Руководство по проектированию свайных фундаментов

ВИСЯЧИЕ НАБИВНЫЕ СВАИ, СВАИ-ОБОЛОЧКИ И СВАИ-СТОЛБЫ


5.9. Несущую способность , тс, набивной сваи с уширенной пятой и без уширения, а также сваи-оболочки и сваи-столба, работающих на осевую сжимающую нагрузку, следует определять по формуле , [14(10)] где - коэффициент условий работы сваи, принимаемый в случае опирания ее на покровные глинистые грунты со степенью влажности <0,85 и на лессовые или лессовидные грунты 0,8, а в остальных случаях 1; - коэффициент условий работы грунта под нижним концом набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, принимаемый 1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями, для которых этот коэффициент следует принимать 1,3, и устройства свай с уширенной пятой, бетонируемой подводным способом, для которых 0,9; - расчетное сопротивление грунта под нижним концом буронабивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, тс/м, принимаемое согласно требованиям пп.5.10 и 5.11 настоящих норм, а для набивной сваи, изготовляемой по технологии, указанной в п.2.6 "а", "б" - по табл.1 настоящих норм; - площадь опирания набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, м, принимаемая равной: для набивных свай без уширения и для свай-столбов - площади поперечного сечения сваи или сваи-столба; для набивных свай с уширением - площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра; для свай-оболочек, заполненных бетоном, - площади поперечного сечения оболочки брутто; для свай-оболочек с грунтовым ядром без заполнения полости бетоном - площади поперечного сечения нетто; - периметр ствола сваи, м, принимаемый по диаметру скважины, обсадной трубы или сваи-оболочки; - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, зависящий от способа образования скважины и их стволов, принимаемый по табл.5; - расчетное сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности ствола набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба, тс/м, принимаемое по табл.2; - то же, что и в формуле 7(7). ________________ Номер соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных. Таблица 7(5)
	Вид свай и способы их устройства	Коэффициент условий работы грунта при
		песках	супесях	суглинках	глинах
	1. Набивные по п.2.6 "а" при забивке инвентарной трубы с наконечником	0,8	0,8	0,8	0,7
	2. Набивные виброштампованные	0,9	0,9	0,9	0,9
	3. Буронабивные, в том числе с уширенной пятой, бетонируемые:
	а) при отсутствии воды в скважине (сухим способом)	0,7	0,7	0,7	0,6
	б) под водой или глинистым раствором	0,6	0,6	0,6	0,6
	4. Сваи-оболочки, погружаемые вибрированием с выемкой грунта	1	0,9	0,7	0,6
	5. Сваи-столбы	0,7	0,7	0,7	0,6
Примечание. Сопротивление песчаных грунтов на боковой поверхности сваи с уширенной пятой должно учитываться на участке, от уровня планировки до уровня пересечения ствола сваи с поверхностью воображаемого конуса, имеющего в качестве образующей линию, касающуюся границы уширения под углом к оси сваи, где - осредненное (по слоям) расчетное значение угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса, определяемое в соответствии с требованиями п.4.6 настоящей главы. Допускается учитывать сопротивление глинистых грунтов по всей длине ствола.

К п.5.9. Формулой [14(10)] следует пользоваться при расчете несущей способности по грунту на вертикальную осевую сжимающую нагрузку висячих набивных свай и свай-оболочек следующих типов:

а) набивных свай любых диаметров с уширенной пятой и без уширения, в том числе буронабивных и частотрамбованных;

б) свай-оболочек диаметром более 0,8 м, погружаемых с полной выемкой грунта из полости, бетонируемой по окончании погружения свай, а также свай-оболочек, погружаемых без выемки или с частичной выемкой грунта из полости, но с оставлением на последнем этапе погружения грунтового ядра ненарушенной структуры высотой не менее двух диаметров сваи-оболочки без заполнения полости бетоном.

При наличии опытных данных о расчетных величинах угла внутреннего трения грунта , сцепления и объемного веса грунтов основания уточненные величины сопротивлении грунта на боковой поверхности буронабивных свай могут быть определены по формуле

где - осредненное расчетное значение объемного веса грунта в пределах глубины расположения середины -го слоя, тс/м, определяемое с учетом взвешивающего действия воды;

- коэффициент активного бокового давления грунта;

- глубина расположения слоя.


