|
Стр. 2
передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через
подошву.
7.2. Глубина заложения фундаментов должна приниматься согласно
главе СНиП 2.02.01-83*. При наличии под подошвой фундамента
подготовки в виде слоя песка, гравия, бетона глубина заложения
считается от низа подготовки.
7.3. Расчетное сопротивление оснований Rо рекомендуется
принимать согласно приложению 9.
Значения Rо используются для назначения предварительных
размеров фундаментов, а для зданий и сооружений I геотехнической
категории и для окончательных расчетов.
7.4. При проектировании оснований сооружений, относящихся ко
II - нормальному - уровню ответственности, на площадках
II геотехнической категории (по п. 4.8) следует характеристики и
показатели строительных свойств грунтов определять в соответствии
с п. 4.10.
7.5. Плитный фундамент должен рассчитываться по двум группам
предельных состояний: по первой группе - по прочности и по второй
группе - по раскрытию трещин (если это требуется по условиям
эксплуатации).
Система "плитный фундамент - грунтовое основание" должна
рассчитываться по двум группам предельных состояний: по первой
группе - по несущей способности; по второй группе - по пригодности
к нормальной эксплуатации (по деформациям - общие и неравномерные
осадки, прогибы, крены - в зависимости от особенностей
сооружения).
Предварительный размер плиты принимается из условия
p < = R, (3)
где p - среднее давление по подошве плиты;
R - расчетное сопротивление основания (приложение 3 СНиП
2.02.01-83*).
7.6. Расчетная схема системы основание - фундамент - сооружение
должна выбираться с учетом факторов, определяющих ее напряженно -
деформированное состояние.
Для упрощения расчета плитного фундамента допускается не
учитывать влияние на перераспределение усилий в фундаменте
реактивных касательных напряжений по его подошве.
Допускается использование приближенных приемов учета нелинейных
и неупругих деформаций основания и выполнять расчет плитного
фундамента в предположении линейно - упругого деформирования
материала фундамента и элементов надфундаментной конструкции.
Подбор арматуры и проверка прочности сечений фундамента
производятся на найденные усилия в соответствии с указаниями глав
СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций.
7.7. Расчет системы "основание - фундамент - сооружение"
рекомендуется выполнять с учетом последовательности возведения
сооружения.
7.8. Расчет плитных фундаментов рекомендуется выполнять на ЭВМ
по программам, прошедшим сертификацию.
7.9. Расчет системы "основание - фундамент - сооружение"
конструкции допускается выполнять как совместно, так и раздельно
по элементам системы, используя метод последовательных
приближений.
При расчете деформаций системы "плита - основание" нагрузки на
плиту допускается определять без учета их перераспределения
надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со
статической схемой сооружения (например, по методу грузовых
площадей).
При расчете плитного фундамента допускается использовать
расчетную схему основания, характеризующуюся переменным
коэффициентом жесткости, учитывающим неоднородность в плане и по
глубине и распределительную способность основания.
7.10. Конструирование плитных фундаментов выполняют в
соответствии с указаниями главы СНиП по проектированию бетонных и
железобетонных конструкций.
7.11. При проектировании оснований тяжелых сооружений на
плитных фундаментах на сильносжимаемых грунтах следует проводить
расчет на заданные предельные деформации (осадки фундаментов и их
неравномерности).
7.12. Расчет на заданные предельные деформации оснований
допускается проводить по формуле 1 обязательного приложения 2 к
главе СНиП 2.02.01-83*. При расчете допускается многослойное
основание приводить к двухслойному.
Определение расчетного сопротивления и осадки
фундаментов по результатам статического зондирования
7.13. Расчетное сопротивление оснований фундаментов мелкого
заложения Rо, МПа, для предварительных расчетов сооружений II и
III геотехнических категорий, а для сооружений I геотехнической
категории и для окончательных расчетов может быть определено по
формуле:
а) для песков (исключая пылеватые), имеющих сопротивление
конуса q, равное 5-15 МПа
Rо = 0,04q, (4а)
б) для глин и суглинков при q = 1-5 МПа
Rо = 0,1q (4б)
Сопротивление конуса зонда q следует определять для случаев а)
и б) ниже подошвы фундамента на глубине не менее ширины B
проектируемого фундамента.
Учет ширины и глубины заложения фундамента производится по
приложению 3 СНиП 2.02.01-83*.
7.14. Расчет средней осадки основания фундамента шириной до B,
10 м на песчаных грунтах для условий по п. 7.13 рекомендуется
проводить по двум эмпирическим формулам
S = 0,6 (p-бzg1) B/E, (5)
где S - средняя осадка фундамента, м;
p - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;
бzg1 - вертикальное напряжение в грунте на уровне подошвы
фундамента от веса грунта, кПа;
E - средний модуль деформации слоя грунта толщиной 2B от
подошвы фундамента, определяемый по результатам зондирования по
формуле E = 2q, кПа.
