СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты часть 9-10
9. Особенности проектированиясвайных фундаментов в набухающих грунтах
9.1. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах допускается предусматривать как полную прорезку сваями всей толщи набухающих грунтов (с опиранием нижних концов на ненабухающие грунты), так и частичную прорезку (с опиранием нижних концов непосредственно в толще набухающих грунтов).
9.2. Расчет свайных фундаментов в набухающих грунтах следует производить по предельным состояниям в соответствии с требованиями, приведенными в разд. 3—6. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по деформациям должен также выполняться дополнительный расчет по определению подъема свай при набухании грунта в соответствии с требованиями пп. 9.4—9.6.
9.3. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по несущей способности значения расчетных сопротивлений набухающих грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности fi сваи или сваи-оболочки должны приниматься на основании результатов статических испытаний свай и свай-штампов в набухающих грунтах с замачиванием на строительной площадке или прилегающих к ней территориях, имеющих аналогичные грунты. При отсутствии ко времени проектирования свайных фундаментов результатов указанных статических испытаний расчетное сопротивление набухающих грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности fi свай и свай-оболочек диаметром менее 1 м допускается принимать по табл. 1, 2 и 7 как для ненабухающих грунтов с введением дополнительного коэффициента условий работы грунта g c = 0,5, учитываемого независимо от других коэффициентов условий работы, приведенных в табл. 3 и 5.
9.4. Подъем hsw,p , м, забивных свай, погруженных в предварительно пробуренные лидерные скважины, набивных свай без уширения, а также свай-оболочек, не прорезающих набухающую зону грунтов, следует определять по формуле
hsw,p = 
(35)
где hsw подъем поверхности набухающего грунта, м;
h¢ sw,p подъем слоя грунта в уровне заложения нижнего конца свай (в случае прорезки набухающего грунта h¢ sw,p = 0), м;
W , w коэффициенты, определяемые по табл. 17, при этом W зависит от показателя а , который характеризует уменьшение деформации по глубине массива при набухании грунта и принимается для набухающих глин: сарматских — 0,31 м-1 , аральских— 0,36 м-1 и хвалынских — 0,42 м-1 ;
u периметр сваи, м;
N расчетная нагрузка на сваю, кН (тc), определенная с коэффициентом надежности по нагрузке g f = 1.
Предельные значения подъема сооружений, а также значение подъема поверхности набухающего грунта hsw и подъема слоя грунта в уровне расположения нижних концов свай hsw,p следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
Таблица 17
|
Глубина погружения сваи, м |
Коэффициент W при значениях а, м-1 |
Коэффициент w , м2 /кН (м2 /тс) |
||||
|
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
||
|
3 |
0,72 |
0,62 |
0,53 |
0,46 |
0,40 |
|
|
4 |
0,64 |
0,53 |
0,44 |
0,36 |
0,31 |
1,5(15) |
|
5 |
0,59 |
0,46 |
0,36 |
0,29 |
0,24 |
1,1(11) |
|
6 |
0,53 |
0,40 |
0,31 |
0,24 |
0,19 |
0,7(7) |
|
7 |
0,48 |
0,35 |
0,26 |
0,20 |
0,15 |
0,5(5) |
|
8 |
0,44 |
0,31 |
0,22 |
0,17 |
0,13 |
0,4(4) |
|
9 |
0,40 |
0,27 |
0,19 |
0,14 |
0,11 |
0,3(3) |
|
10 |
0,37 |
0,24 |
0,17 |
0,12 |
0,09 |
0,2(2,5) |
|
11 |
0,34 |
0,21 |
0,15 |
0,10 |
0,08 |
0,2(2) |
|
12 |
0,31 |
0,19 |
0,13 |
0,09 |
0,07 |
0,1(1,5) |
9.5. При прорезке сваями набухающих слоев грунта и заглублении их в ненабухающие грунты подъем свайного фундамента будет практически исключен при соблюдении условия
(36)
где Fsw — равнодействующая расчетных сил подъема, кН (тc ), действующих на боковой поверхности сваи, определяемая по результатам их полевых испытаний в набухающих грунтах или определяемая с использованием данных табл. 2 с учетом коэффициента надежности по нагрузке для сил набухания грунта g f = 1,2;
Fdu — несущая способность, кН (тс), участка сваи, расположенного в ненабухающем грунте, при действии выдергивающих нагрузок;
g k — то же, что в формуле (2).
