ГОСТ Р 59995-2022 (ИСО 19901-4:2016) Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Геотехнические и расчетные аспекты проектирования фундаментов

     8.4 Реакция грунта при сжимающей нагрузке на сваю

8.4.1 График t-z зависимости удельного трения на боковой поверхности от глубины

Соотношение между достигнутой величиной трения на границе "грунт-свая" и локальным перемещением сваи на заданной глубине можно описать, используя график вида t-z. Известны различные эмпирические и теоретические методы, пригодные для построения зависимости силы трения на боковой поверхности сваи от ее перемещения в продольном направлении, называемой графиком t-z [см. А.8.4.1 (приложение А)].

В расчетах допускается использование соответствующих графиков, построенных на основе результатов натурных испытаний по нагружению свай для оснований с характерными геологическими разрезами или на основе лабораторных испытаний, моделирующих установку свай в грунте. При отсутствии более определенных данных для некарбонатных грунтов рекомендуется использовать графики t-z, представленные на рисунке 3.

     1 - песок: ; 2 - глина: ; 3 - глина: ; 4 - глина и песок; z - локальное продольное перемещение сваи; - перемещение, соответствующее максимальному значению удельного поверхностного трения на границе "грунт-свая"; D - наружный диаметр сваи; t - достигнутое значение удельного поверхностного трения (в единицах напряжения) на границе "грунт-свая"; максимальное значение удельного поверхностного трения на границе "грунт-свая", вычисленное согласно 8.1 (в единицах напряжения); - удельное значение остаточного поверхностного трения (в единицах напряжения); - продольное смещение сваи, при котором достигается остаточное поверхностное трение на границе "грунт-свая"

     Рисунок 3 - Типичные графики t-z зависимости трения при сдвиге сваи от ее продольного перемещения

Для стандартных расчетов рекомендуется использовать характерное значение , равное 1% наружного диаметра сваи (т.е. 0,01). Однако имеет место значительная неопределенность в части этой величины, и значения в диапазоне 0,25%-2,0% от диаметра сваи могут оказаться наиболее подходящими в случаях, когда при расчетах сваи значение продольной податливости играет существенную роль.

При перемещениях, существенно превышающих значение, при котором достигается , как это показано на рисунке 3, форма кривой t-z должна быть тщательно проанализирована. Значения показателя остаточного трения и продольное перемещение сваи , при котором оно достигается, являются функциями зависимости "напряжение-деформация", описывающей поведение грунта, истории нагружения, метода строительства свай, последовательности приложения нагрузок на сваю и других факторов. Типичные значения для глинистых грунтов находятся в диапазоне 0,70-0,90, при этом лабораторные, натурные и/или модельные испытания по нагружению свай могут предоставить ценную информацию для определения более точных значений и для различных грунтов.

Можно ожидать, что для длинных свай, которые обладают значимой продольной податливостью, а также для грунтов, демонстрирующих деформационное разуплотнение, значения удельного поверхностного трения при заданных продольных перемещениях окажутся более низкими по сравнению с теми, которые могут быть вычислены по формулам (21)-(23). В такой ситуации результирующая несущая способность сваи при вертикальной нагрузке будет меньше значения, вычисленного на основе описанных методов, применяемых для расчета нормативной продольной несущей способности, поэтому указанный фактор деградации трения необходимо учесть в явной форме [см. также А.8.1.3.2.4 и А.8.4.1 (приложение А)].

8.4.2 График Q-z зависимости лобового сопротивления от заглубления

Зависимость между достигнутым значением лобового сопротивления сваи и продольным перемещением нижнего конца сваи описывается с использованием графика Q-z.

Нормативное значение несущей способности сваи необходимо определять в соответствии с 8.1. При этом требуется достаточно большое перемещение нижнего конца сваи для достижения полного значения лобового сопротивления. Полная мобилизация несущей способности сваи по торцевой поверхности в песчаных и глинистых грунтах реализуется, когда перемещение конца сваи составляет порядка 10% от диаметра сваи. При отсутствии более определенных данных рекомендуется использовать кривую, показанную на рисунке 4, и для песков, и для глин.