При наличии данных о зондировании на глубину менее 2B от
подошвы фундамента осадку можно определить по формуле
S = kpB/q, (6)
где k - коэффициент, зависящий от В и равный
В = 2 3 5 7 10 (м)
k = 1,20 1,10 0,90 0,80 0,70;
q - среднее сопротивление конуса зонда на глубине до В от
подошвы фундамента, кПа.
В расчет следует принимать большую из двух полученных осадок.
7.15. Расчет осадки основания фундамента шириной до 10 м на
глинистых грунтах, для условий по п. 7.13, рекомендуется
производить по формуле
S = Si + Sc, (7)
где Si - так называемая мгновенная осадка;
Sc - осадка консолидации;
Si = CspВ (1-v*v)/Eu,
где v - коэффициент Пуассона,
Eu - недренированный модуль деформации (при быстром
загружении), Eu = 9q;
Cs - коэффициент осадки, равный для жесткого фундамента:
L/B 1 2 5 10
Cs 0,88 1,12 1,6 2 .
Формулу (7) следует применять при p < = Fu/3, где Fu - сила
предельного сопротивления основания.
Консолидационная осадка слоя нормально уплотненного глинистого
грунта определяется по формуле
Sc = [СcHо/(1+eо)] lg [(бzg1 + бzp)/бzg1], (8)
где eо - начальный коэффициент пористости;
Hо - толщина рассчитываемого сжимаемого слоя;
бzp - дополнительное напряжение в грунте от нагрузки;
Cc - коэффициент консолидации, ориентировочное значение
которого, при отсутствии непосредственных определений,
может быть принято равным
Cc = 0,009 (WL-10%).
Для переуплотненных грунтов (давление переуплотнения бp1, по
приложению 7) консолидационная осадка определяется:
а) если бzg1 + бzp < бp1, то осадка определяется по формуле
(8) с заменой Cc на Cr, ориентировочно равное 0,025 (0,015-0,035);
б) если бzg1 + бzp > бp1, то осадка определяется по формуле
S =[CrHо/(1+eо)] lg (бp1/бzg) + CcHо (1+eо) lg [(бzg1+бzp)/
/бp1] (9)
7.16. Окончательно расчеты для сооружений II и III
геотехнических категорий следует выполнять в соответствии с
действующими федеральными нормативными документами.
Проектирование искусственных оснований
Настоящий раздел норм включает инженерные методы преобразования
строительных свойств грунтов. Современное состояние строительной
науки, наличная технологическая база и практический опыт дают
возможность широкого выбора метода строительства сооружений в
сложных инженерно - геологических условиях. Методы улучшения
работы оснований в таких условиях включают: конструктивные
мероприятия, уплотнение грунтов и их закрепление, армирование
грунтовых массивов. Использование этих методов в различных
грунтовых и гидрогеологических условиях позволяет увеличить
несущую способность и устойчивость основания и уменьшить его
деформативность.
7.17. Для выбора при проектировании надежного метода
преобразования строительных свойств грунтов необходимо иметь
результаты тщательно выполненных гранулометрических анализов
грунтов ненарушенного сложения (отобранных качественными
грунтоносами) и данные о коэффициентах фильтрации грунтов,
полученные полевыми откачками, а также сведения о химическом
составе подземных вод.
7.18. Для первоначального выбора метода улучшения свойств
грунтов рекомендуется руководствоваться следующим.
При наличии в основании сооружений слабых грунтов (илы, текучие
глинистые, заторфованные грунты), а также сильно набухающих
грунтов рекомендуется применение конструктивных мероприятий:
грунтовых подушек, свайных фундаментов или песчаных свай.
При пылеватых и мелких песках рыхлых с плотностью скелета до
1,65 т/куб. м рекомендуется рассмотреть в первую очередь методы
уплотнения грунтов.
При несвязных грунтах с коэффициентами фильтрации более
0,5 м/сут следует рассмотреть различные методы закрепления
грунтов.
При наличии трещиноватых скальных грунтов следует рассмотреть
применение метода цементации.
7.19. На площадках со сложными инженерно - геологическими и
гидрогеологическими условиями при сложных и ответственных
сооружениях проектированию должно предшествовать проведение на
площадке строительства опытных работ по преобразованию свойств
грунтов выбранным для закрепления методом.
7.20. Различают поверхностные и глубинные методы уплотнения
грунтов. Уплотнение производится укаткой, трамбованием, вибрацией,
виброударами, взрывами, статической нагрузкой от собственного веса
грунта, а также дополнительной пригрузкой.
7.21. Уплотненность грунтов определяется по методике
стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-77 и характеризуется
коэффициентом уплотнения kcom = rd/rd.max, где rd - плотность
сухого уплотненного грунта и rd.max - максимальное значение
плотности грунта по стандартному уплотнению.
Оптимальную влажность глинистых грунтов, уплотняемых
трамбованием, при отсутствии результатов непосредственного
определения рекомендуется принимать wо = wp-(0,01 - 0,03), а
укаткой wо = wp, где wp - влажность на границе пластичности
(раскатывания).