9.6. Подъем свай диаметром более 1 м, не прорезающих набухающие слои грунта, должен определяться как для фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83. При этом подъем сваи с уширением должен определяться при действии нагрузки Fu , равной:
Fu = N + g II Vg - Fsw (37)
где N , Fsw — то же, что в формуле (36);
g II — расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3 (тс/м3 );
Vg — объем грунта, препятствующий подъему сваи, м3 , и принимаемый равным объему грунта в пределах расширяющегося усеченного конуса высотой h с нижним (меньшим) диаметром, равным диаметру уширения d , а верхним диаметром d¢ = h + d (здесь h — расстояние от природной поверхности грунта до середины уширения сваи).
9.7. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах между поверхностью грунта и нижней плоскостью ростверка должен быть предусмотрен зазор размером, равным или более максимального значения подъема грунта при его набухании.
При толщине слоя набухающего грунта менее 12 м допускается устраивать ростверк, опирающийся непосредственно на грунт, при соблюдении расчетного условия (36).
10. Особенности проектирования свайных фундаментов на подрабатываемых территориях
10.1 При проектировании свайных фундаментов на подрабатываемых территориях кроме требований настоящих норм должны соблюдаться также требования СНиП 2.01.09-91: при этом наряду с данными инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны также использоваться данные горно-геологических изысканий и сведения об ожидаемых деформациях земной поверхности.
10.2. В задании на проектирование свайных фундаментов на подрабатываемых территориях должны содержаться полученные по результатам маркшейдерского расчета данные об ожидаемых максимальных деформациях земной поверхности на участке строительства, в том числе оседание, наклон, относительные горизонтальные деформации растяжения или сжатия, радиус кривизны земной поверхности, высота уступа.
10.3. Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, должен производиться по предельным состояниям на особое сочетание нагрузок, назначаемых с учетом воздействий со стороны деформируемого при подработке основания.
10.4. В зависимости от характера сопряжения голов свай с ростверком и взаимодействия фундаментов с грунтом основания в процессе развития в нем горизонтальных деформаций от подработки территории различаются следующие схемы свайных фундаментов:
а) жесткие — при жесткой заделке голов свай в ростверк путем заанкеривания в нем выпусков арматуры свай или непосредственной заделки в нем головы сваи в соответствии с требованиями, изложенными в п. 7.5;
б) податливые — при условно-шарнирном сопряжении сваи с ростверком, выполненном путем заделки ее головы в ростверк на 5 — 10 см или сопряжения через шов скольжения.
10.5. Расчет свайных фундаментов и их оснований на подрабатываемых территориях должен производиться с учетом:
а) изменений физико-механических свойств грунтов, вызванных подработкой территории, в соответствии с требованиями п. 10.6;
б) перераспределения вертикальных нагрузок на отдельные сваи, вызванного наклоном, искривлением и уступообразованием земной поверхности, в соответствии с требованиями п. 10.7;
в) дополнительных нагрузок в горизонтальной плоскости, вызванных относительными горизонтальными деформациями грунтов основания, в соответствии с требованиями п. 10.8;
10.6. Несущую способность по грунту основания Fcr кН (тс), свай всех видов, работающих на сжимающую нагрузку, при подработке территории следует определять по формуле
Fcr = g cr Fd (38)
где g cr — коэффициент условий работы, учитывающий изменение физико-механических свойств грунтов и перераспределение вертикальных нагрузок при подработке территории: для свай-стоек в фундаментах любых зданий и сооружений g cr = 1; для висячих свай в фундаментах податливых зданий и сооружений (например, одноэтажных каркасных с шарнирными опорами) g cr = 0,9: для висячих свай в фундаментах жестких зданий и сооружений (например, бескаркасных многоэтажных зданий с жесткими узлами, силосных корпусов) g cr = 1, 1;
Fd — несущая способность сваи, кН (тс), определенная расчетом в соответствии с требованиями разд. 4 или определенная по результатам полевых исследований, испытаний свай динамической и статической нагрузками и зондирования грунта в соответствии с требованиями разд. 5.
Примечание. В случае крутопадающих пластов, кроме того, следует учитывать зависящий от значения относительной горизонтальной деформации e h , мм/м, дополнительный коэффициент g cr = 1/(1+100 e h ).
10.7. Дополнительные вертикальные нагрузки ± D N на сваи или сваи-оболочки зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой следует определять в зависимости от расчетных значений вертикальных перемещений свай, вызванных наклоном, искривлением, уступообразованием земной поверхности, а также горизонтальными деформациями грунтов основания при условиях:
а) свайные фундаменты из висячих свай и их основания заменяются в соответствии с п.6.1 условным фундаментом на естественном основании;
б) основание условного фундамента принимается линейно деформируемым с постоянными [по длине здания (сооружения) или выделенного в нем отсека] модулем деформации и коэффициентом постели грунта.
Определение дополнительных вертикальных нагрузок производится относительно продольной и поперечной осей здания.
