- 10971 Просмотр
- Обсудить
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ
И СВАЙ-ОБОЛОЧЕК ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И СВАЙ-ОБОЛОЧЕК ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Несущая способность Ф, тс, сваи или сваи-оболочки после определения ее по результатам испытаний статической или динамической (ударной) нагрузкой, а также по данным статического зондирования грунта должна быть проверена расчетом на эксплуатационные нагрузки и воздействия по условию сопротивления материала сваи или сваи-оболочки в соответствии с п. 4.2 настоящей главы. Примечание. Требования настоящего раздела главы при определении несущей способности свай и свай-оболочек по результатам испытания их статической нагрузкой распространяются также на сваи-столбы. К п. 6.1 пояснений не требуется. Однако необходимо отметить, что в случае проектирования мостов при расчете свай и свай-оболочек по условию сопротивления материала следует также руководствоваться главой СНиП по проектированию мостов и труб. 6.2. Испытания свай и свай-оболочек статической и динамической нагрузками должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78. К п. 6.2. Испытания свай, не удовлетворяющие требованиям ГОСТ 5686-78, не могут быть использованы для определения несущей способности свай, так как методы оценки последней, излагаемые в настоящей главе СНиП, непосредственно увязаны с конкретной методикой испытаний, предусматриваемой этим ГОСТом. 6.3. Несущая способность Ф, тс, сваи и сваи-оболочки по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статической загрузками и по результатам их динамических испытаний определяется по формуле [26(15)] где т-коэффициент условий работы, принимаемый в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок т=1, а в случае выдергивающих нагрузок при глубине погружения сваи или сваи-оболочки в грунт на 4 м и более т=0,8 и при глубине погружения менее 4 м m=0,6 для всех видов зданий и сооружений, кроме опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент условии работы т принимается в соответствии с данными, приведенными в разделе 13 настоящей главы; Фнпр-нормативное значение предельного сопротивления сваи или сваи-оболочки, тс, определяемое в соответствии с указаниями пп. 6.4-6.7 настоящей главы: kг ¾ коэффициент безопасности по грунту, принимаемый по указаниям п. 6.4 настоящей главы. К п. 6.3. Определение несущей способности свай по результатам их испытаний должно вестись с учетом нарастания несущей способности сваи во времени в результате их «отдыха» после забивки. Минимальные сроки отдыха свай устанавливаются ГОСТ 5686-78. Если по результатам динамических испытаний будет установлено наличие нарастания несущей способности сваи после указанного минимального отдыха, а проведение дополнительных испытаний свай с обеспечением их более длительного отдыха окажется невозможным, то оценку несущей способности сваи Ф, тс, применительно к интересующему времени t по результатам кратковременных испытаний можно выполнить по формуле ; (27) где Фо-несущая способность сваи, определяемая на основании ее испытаний непосредственно после забивки, тс; Ф2-несущая способность сваи, определенная на основании ее испытаний после отдыха в течение времени t2, тc; А и В-коэффициенты, определяемые по формулам: ; , где Ф1-несущая способность сваи, определенная на основании ее испытаний после отдыха в течение времени t1. 6.4. В случае, если число свай или свай-оболочек, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее 6 шт., нормативное значение предельного сопротивления сваи или сваи-оболочки в формуле [26(15)] следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т. е. Фнпр=Фпр.мин, а коэффициент безопасности по грунту-kг=1. В случае, если число свай или свай-оболочек, испытанных в одинаковых условиях, составляет 6 шт. и более, величины Фнпр и kг следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлении свай Фпр, полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиями ГОСТ 20522-75, применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления. При этом для определения величины частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями п. 6.5 настоящей главы при вдавливающих нагрузках, п. 6.6-при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и п. 6.7-при динамических испытаниях. К п. 6.4. Статистической обработке могут подвергаться результаты статических и динамических испытаний, выполненных в пределах выделенных с одинаковыми инженерно-геологическими условиями участков. Если в пределах этих участков несущая способность какой-либо сваи будет отличаться от среднего значения более чем на 25 %, то обработка результатов должна производиться применительно к более мелким участкам строительной площадки. 