7.22. Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в
зависимости от последующего использования уплотненных грунтов,
нагрузок, передаваемых на них от сооружений, возможных изменений
температурно - влажностного режима уплотненного грунта,
климатических условий производства работ и пр.
При отсутствии результатов непосредственных лабораторных и
полевых испытаний уплотненного грунта необходимую степень
уплотнения, значения модулей деформации и величины расчетных
сопротивлений оснований из уплотненных грунтов допускается
принимать по рекомендациям приложения 10.
7.23. Для повышения несущей способности оснований и устройства
фундаментов и других подземных конструкций могут применяться
способы химического закрепления грунтов. Способы закрепления и
область их применения приведены в приложении 10.
7.24. Инъекционное, буросмесительное закрепление грунтов и
использование геокомпозитов с целью устройства фундаментов и
подземных конструкций из закрепленных массивов допускается с
применением способов, обеспечивающих прочностные и другие физико -
механические свойства закрепленных грунтов, которые отвечают всем
требованиям, предъявляемым к материалам таких конструкций, включая
требования по морозостойкости и экологии.
Химически закрепленные грунты не армируются и не могут быть
использованы как гибкие фундаменты и конструкции.
7.25. Нормативные и расчетные характеристики закрепленных
грунтов устанавливаются в результате лабораторных испытаний и
опытных работ в натурных условиях, включающих закрепление грунтов
принятым способом.
8. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Настоящий раздел норм включает, на основе современного опыта
фундаментостроения, ряд рекомендаций и решений, дополнительных к
действующему СНиП 2.02.03-85. Учитывая многообразие объектов
строительства в г. Москве, рекомендуется расширить номенклатуру
используемых в строительстве свай. Увеличивающийся объем
применения буронабивных свай и трудность их испытания статической
нагрузкой вызвали необходимость разработки нового метода
определения их несущей способности по результатам статического
зондирования. Накопленный опыт применения забивных свай и
испытаний их статической нагрузкой позволил повысить их расчетную
нагрузку в песчаных и некоторых глинистых грунтах, уменьшив
коэффициент надежности. Разработан метод расчета кустов свай и
новых конструкций комбинированных свайно - плитных фундаментов на
основе определения осадки одиночной сваи и коэффициента осадки
свайного фундамента, что лучше соответствует работе свайного
фундамента, чем расчет его как условного фундамента на
естественном основании.
8.1. Для использования в практике строительства в Москве
рекомендуются:
- забивные железобетонные сваи по ГОСТ 19804-79, которым
охвачены сваи квадратного сечения с ненапрягаемой и напрягаемой
арматурой, сваи квадратного сечения с круглой полостью, полые
круглые сваи и сваи - оболочки согласно приложению 11;
- буронабивные (буровые и набивные) и буроинъекционные
(корневидные) сваи различного типа и размеров в зависимости от
имеющегося бурового оборудования. Номенклатура изготавливаемых
свай приведена в приложении 12.
Буровая свая
8.2. Несущую способность Fd, кН, буровой висячей сваи,
устраиваемой в соответствии с п. 2.5а СНиП 2.02.03-85, работающей
на сжимающую нагрузку, по результатам статического зондирования
следует определять по формуле:
Fd = ycSFu / nyg, (10)
где yc - коэффициент условий работы; yс=1;
n - число точек зондирования, не менее 6;
Fu - частное значение расчетного сопротивления сваи в точке
зондирования, определенное по формуле (11);
yg - коэффициент надежности по грунту, устанавливаемый при
значении доверительной вероятности a=0.95 в соответствии
с требованиями ГОСТ 20522-96.
8.3. Частное значение расчетного сопротивления буровой сваи в
точке зондирования Fu, кН, следует определять по формуле:
Fu = RA + USycf fi hi, (11)
где R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи,
кПа, принимаемое по табл. 1 по данным зондирования в
рассматриваемой точке, в зависимости от среднего
сопротивления конуса q, кПа, на участке, расположенном в
пределах одного диаметра выше и двух диаметров ниже
подошвы проектируемой сваи;
А - площадь опирания сваи на грунт, кв. м;
fi - среднее значение расчетного сопротивления грунта на
боковой поверхности сваи, кПа, на расчетном участке hi
сваи, определяемое по данным зондирования в соответствии
с табл. 1;
hi - толщина i-го слоя грунта,соприкасающегося с боковой
поверхностью сваи, которая должна приниматься не более
2 м;
U - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;
ycf - коэффициент, зависящей от технологии изготовления свай
и принимаемый:
а) при сваях, бетонируемых в скважинах насухо, равным 1;
б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а
также при использовании обсадных инвентарных труб, равным 0,7.