5.10. Расчетное сопротивление , тс/м, грунта под нижним концом набивной сваи, сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта из полости с последующим заполнением ее бетоном, и сваи-столба допускается принимать: а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песчаных грунтов в случае устройства набивной сваи с уширенной пятой и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, и сваи-столба - по формуле [15(11)], а в случае сваи-оболочки, погружаемой с сохранением ненарушенного ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м и более, - по формуле [16(12)]: ; [15(11)] , [16(12)] где , , и - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл.8(6) в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания, определенного в соответствии с указаниями п.4.6 настоящей главы; - расчетное значение объемного веса грунта, тс/м, в основании набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивания в воде); - осредненное (по слоям) расчетное значение объемного веса грунтов, тс/м, расположенных выше нижнего конца набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба; - диаметр, м, набивной сваи, уширения (сваи с уширенной пятой), сваи-оболочки и сваи-столба; - глубина заложения, м, нижнего конца набивной сваи или ее уширенной пяты, сваи-оболочки и сваи-столба, отсчитываемая от природного рельефа или планировочной отметки (при планировке срезкой), а для опор мостов - от дна водоема с учетом его общего размыва при расчетном паводке; б) для глинистых грунтов в случае устройства набивной сваи с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунтового ядра (частичной или полной) и заполнением полости бетоном, и сваи-столба в фундаментах зданий и сооружений - по табл.9(7).
Таблица 8(6)
	Обозначение коэффициентов				Коэффициенты , , и при расчетных значениях угла внутреннего трения грунта , град
					23	25		27		29	31		33	35	37		39
					9,5	12,6		17,3		24,4	34,6		48,6	71,3	108		163
					18,6	24,8		32,8		45,5	64		87,6	127	185		260
	при		4 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 и более		0,78 0,75 0,68 0,62 0,58 0,55 0,51 0,49 0,46 0,44	0,79 0,76 0,7 0,65 0,61 0,58 0,55 0,53 0,51 0,49		0,8 0,77 0,71 0,67 0,63 0,61 0,58 0,57 0,55 0,54		0,82 0,79 0,74 0,7 0,67 0,65 0,62 0,61 0,6 0,59	0,84 0,81 0,76 0,73 0,7 0,68 0,66 0,65 0,64 0,63		0,85 0,82 0,78 0,75 0,73 0,71 0,69 0,68 0,67 0,67	0,85 0,83 0,8 0,77 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7	0,86 0,84 0,82 0,79 0,78 0,76 0,75 0,75 0,74 0,74		0,87 0,85 0,84 0,81 0,80 0,79 0,78 0,78 0,77 0,77
	при		0,8 м и менее 4 м		0,34 0,25	0,31 0,24		0,29 0,23		0,27 0,22	0,26 0,21		0,25 0,20	0,24 0,19	0,23 0,18		0,22 0,17
	Примечание. Для промежуточных значений , и величины коэффициентов , , и определяются интерполяцией.
Таблица 9(7)
	Глубина заложения нижнего конца свай , м	Расчетное сопротивление , тс/м, под нижним концом набивных свай с уширением и без уширения, свай-столбов и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполнением полости бетоном, при глинистых грунтах с показателем консистенции , равной
		0		0,1			0,2		0,3			0,4		0,5		0,6
	3	85		75			65		50			40		30		25
	5	100		85			75		65			50		40		35
	7	115		100			85		75			60		50		45
	10	135		120			105		95			80		70		60
	12	155		140			125		110			95		80		70
	15	180		165			150		130			110		100		80
	18	210		190			170		150			130		115		95
	20	230		210			190		165			145		125		105
	30	330		300			260		230			200		-		-
	40	450		400			350		300			250		-		-
	Примечание. Для свайных фундаментов опор мостов значения , приведенные в табл.9(7), следует: а) повышать (при расположении опор в водоеме) на величину, равную 1,5, где - удельный вес воды - 1 тс/м; - глубина слоя воды, м, считая от меженного уровня до уровня размыва при расчетном паводке; б) понижать при коэффициенте пористости грунта >0,6; при этом коэффициент понижения следует определять интерполяцией между значениями =1 при =0,6 и =0,6 при =1,1.
Примечание. Положения, предусмотренные п.5.10, относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление набивной сваи, сваи-оболочки и сваи-столба в грунт, принятый за основание их нижних концов, во всех случаях не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширенной пятой), сваи-оболочки и сваи-столба, но не менее 2 м. 5.11. Расчетное сопротивление , тс/м, грунтов под нижним концом не заполняемых бетоном свай-оболочек с грунтовым ядром, оставляемым на последнем этапе погружения на высоту 0,5 м и более (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт, принятый за основание концов сваи-оболочки), принимается по табл.1(1) настоящей главы с коэффициентом условий работы, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с поз.4 табл.3 настоящей главы, причем расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.