6.5. Если нагрузка при статическом испытании свай или свай-оболочек на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки D без увеличения нагрузки (при D £ 20 мм), то эта нагрузка принимается за частное значение предельного сопротивления Фпр испытываемой сваи или сваи-оболочки. Во всех остальных случаях для фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов) за частное значение предельного сопротивления сваи или сваи-оболочки Фпр вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая или свая-оболочка получит осадку, равную D, определяемую по формуле D=x Sпр.ср, [28(16)] где Sпр.ср-предельно допускаемая величина средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, установленная в задании на проектирование или принимаемая для соответствующих зданий и сооружений по главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений; x-коэффициент перехода от предельно допускаемой величины средней осадки фундамента здания или сооружения Sпр.ср, заданной в проекте, к осадке сваи или сваи-оболочки, полученной при статических испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки. Величину коэффициента следует принимать x=0,2 в случаях, когда испытание сваи или сваи-оболочки производится при условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают грунты песчаные или глинистые с консистенцией от твердой до тугопластичной, а также за 2 ч, если под их нижним концом залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции. Величину коэффициента допускается уточнять по результатам наблюдений за осадками зданий, построенных на свайных фундаментах в аналогичных грунтовых условиях. Если осадка, определенная по формуле [28(16)], окажется D > 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи или сваи-оболочки Фпр следует принимать нагрузку, соответствующую D=40 мм. Для мостов за предельное сопротивление сваи или сваи-оболочки Фпр при вдавливающих нагрузках должна приниматься нагрузка на одну ступень меньше нагрузки, при которой вызывается: а) приращение осадки за одну ступень загружения (при общей величине осадки более 40 мм), превышающее в 5 раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения; б) осадка, не затухающая в течение одних суток и более (при общей величине ее более 40 мм). Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или большей 1,5 Ф (где Ф-несущая способность сваи или сваи-оболочки, подсчитанная по формулам [4(4)], [7(7)], [11(8)], [13(9)], [14(10)], [17(13)] и [18(14)] настоящей главы) осадка сваи или сваи-оболочки D при испытаниях окажется менее величины, определенной по формуле [28(16)], а для мостов менее 40 мм, то в этом случае за частное значение предельного сопротивления или сваи-оболочки Фпр допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях. Примечание. Ступени загружения при испытаниях свай или свай-оболочек статической вдавливающей нагрузкой должны назначаться в пределах 1/l0-1/15 от предполагаемого предельного сопротивления сваи или сваи-оболочки Фпр. К п. 6.5. Предельное сопротивление сваи или сваи-оболочки принимается равным нагрузке, вызывающей непрерывное возрастание ее осадки D, если это непрерывное возрастание начинается при D £ 20 мм и продолжается при больших осадках, которые, согласно ГОСТ 5686-78, должны быть не менее 40 мм. Формула [28(16)] для оценки несущей способности сваи по результатам их испытаний статической нагрузкой получена на основании сопоставления осадок одиночных свай с осадками этих свай в зданиях при одних и тех же нагрузках. Коэффициент перехода x от предельной величины средней осадки фундамента здания или сооружения к осадке сваи или сваи-оболочки, полученной при статических испытаниях, принят равным 0,2. При этом значении коэффициента осадка сваи в свайных фундаментах зданий или сооружений в процессе эксплуатации увеличится в среднем в 5 раз по сравнению с осадкой одиночных свай, полученной при испытании их статической нагрузкой. Такое увеличение осадки свай в свайных фундаментах обосновывается результатами наблюдений за осадками зданий, построенных