Таблица 1
-----------------T--------------------T-------------------------¬
¦ q - ¦R - расчетное ¦ fi - среднее значение ¦
¦ сопротивление¦сопротивление грунта¦ расчетного сопротивления¦
¦ конуса, ¦под нижним концом ¦ на боковой ¦
¦ кПа ¦сваи, кПа ¦ поверхности сваи, ¦
¦ ¦ ¦ кПа ¦
¦ +---------T----------+---------T---------------+
¦ ¦песчаный ¦глинистый ¦песчаный ¦ глинистый ¦
¦ ¦грунт ¦грунт ¦грунт ¦ грунт ¦
+----------------+---------+----------+---------+---------------+
¦ 1000 ¦ - ¦ 230 ¦ ¦ 20 ¦
¦ 2500 ¦ - ¦ 580 ¦ ¦ 25 ¦
¦ 5000 ¦ 500 ¦ 1000 ¦ 25 ¦ 35 ¦
¦ 7500 ¦ 750 ¦ - ¦ 40 ¦ 50 ¦
¦ 10000 ¦ 1000 ¦ - ¦ 52 ¦ 65 ¦
¦ 12000 ¦ 1200 ¦ - ¦ 60 ¦ - ¦
¦ 15000 ¦ 1500 ¦ - ¦ 68 ¦ - ¦
¦ 20000 ¦ 2000 ¦ - ¦ 75 ¦ - ¦
+----------------+---------+----------+---------+---------------+
¦ Примечания. ¦
¦ 1. Коэффициенты R и fi для промежуточных значений q ¦
¦ определяются по линейной интерполяции. ¦
¦ 2. Приведенные в таблице значения R и fi относятся к ¦
¦ буровым сваям диаметром 600-1200 мм, погруженным в грунт¦
¦ не менее чем на 5 м. При возможности возникновения на ¦
¦ боковой поверхности свай отрицательного трения, значения¦
¦ расчетных сопротивлений грунта fi для оседающих слоев ¦
¦ принимать со знаком "минус". ¦
¦ 3. При принятых в табл. 1 значениях R и fi осадка свай при ¦
¦ расчетной несущей способности Fd не превышает 0,03d. ¦
L----------------------------------------------------------------
8.4. Параллельно с расчетом несущей способности сваи по
результатам статического зондирования следует провести расчет
несущей способности в соответствии с пп. 4.6 и 4.7 СНиП
2.02.03-85. При больших расхождениях в полученных величинах
несущей способности свай (более 25%) следует произвести
статическое испытание не менее 2 свай.
Забивная свая
8.5. Несущую способность Fd, кН, висячей забивной сваи
рекомендуется определять в соответствии с п. 4.2 и таблицами 1 и 2
СНиП 2.02.03-85.
При определении расчетной нагрузки N, передаваемой на сваю,
коэффициент надежности yк рекомендуется принимать 1,3 при
определении несущей способности сваи для песков средней плотности
и плотных средней крупности, мелких и пылеватых и глинистых
грунтов при показателе текучести IL > = 0,30.
В остальных случаях коэффициент надежности по грунту yк следует
принимать 1,4.
8.6. Несущую способность Fd, кН, забивной висячей сваи,
работающей на сжимающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов
статическим зондированием следует определять по формуле (10).
Частное значение предельного сопротивления Fu, кН, забивной
висячей сваи, работающей на сжимаемую нагрузку, по результатам
испытаний грунтов статическим зондированием следует определять по
формуле
Fu = biqnА + USfihi, (12)
где qn - сопротивление зонда, кПа, на уровне подошвы сваи,
определяемое на участке 1d выше и 4d ниже подошвы сваи;
U - периметр сваи, м.;
hi - толщина i-ого слоя грунта;
fi - среднее сопротивление i-го слоя грунта, кПа, принимаемое
по табл. 2 в зависимости от сопротивления зонда q (МПа)
на середине расчетного слоя грунта.
bi - коэффициент, принимаемый по таблице 2.
Таблица 2
---------T-----T-----T----T-----T----T-----¬
¦ q, МПа ¦ 1 ¦ 2,5 ¦ 5 ¦ 7,5 ¦ 10 ¦ 12 ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------+-----+-----+----+-----+----+-----+
¦ fi, кПа¦ 30 ¦ 35 ¦ 50 ¦ 65 ¦ 75 ¦ 80 ¦
+--------+-----+-----+----+-----+----+-----+
¦ bi ¦ 0,80¦ 0,70¦0,60¦ 0,50¦0,45¦ 0,40¦
L--------+-----+-----+----+-----+----+------
8.7. При наличии на площадке, где испытаны сваи статической
нагрузкой, результатов статического зондирования, что обычно
должно иметь место, несущую способность испытанных 3-5 свай
следует определять с использованием результатов статического
зондирования (не менее 6 точек) по формуле:
Fd = SFu/nygs, (13)
где S Fu/n - среднее значение предельного сопротивления по 3-5
испытаниям свай статической нагрузкой (см. п. 5.5
СНиП 2.02.03-85);
ygs - коэффициент надежности по грунту, определяемый по
результатам зондирования по формуле
ygs = 1 + Vs, (14)
где Vs - коэффициент вариации результатов зондирования,
определяемый по формуле
_____________________________
Vs = ns \/ S [(Fsi- Fs)(Fsi- Fs)] / ns / SFsi, (15)
где Fsi и Fs - соответственно, частные и среднее значения несущей
способности сваи по результатам зондирования;
ns - число точек зондирования.
