных мероприятий (лидерного бурения, подмыва основания и др.).

При проектировании ростверков учитывается возможное отклонение сваи при забивке. Эти отклонения для однорядного расположения сплошных свай допускаются до 0.2 d, двух и трехрядного до 0.3d, свыше 3 рядок до 0.4d. Расстояние в свету от края сваи до края ростверка должно быть не менее 5 см.

Срок разработки проекта свайного фундамента в нашей организации — от 5 рабочих дней.

Цена проекта свайного фундамента — от 15 000 рублей.

Наша организация предлагает комплексные работы по подготовке проектной и рабочей документации на устройство свайного фундамента для зданий и сооружений.

Более полную информацию по разработке документации на устройство свайного фундамента вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставив заявку по форме или по электронной почте.

Источник: kb-sp.ru