К п.5.10 и п.5.11. Настоящая глава СНиП дифференцированно подходит к двум качественно различным случаям погружения и работы в грунте свай-оболочек.

Первый случай предусматривает вибропогружение сваи-оболочки с полной выемкой грунта из ее полости. В этом случае в процессе погружения сваи-оболочки преимущественно производится опережающая выемка грунта, которая прекращается не менее чем за 2 м до достижения нижним концом сваи-оболочки проектной отметки. Затем погружение производится с удалением грунта из полости до уровня ножа или с оставлением грунтового сердечника на последней стадии погружения, после чего полость заполняется бетоном. Выемка грунта предотвращает образование грунтового ядра в полости сваи-оболочки и значительно облегчает ее погружение.

В результате происходит разуплотнение грунта под подошвой и снижение сил сопротивления грунта на боковой поверхности сваи-оболочки. Поэтому расчетные сопротивления под нижним концом свай-оболочек, погруженных с выемкой грунта из полости (п.5.9), предусматриваются меньшими в сравнении со значениями , принимаемыми для забивных свай, а для расчетных сопротивлений вводятся понижающие коэффициенты 1 [см. табл.7(5)].

Площадь опирания сваи-оболочки, заполняемой бетоном, принимается в формуле [14(10)] равной площади поперечного сечения брутто (по наружному диаметру) независимо от того, производится бетонирование полости от уровня ножа или от уровня верха грунтового сердечника, оставляемого на последнем этапе погружения.

Второй случай предусматривает погружение свай-оболочек (если позволяют грунтовые условия) вибрированием без выемки или с частичной выемкой грунта из полости и оставлением на последнем этапе погружения ненарушенного грунтового ядра высотой не менее двух диаметров сваи-оболочки.

Эта категория свай-оболочек по характеру работы в грунте на воспринятие вертикальных сжимающих нагрузок существенно отличается от свай-оболочек, погружаемых с полной выемкой грунта из полости, и приближается к забивным сваям.

При погружении сваи-оболочки без выемки грунта уплотняется как основание, примыкающее к боковой наружной и внутренней поверхностям сваи-оболочки, так и основание под ее нижним концом.

Частичная выемка грунта при погружении сваи-оболочки с грунтовым ядром производится для облегчения ее погружения только при прохождении наиболее плотных слоев грунта. При этом не допускается выемка грунта из полости до нижнего конца сваи-оболочки, так как это может вызвать разуплотнение грунтов под нижним концом и на боковой поверхности сваи.

В соответствии с изложенным в п.5.10, по существу, приравнивается работа сваи-оболочки с грунтовым ядром к работе забивных висячих свай, т.е. в расчете принимаются те же значения расчетных сопротивлений под нижним концом и на наружной боковой поверхности сваи , что и для забивных свай. Расчет несущей способности свай-оболочек с грунтовым ядром производится по формуле [14(10)], принимая в качестве площади опирания сваи по подошве - площадь кольцевого сечения сваи-оболочки, коэффициент =1, а значения и - по табл.1(1) и 2(2), п.5.5 с учетом способа погружения свай-оболочек согласно поз.4 табл.3(3).

В формулу [14(10)] не входит сопротивление сдвигу грунта ядра-сердечника на внутренней боковой поверхности сваи-оболочки, которое идет в запас несущей способности сваи-оболочки.

Расчет несущей способности сваи-оболочки с учетом сопротивления грунта на внутренней боковой поверхности сваи-оболочки рекомендуется производить в соответствии с прил.4.

Пример 14. Требуется определить несущую способность сваи-оболочки длиной 12 м, диаметром 1,2 м, погруженную с выемкой грунта из полости с последующим заполнением ее бетоном. Грунты, прорезаемые сваей-оболочкой, и их физико-механические характеристики приведены на рис.12.