При двух испытаниях свай нормативное значение предельного
сопротивления сваи следует принимать равным меньшему предельному
сопротивлению, полученному из результатов испытаний, а коэффициент
надежности по грунту - yg = 1.
Расчет свай и групп свай по деформациям
8.8. Проектирование свайных фундаментов (из отдельных свай,
кустов свай и свайных полей) следует осуществлять с учетом полного
использования несущей способности свай за счет проектирования
фундаментов по предельным состояниям, исходя из условия
S <= Su, (16)
где S - совместная деформация сваи, свайного фундамента и
сооружения, определяемая расчетом;
Su - предельное значение средней осадки фундамента
проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое
либо по указаниям СНиП 2.02.01-83*, либо в задании на
проектирование.
8.9. Для определения осадки висячей сваи и осадок свайных
кустов и полей рекомендуются методы, основанные на рассмотрении
работы сваи с использованием решения упругой задачи о вертикальном
перемещении в грунте вследствие взаимодействия напряжений в
системе "свая - грунт". Это позволяет учесть относительную
жесткость и длину сваи, расстояние между сваями в кусте и свайном
поле и взаимодействие свай.
8.10. При расчете свай и свайных фундаментов осадку сваи
следует определять по формуле
S = PIs/EsLd, (17)
где P - нагрузка в голове сваи, кН;
EsL - модуль деформации грунта, который в рассматриваемом
решении следует определять на уровне подошвы сваи, кПа;
d - диаметр сваи, м;
Is - коэффициент влияния, зависящий от отношения l/d,
длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной
сваи) и от коэффициента жесткости сваи m = Ep/ EsL,
где Еp - модуль деформации материала сваи.
Коэффициент влияния Is определяется по таблице 3.
Таблица 3
-----------T-----------------------------------------¬
¦ ¦ Значения Is при m, равном ¦
¦ l/d +------------T-------------T--------------+
¦ ¦ 100 ¦ 1000 ¦ 10000 ¦
+----------+------------+-------------+--------------+
¦ 10 ¦ 0.200 ¦ 0.145 ¦ 0.139 ¦
+----------+------------+-------------+--------------+
¦ 25 ¦ 0.145 ¦ 0.088 ¦ 0.080 ¦
+----------+------------+-------------+--------------+
¦ 50 ¦ 0.130 ¦ 0.062 ¦ 0.046 ¦
L----------+------------+-------------+---------------
8.11. При использовании формулы (17) следует обратить особое
внимание на достоверное определение значения модуля деформации
грунта EsL. Наиболее достоверное значение его может быть
определено по результатам полевых испытаний, что необходимо при
использовании на объекте более 100 свай.
При использовании для определения модуля деформации
статического зондирования следует руководствоваться тем, что
модуль деформации грунта у свай всегда в несколько раз выше, чем у
грунта в естественном состоянии (в 2-8 раз).
Рекомендуется принимать следующие минимальные значения модуля
деформации грунта у свай:
в песках - EsL = 6q,
в глинах - при расчете буровых свай EsL = 10q,
при расчете забивных свай EsL = 12q.
8.12. При расчете одиночных висячих свай для сооружений,
допускающих предельные деформации 10 см, рекомендуется нагрузку на
сваю, в формуле (17), определять при осадке сваи до 40 мм.
Для сооружений, допускающих осадку более 10 см, возводимых на
одиночных сваях, предельную осадку сваи следует указывать в
задании на проектирование.
В расчете осадки одиночной сваи, используемом для
проектирования свайных кустов и полей, следует учитывать, что
осадка групп свай в результате их взаимодействия в свайном
фундаменте увеличивается на величину коэффициента осадки Rs (п.
7.15).
8.13. Для проверки основания по несущей способности при
нагрузке, из формулы (17) при выбранной осадке сваи, рекомендуется
определять несущую способность сваи также по результатам
статического зондирования (пп. 7.6 и 7.5).
Расчет осадки куста свай
8.14. Осадку куста взаимодействующих свай SG следует определять
по формуле
SG = S1 Rs = РIs Rs / ЕsL d, (18)
где S1 - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле (17) по
характеристикам сваи в кусте;
Р - нагрузка на одиночную сваю, равная средней нагрузке на
сваю в кусте;
Rs - коэффициент осадки куста свай, определяемый по п. 8.15.
8.15. Для квадратных кустов свай с количеством свай от 4 до 25
расстоянием между осями свай от 3d до 6d и отношением l/d = 10-50
коэффициент осадки куста рекомендуется определять по формуле
__
Rs = (1,20-0,05a/d) \/ n , (19)
где n - число свай в кусте;
а - расстояние между осями свай, м;
d - диаметр (или сторона квадрата) сваи, м.