на свайных фундаментах, и сопоставлением их с осадками одиночных свай, полученных при испытаниях. Значение коэффициента перехода от осадки сваи, полученной по данным испытаний, к осадке сваи от длительной нагрузки x=0,2 дано применительно к методике ГОСТ 5686-78. По мере накопления сравнительных данных наблюдений за осадками зданий и сооружений и осадками свай при испытаниях в разных грунтах коэффициент x, для ряда грунтов может быть уточнен в сторону повышения. В первую очередь такое уточнение необходимо производить для жилых и общественных зданий, строящихся на свайных фундаментах со сваями, расположенными в один ряд, а также зданий и сооружений на сваях-оболочках и набивных сваях с уширенными пятами, используемых часто благодаря своей большой несущей способности как одиночные. В указанных случаях коэффициент x, можно будет увеличить, поскольку сжимаемая толща при однорядном расположении свай и для одиночных свай, и для свай-оболочек будет мала. Аналогичная картина получается при установке колонны на одну сваю. В тех случаях, когда сваи опираются или заглублены в крупнообломочные грунты, крупные и средней крупности пески, а также в глинистые грунты твердой консистенции, осадка сваи при испытании может не достигнуть величины D=xSпр.ср вплоть до максимальной нагрузки, принятой при испытании. В этом случае за предельную нагрузку условно принимается нагрузка при испытании. Если максимальная нагрузка при испытании меньше 1,5Ф, где Ф-несущая способность сваи или сваи-оболочки, подсчитанная по формулам [4(4)], [7(7)], [11(8)], [13(9)], [14(10)], [17(13)] и [18(14)], испытание следует повторить. Пример 21. Требуется определить несущую способность свай по результатам испытаний статической вдавливающей нагрузкой для фундаментов многоэтажного здания с полным каркасом (железобетонные рамы без заполнения). График зависимости осадки свай от нагрузки, построенный по результатам статического испытания свай, дававшей наибольшие осадки от нагрузки по сравнению с пятью другими испытанными сваями, приведен на рис. 15. Испытание доведено до осадки меньшей, чем установленная по формуле [28(16)]. Решение. Для данного типа зданий предельная величина средней осадки фундамента, принимаемая по табл. 18 главы СНиП II-15-74, Sпр.ср=8 см. Величина осадки D=xSпр.ср=0,2 × 8,0=1,6 см больше осадки опытной сваи, поэтому за величину предельного сопротивления Фпр принимаем максимальную нагрузку, т.е. Фпр=85 тс. Несущая способность сваи по формуле [26(15)] равна: тс. Расчетная нагрузка на сваи назначается по указаниям п. 4.8. СНиП II-17-77. Пример 22. Требуется определить несущую способность свай по результатам испытаний статической вдавливающей нагрузкой для свайных фундаментов многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из крупных панелей и элеватора из сборных железобетонных конструкций. Рис. 15. График испытания свай статической нагрузкой Рис. 16. График испытания свай статической нагрузкой График зависимости осадки свай от нагрузки, построенный по результатам статического испытания сваи, дававшей наибольшие осадки от нагрузки по сравнению с двумя другими сваями, представлен на рис. 16. Решение. Для данных типов зданий предельная величина средней осадки фундамента, принимаемая по табл. 18 главы СНиП II-15-74, составляет: Sпр.ср=10 см для многоэтажного здания; Sпр.ср=30 см для элеватора. За предельное сопротивление свай Фпр для фундаментов многоэтажного здания принимается нагрузка, под действием которой испытываемая свая получила осадку, равную D, определяемую по формуле [28(16)]: D=xSпр.ср, где x=0,2; D=0,2 × 10=2 см. По величине этой осадки D на графике определяем предельное сопротивление сваи: Фпр=82 тс. Несущую способность определяем по формуле тс. Осадка D, определенная по формуле [28 (16)] для элеватора, равна: D=xSпр.