10.8. В расчетах свайных фундаментов, возводимых на подрабатываемых территориях, следует учитывать дополнительные усилия, возникающие в сваях вследствие их работы на изгиб под влиянием горизонтальных перемещений грунта основания при подработке территории по отношению к проектному положению свай.
10.9. Расчетное горизонтальное перемещение usr , мм, грунта при подработке территории следует определять по формуле
usr = g f g c e h x (39)
где g f g c — соответственно коэффициенты надежности по нагрузке и условий работы для относительных горизонтальных деформаций, принимаемые согласно СНиП 2.01.09.-91;
e h ожидаемое значение относительной горизонтальной деформации, определяемое по результатам маркшейдерского расчета, мм/м;
x расстояние от оси рассматриваемой сваи до центральной оси здания (сооружения) с ростверком, устраиваемым на всю длину здания (отсека), или до блока жесткости каркасного здания (отсека) с ростверком, устраиваемым под отдельные колонны, м.
10.10. Свайные фундаменты зданий и сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует проектировать исходя из условий необходимости передачи на ростверк минимальных усилий от свай, возникающих в результате деформации земной поверхности.
Для выполнения этого требования необходимо в проектах предусматривать:
а) разрезку здания или сооружения на отсеки для уменьшения влияния горизонтальных перемещений грунта основания;
б) преимущественно висячие сваи для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой для снижения дополнительно возникающих усилий в вертикальной плоскости от искривления основания;
в) сваи возможно меньшей жесткости, например призматические, квадратного или прямоугольного поперечного сечения, причем сваи прямоугольного сечения следует располагать меньшей стороной в продольном направлении отсека здания;
г) преимущественно податливые конструкции сопряжения свай с ростверком, указанные в п. 10.4;
д) выравнивание зданий с помощью домкратов или других выравнивающих устройств.
При разрезке здания или сооружения на отсеки между ними в ростверке следует предусматривать зазоры (деформационные швы), размеры которых определяются как для нижних конструкций зданий и сооружений в соответствии с требованиями СНиП 2.01.09-91.
10.11. Свайные фундаменты следует применять, как правило, на подрабатываемых территориях I — IV групп, в том числе:
а) с висячими сваями — на территориях I — IV групп для любых видов и конструкций зданий и сооружений;
б) со сваями-стойками — на территориях III и IV групп для зданий и сооружений, проектируемых с податливой конструктивной схемой здания при искривлении основания, а для IV группы — также и для зданий и сооружений, проектируемых с жесткой конструктивной схемой.
Примечания: 1. Деление подрабатываемых территорий на группы принято согласно СНиП 2.01.09-91.
2. Сваи-оболочки, набивные и буровые сваи диаметром более 600 мм и другие виды жестких свай допускается применять, как правило, только в свайных фундаментах с податливой схемой при сопряжении их с ростверком через шов скольжения (см. п. 10.4.).
3. Заглубление в грунт свай на подрабатываемых территориях должно быть не менее 4 м, за исключением случаев опирания свай на скальные грунты.
10.12. На подрабатываемых территориях I к — IV к групп с возможным образованием уступов, а также на площадках с геологическими нарушениями применение свайных фундаментов допускается только при наличии специального обоснования.
10.13. Конструкция сопряжения свай с ростверком должна назначаться в зависимости от значения ожидаемого горизонтального перемещения грунта основания, причем предельные значения горизонтального перемещения для свай не должны превышать при сопряжении с ростверком (см.п. 10.4), см:
2 — жестком;
5 — податливом, условно-шарнирном;
8 — то же, через шов скольжения.
Примечание. Для снижения значений усилий, возникающих в сваях и ростверке от воздействия горизонтальных перемещений грунта основания, а также для обеспечения пространственной устойчивости свайных фундаментов здания (сооружения) в целом сваи свайного поля в зоне действия небольших перемещений грунта (до 2 см) следует предусматривать с жестким сопряжением, а остальные — с податливым (шарнирным или сопряжением через шов скольжения).
10.14. Свайные ростверки должны рассчитываться на внецентренное растяжение и сжатие, а также на кручение при воздействии на них горизонтальных опорных реакций от свай (поперечной силы и изгибающего момента), вызванных боковым давлением деформируемого при подработке грунта основания.
10.15. При применении свайных фундаментов с высоким ростверком в бетонных полах или других жестких конструкциях, устраиваемых на поверхности грунта, следует предусматривать зазор по всему периметру свай шириной не менее 8 см на всю толщину жесткой конструкции. Зазор следует заполнять пластичными или упругими материалами, не образующими жесткой опоры для свай при воздействии горизонтальных перемещений грунта основания.