Проектирование комбинированных
свайно - плитных фундаментов (КСП)
8.16. Для уменьшения общей и неравномерной осадок сооружений с
большой нагрузкой на фундамент рекомендуется при проектировании
рассмотреть вариант использования комбинированного
свайно - плитного фундамента, состоящего из железобетонной плиты,
располагаемой на грунте у поверхности, или при наличии подземных
этажей у пола нижнего этажа, и свай. Рекомендуется применять
буровые сваи диаметром 0,8-1,2 м, возможно использовать также и
квадратные забивные сваи.
Длина свай принимается равной от 0,5 В до В (В - ширина
фундамента). Расстояния между сваями а/d = 5-7 с расположением
свай под колоннами, если они есть по проекту.
8.17. Метод расчета осадки таких фундаментов основан на
совместном рассмотрении жесткости (нагрузка, деленная на осадку)
свай и жесткости плиты. Рекомендуемый метод приведен в
приложении 13.
8.18. Если под нижними концами свай залегают грунты с модулем
деформации Еsb >=20 МПа и доля временной многократно прилагаемой
нагрузки не превышает 40% общей нагрузки, осадку комбинированного
свайно - плитного фундамента допускается определять по формуле
S = 0,12 рВ/Еsb, (20)
где р - среднее давление на уровне подошвы плитного ростверка;
Еsb - средневзвешенный модуль деформации сжимаемой толщи
грунта под нижними концами свай, равной ширине ростверка.
8.19. Изложенный в приложении 11 метод расчета осадки КСП
фундамента относится к фундаменту на висячих сваях. Эта
конструкция фундамента малоэффективна при сваях - стойках,
опирающихся на малосжимаемые грунты.
8.20. При конструктивном расчете плиты ростверка следует
учитывать, что при очень жестком ростверке, обеспечивающем
одинаковую осадку всех свай, происходит существенное
перераспределение нагрузки на сваи, в результате которого нагрузка
на крайние ряды свай, особенно угловые сваи, будет выше средних,
что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в
углах ростверка.
Для зданий и сооружений II и III уровней ответственности
допускается определять нагрузки на средние и угловые сваи
ростверка по формуле
__
Р = Рср (1 + md \/n / a), (21)
где m - коэффициент, принимаемый равным 0,1 для крайних свай и 0,2
для угловых свай;
Рср - средняя нагрузка на сваю в фундаменте.
8.21. Глубина заложения подошвы свайного ростверка должна
назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной
части здания или сооружения (наличия подвала, технического
подполья или подземных этажей), грунтовых условий и проекта
планировки территории, а также высоты ростверка, определяемой
расчетом.
8.22. Проверка расчетного сопротивления несущей способности
основания подошвы свайного ростверка производится по формуле (7)
СНиП 2.02.01-83* на часть нагрузки, приходящейся по расчету на
плиту, считая нагрузку равномерно распределенной по жесткому
ростверку.
8.23. Выполненные расчеты кустов свай и КСП фундаментов следует
дополнительно проверить на осадку как условного фундамента на
естественном основании в соответствии с п. 6.1 СНиП 2.02.03-85.
8.24. В свайных кустах с нагрузкой до 10000 кН не рекомендуется
принимать число свай в кустах более 16 при сечении свай 30х30 см,
более 12 при сечениях свай 35х35 см, более 9 при сечениях свай
40х40 см и при диаметре 50-60 см.
Расчет кренов свайных фундаментов
8.25. Крен прямоугольного свайного фундамента следует
определять по формуле
i = 8 iо(1- v*v) М/Е L*L byf, (22)
где L и b - длина и ширина фундамента;
v - коэффициент Пуассона; (рекомендуется v = 0.30);
М - момент, действующий на фундамент;
Е - модуль деформации в основании свай;
yf - коэффициент надежности по нагрузке;
iо - безразмерный коэффициент, устанавливаемый в
зависимости от 2h/L, где h - глубина заложения свай, и
от отношения L/b. Для ориентировочных расчетов могут
быть приняты значения коэффициента iо по таблице 4.
Таблица 4
-----------T--------------------------¬
¦ ¦Значения iо при L/b равном¦
¦ Значения +--------T-------T---------+
¦ 2h/L ¦ 0,5 ¦ 2,4 ¦ 5 ¦
+----------+--------+-------+---------+
¦ 0,5 ¦ 0,37 ¦ 0,36 ¦ 0,28 ¦
+----------+--------+-------+---------+
¦ 1 ¦ 0,32 ¦ 0,30 ¦ 0,25 ¦
+----------+--------+-------+---------+
¦ 3 ¦ 0,30 ¦ 0,22 ¦ 0,18 ¦
L----------+--------+-------+----------
8.26. Крен круглого фундамента следует определять по формуле
i = iо(1-v*v) M/Er3yf, * (23)
-----------------
* r3 - r в третьей степени.