ср=0,2 × 30=6 см и превышает осадку опытной сваи. В этом случае за предельное сопротивление Фпр принимаем максимальную нагрузку, равную Фпр=100 тс. Несущую способность определяем по формуле [26(15)]: тс. 6.6. При испытании свай или свай-оболочек статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой за частное значение предельного сопротивления Фпр (п. 6.4 настоящей главы) по графикам зависимости перемещений от нагрузок принимается такая нагрузка, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают. Примечание. Результаты статических испытаний свай или свай-оболочек на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетной нагрузки, которую можно допустить на сваю или сваю-оболочку из условия предельно допускаемых горизонтальных деформаций зданий и сооружений. В качестве такой нагрузки для зданий и сооружений (за исключением сооружений, особо чувствительных к горизонтальным деформациям) допускается принимать нагрузку, при которой величина горизонтального перемещения сваи или сваи-оболочки в уровне поверхности грунта при испытаниях, выполненных по ГОСТ 5686-78, оказывается равной предельно допускаемой величине, но не более 10 мм. К п. 6.6. При действии на сваи знакопеременных эксплуатационных горизонтальных нагрузок статические испытания свай могут по заданию проектной организации назначаться циклическими нагрузками, т. е. сваю подвергают многократному нагружению и разгрузке. Определение расчетных нагрузок по циклическому графику (рис. 17) ведется по кривой, проведенной по нижним точкам графика циклических перемещений, соответствующим моменту разгрузки. Нагрузка, соответствующая переходу от выпуклого участка кривой а к вогнутому участку кривой б, принимается за расчетное сопротивление Pг1 при циклическом загружении. 6.7. При динамических испытаниях забивных свай частное значение предельного сопротивления Фпр, тс (п. 6.4 настоящей главы), по данным их погружения, при фактических (измеренных) остаточных отказах еф ³ 0,002 м следует определять по формуле . [29(17)] Если фактический (измеренный) остаточный отказ еф < 0,002 м, то в проекте свайного фундамента следует предусмотреть применение для погружения свай молота с большей энергией удара, при которой остаточный отказ еф < 0,002 м, а в случае невозможности замены сваебойного оборудования и при наличии отказомеров частное значение предельного сопротивления сваи Фпр, тс, следует определять по формуле . [30(18)] Рис. 17. График циклических перемещений сваи В формулах [29 (17)] и [30(18)] приняты обозначения: n-коэффициент, принимаемый по табл. 15(10) в зависимости от материала сваи, тс/м2; F-площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м2; М-коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным М=1, а при вибропогружении свай-по табл. 16(11) в зависимости от вида грунта под их нижним концом; Эр-расчетная энергия удара молота, тс×м, принимаемая по табл. 17 (12), или расчётная энергия вибропогружателей-по табл. 18(13); еф-фактический остаточный отказ, равный величине погружения сваи от одного удара молота, а при применении вибропогружателей-от их работы в течение 1 мин, м; с-упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), определяемый с помощью отказомера, м; Qп-полный вес молота или вибропогружателя, тс; Q-вес ударной части молота, тс; e-коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай и свай-оболочек молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем e2=0,2, а при вибропогружении-e2=0; q-вес сваи и наголовника, тс; q1-вес подбабка (при вибропогружении свай q1=0), тс, q-коэффициент, 1/тс, определяемый по формуле . [31(19)] Здесь F, Q и q-обозначения те же. что и в формулах [29(17)] и [30(18]; nо и nб-коэффициенты перехода от динамического (включающего вязкое сопротивление грунта) к статическому сопротивлению грунта, принимаемые соответственно равными: для грунта под нижним концом сваи nо=0,0025 с×м/тс и для грунта на боковой поверхности сваи nб=0,25 с×м/тс; W-площадь боковой поверхности сваи, соприкасающейся с грунтом, м2; g-ускорение силы тяжести, принимаемое g=9,81 м/с2; Н-фактическая высота падения ударной части молота, м; h-высота первого отскока ударной части молота, принимаемая для дизель-молотов h=0,5 м, а для других видов молотов h=0. Примечания: 1. Значения Qn, Q, q и q1 принимаются в расчетных формулах без коэффициента перегрузки. 