где iо - безразмерный коэффициент, зависящий от h/r (r - радиус
фундамента), принимаемый по табл. 5.
Таблица 5
-----T-----T------T-------T------¬
¦ h/r¦ 0,5 ¦ 1,0 ¦ 2,0 ¦ 5,0 ¦
+----+-----+------+-------+------+
¦ iо ¦ 0,36¦ 0,26 ¦ 0,23 ¦ 0,23 ¦
L----+-----+------+-------+-------
Проектирование свайных фундаментов,
сооружаемых вблизи зданий
8.27. При проектировании свайных фундаментов, которые должны
возводиться вблизи существующих зданий и сооружений, необходимо
учитывать:
- тип и конструкции фундаментов этих зданий, состояние
конструкций самих сооружений, а также наличие в них высокоточного
оборудования, чувствительного к вибрации, вызываемой забивкой
свай;
- допустимые расстояния от погружаемых забивкой свай до зданий
и сооружений, руководствуясь рекомендациями "Проектирование и
устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях
реконструкции промышленных предприятий и городской застройки" ВСН
490-87;
- возможность подъема (выпора) поверхности грунта при забивке
свай в кустах и свайных полях, который может распространяться на
большое расстояние от внешнего контура забивки свай;
- возможность выжимания грунта из-под зданий и сооружений при
проходке вблизи них буровых скважин для буронабивных свай, что
должно быть исключено за счет обсадки скважин и/или проходки их
под глинистым (бентонитовым) раствором с сохранением уровня
раствора на 2 м выше уровня подземных вод при их наличии.
9. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
9.1. К сложным инженерно - геологическим условиям относятся
такие, когда в основании здания или сооружения в пределах его
сжимаемой толщи залегают слои, прослои или линзы следующих слабых
грунтов: насыпных; намывных (песков); заторфованных; погребенных
торфов; погребенных сапропелей; илов; рыхлых песков;
водонасыщенных глинистых грунтов текучепластичной или текучей
консистенции; водонасыщенных пылеватых песков, обладающих
плывунными свойствами; набухающих; пучинистых; закарстованных;
территории, при наличии карстово - суффозионных явлений.
9.2. Для обеспечения несущей способности (прочности и
устойчивости) и ограничения развития чрезмерных пластических
деформаций в основании необходимо производить расчет по первому
предельному состоянию.
9.3. Проектирование предпостроечного уплотнения слабых слоев,
прослоек или линз в основании производится по данным первичных
инженерно - геологических изысканий. Целесообразность такого
предпостроечного уплотнения устанавливается на основе вариантного
проектирования.
9.4. Не допускается опирание фундамента на кровлю слоя
погребенного слабого грунта независимо от толщины этого слоя и
расчетной величины деформации основания.
9.5. Несущая способность оснований F в сложных
инженерно - геологических условиях со слоями медленно
уплотняющихся водонасыщенных слабых грунтов определяется без учета
их угла внутреннего трения (f =0), если в пределах сжимаемой толщи
отсутствуют дренирующие слои грунта или дренирующие устройства. В
этих случаях несущая способность оснований фундаментов
определяется по п. 2.61 СНиП 2.02.01-83*.
9.6. Величина деформации, определяемой расчетом по указаниям
приложения 2 "Расчет деформаций оснований" СНиП 2.02.01-83*, не
должна превышать предельно допустимой величины совместной
деформации основания и здания, установленной СНиП 2.02.01-83*.
9.7. Разрешается превышение предельных величин максимальных
абсолютных и средних осадок зданий при обязательном обеспечении
специальных мероприятий, гарантирующих нормальную эксплуатацию
вводов сетей водопровода, теплофикации, газопровода, выпусков
канализации и дренажа. С этой целью следует предусматривать
строительный подъем на величину ожидаемых осадок здания, с тем
чтобы после стабилизации осадок вводы инженерных коммуникаций в
здания были на проектных отметках.
9.8. Не допускается использование отдельно стоящих и
прерывистых ленточных фундаментов на естественном основании,
включающем в пределах сжимаемой толщи слои или линзы погребенного
торфа или заторфованного грунта, а также слои, прослойки или линзы
водонасыщенных пылеватых песков, обладающих плывунными свойствами.
9.9. Свайные фундаменты на основаниях с прослойками и линзами
слабых грунтов следует применять в случае, когда величина
расчетной осадки фундаментов на естественном основании превосходит
величину осадки зданий, определяемую технологическими или
эксплуатационными условиями.
9.10. Сваи должны прорезать толщу с прослойками и линзами
слабых грунтов, находящихся в пределах сжимаемой толщи основания.
При этом необходимо, чтобы нижние концы свай входили в
подстилающие крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и
средней крупности плотные песчаные грунты, а также в глинистые
грунты с показателем консистенции IL < 0,1 не менее чем на 0,5 м,
а в прочие виды нескальных грунтов, в том числе с IL >= 0,1, не
менее чем на 2,0 м.
9.11. Вопрос о необходимости проведения до начала
проектирования испытания свай и определения их количества решается
после детального ознакомления с грунтовыми условиями площадки,
установления глубины залегания кровли и подошвы слоя погребенного
слабого грунта, определения длины свай по расчету с учетом опыта
строительства в аналогичных условиях.
9.12. Расчет несущей способности свай в основаниях, содержащих
погребенные торфы, производится в соответствии с главой СНиП
2.02.03-85.
Если в пределах длины свай залегают слои органо - минеральных и
органических грунтов толщиной более 0,3 м, могущие подвергаться
уплотнению какими-либо внешними воздействиями (подсыпкой или
намывом грунта), то необходимо произвести учет изменения величины
и даже знака сопротивления грунта по боковой поверхности висячей
сваи в соответствии со СНиП 2.02.03-85.
9.13. При расчете свайных фундаментов и их оснований из слабого
грунта по деформациям в случаях выполнения планировки территории
подсыпкой высотой более 2 м необходимо учитывать уменьшение
габаритных размеров условного фундамента в соответствии с п. 6.2
СНиП 2.02.03-85*.
9.14. В основаниях с погребенными слабыми грунтами допускается
применение составных свай, если требуемая по
инженерно - геологическим условиям длина превышает наибольшую
длину цельных свай, предусмотренную стандартами, или отсутствует
необходимое оборудование для их погружения.
9.15. При наличии в основании слоя погребенного
органо - минерального или органического грунта фундаменты должны
быть запроектированы таким образом, чтобы стыки составных свай
располагались на расстоянии не менее 3 м от подошвы слоя такого
грунта.
9.16. Нижние концы свай можно оставить в относительно плотных
грунтах, залегающих под слоем погребенного органо - минерального
или органического грунта, если расстояние от нижнего конца свай до
кровли органо - минерального грунта h более 2В (где В - ширина
свайного фундамента на уровне нижних концов свай) и если расчетная
величина осадок такого фундамента не превысит предельную.
9.17. В случае расположения свай в толще грунтов основания,
включающего слои погребенного органо - минерального грунта, должно
быть предусмотрено жесткое сопряжение монолитного железобетонного
свайного ростверка с железобетонными сваями в соответствии со СНиП
2.02.03-85.
9.18. Перед массовой забивкой свай необходимо произвести их
пробную забивку с целью определения способности прохождения сваями
слоя погребенного органо - минерального или органического грунта и
выбора рационального типа сваебойного оборудования. Практика
забивки свай дизель - молотом показала, что сваи не проходили слой
и разрушались в связи с тем, что энергия удара молота поглощалась
упругой деформацией слоя погребенного органо - минерального
грунта.
В аналогичных инженерно - геологических условиях сваи лучше
всего погружать в лидерные (до подошвы слоя органо - минерального
или органического грунта) скважины, задавливать или забивать
механическим молотом с массой ударной части 3-4 т.
9.19. При выборе конструктивной схемы здания и фундаментов на
естественном основании следует исходить из того условия, что
повышение пространственной жесткости здания, включая фундаменты,
уменьшает возможные неравномерные осадки и перераспределяет
усилия, возникающие в отдельных элементах.
9.20. При проектировании ленточных фундаментов или перекрестных
лент предпочтение следует отдавать монолитному или
сборно - монолитному варианту. Ленточные фундаменты под колонны
должны проектироваться в зависимости от расстояния между ними и от
высоты фундамента сборно - монолитными или монолитными.
9.21. Здания с продольными несущими стенами из кирпича или из
крупных панелей менее чувствительны к неравномерным осадкам,
характерным для оснований в сложных инженерно - геологических
условиях, чем здания с несущими поперечными стенами или
продольными наружными несущими стенами и внутренним каркасом.
9.22. Целесообразно при значительной неравномерности осадок,
вызывающих трещины в стенах здания, усиливать фундаменты и стены
непрерывными армированными швами или железобетонными поясами,
способными воспринять растягивающие усилия.
9.23. Чувствительность конструкций зданий к неравномерным
осадкам может быть снижена также посредством разрезки здания на
отдельные отсеки ограниченной длины с введением осадочных швов.
9.24. С целью прорезки фундаментами большой толщи грунтов в
сложных инженерно - геологических условиях до малосжимаемых
грунтов может быть применен способ "стена в грунте".
9.25. Расчет и технология устройства "стены в грунте"
производятся в соответствии с СН 477-75.
9.26. Песчаные подушки на основаниях, содержащих слои
биогенного грунта, целесообразно устраивать только для частичной
или полной замены погребенного биогенного грунта минеральным
грунтом или для повышения отметки заложения фундамента или
уменьшения давления на кровлю биогенного грунта. Подушки
устраиваются из песков средней крупности и крупных.
10. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ
И ЗАГЛУБЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ
10.1. Номенклатура объектов, размещаемых в подземном
пространстве города, включает:
- инженерные коммуникации и сооружения: трубопроводы различного
назначения, кабельные прокладки, общие городские коллекторы,
|