2. В случае расхождения более чем в 1,4 раза величин несущей способности свай, определенных по формулам [29 (17)]-[31 (19)], с несущей способностью, определенной расчетом в соответствии с требованиями раздела 5 настоящей главы (по результатам лабораторных определений физико-механических свойств грунтов), необходимо дополнительно проверить несущую способность свай по результатам статического зондирования. Таблица 15(10) Вид сваи Коэффициент п, тс/м2 1. Железобетонная свая с наголовником 150 2. Деревянная свая без подбабка 100 3. Деревянная свая с подбабком 80 Таблица 16(11) Вид грунта под нижним концом сваи Коэффициент М 1. Гравийные с песчаным заполнителем 1,3 2. Пески средней крупности, крупные средней плотности и супеси твердые 1,2 3. Пески мелкие средней плотности 1,1 4. Пески пылеватые средней плотности 1 5. Супеси пластичные, суглинки и глины твердые 0,9 6. Суглинки и глины полутвердые 0,8 7. Суглинки и глины тугопластичные 0,7 Примечание. При плотных песках значения коэффициента М в поз. 2-4 табл. 16(11) следует повышать на 60 %, при наличии материалов статического зондирования-на 100 %. Таблица 17(12) Тип молота Расчетная энергия удара молота Эp, тс м 1. Подвесной или одиночного действия QH 2. Трубчатый дизель-молот 0,9QH 3. Штанговый дизель-молот 0,4QH 4. Дизельный при контрольной добивке одиночными ударами Q(H-h) Примечание. В поз. 4 h-высота первого отскока ударной части дизель-молота от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке, м. Для предварительных расчетов допускается принимать: для штанговых молотов h=0,6 м, а для трубчатых молотов h=0,4 м. Таблица 18(13) Возмущающая сила вибропогружателей, те 10 20 30 40 50 60 70 80 Эквивалентная расчетная энергия удара вибропогружателя, Эр, тc×м 4,5 9 13 17,5 22 26,5 31 35 К п. 6.7. Динамические испытания свай могут производиться на стадии изысканий совместно со статическими испытаниями для оценки несущей способности свай и в процессе производства работ по погружению свай для контроля качества их выполнения в соответствии с главой СНиП II1-9-74 «Основания и фундаменты». В проекте свайных фундаментов должны быть указаны сваи, подлежащие контрольной добивке, в количестве, предусматриваемом ГОСТ 5686-78. В формулах [29(17)] и [31(19)] при сплошных квадратных и прямоугольных сваях, а также при полых круглых сваях с закрытым нижним концом и квадратных сваях с круглой полостью площадь поперечного сечения сваи F принимается равной полной площади поперечного сечения брутто, ограниченной наружным периметром ствола сваи. Величины отказов надлежит вычислять с учетом условий забивки свай. При забивке свай через грунт, подлежащий удалению при последующей откопке котлована, или через грунт дна реки величину необходимого отказа сваи следует определять исходя из несущей способности сваи Ф, определенной по формулам [1(1)] и [7(7)], с учетом сопротивления на боковой поверхности сваи на участке неудаленного или подверженного возможному размыву грунта. Динамические испытания следует производить в соответствии с ГОСТ 5686-78. Для определения несущей способности сваи при добивке необходимо брать действительную энергию удара, причем испытания свай дизель-молотом, как правило, нужно вести одиночными ударами без подачи топлива. Действительную энергию удара дизель-молота при подаче топлива можно определить по формуле , (32) где Q-вес ударной части молота, тс; Н-фактическая высота подъема ударной части, м; ра-атмосферное давление, тс/м2; Fц-площадь поперечного сечения цилиндра, м2; Нр-рабочий ход цилиндра или поршня, м; с-упругий отказ сваи, измеряемый отказомером, м; е-остаточный отказ сваи, м: y и v-коэффициенты; для трубчатых дизель-молотов y=8, v=4,5 и для штанговых дизель-молотов y=10, v=5,8. Расчетные технические характеристики дизель-молотов приведены в табл. 19. Таблица 19 Тип дизель-молотов Вес ударной части Q, тс Диаметр цилиндра, см Площадь цилиндра Fц, м2 Рабочий ход Нр, м Наибольшая высота подъема ударной части, м С-254 0,6 20 0,0314 0,38 1,77 С-222 1,2 25 0,0491 0,48 1,79 С-268 1,8 29 0,066 0,515 2,1 С-330 2,5 32 0,08 0,5 2,6 С-994 С-857 0,6 23,5 0,0434 0,28 3 С-995 С-858 1,2 30 0,0705 0,32 3 С-996 С-859 1,8 34,5 0,093 0,37 3 С-1047 С-949 2,5 40 0,126 0,37 3 С-1048 С-954 3,5 47 0,174 0,375 3 С-54 С-974 5 55 0,237 0,42 3 Ур-500 0,5 21 0,9346 0,27 2,27 Ур-1250 1,25 30 0,0705 0,3 3,31 Для оценки неоднородности грунтовых условий в пределах строительной площадки по данным динамических испытаний ориентировочную величину несущей способности свай длиной от 5 до 12 м, сечением 300 ´ 300 мм в зависимости от остаточных отказов и типа молота можно определять по таблицам прил. 5. Пример 23. Требуется определить несущую способность забивной сваи сечением 300´300 мм с круглой полостью диаметром 160 мм и длиной 6 м, забитой в слабые глинистые грунты мягкопластичной консистенции на глубину 5 м. Динамические испытания через 10 дней «отдыха» сваи после забивки выполнены с помощью дизель-молота типа С-222 с весом ударной части Q=1,2 тс. Общий вес дизель-молота с учетом стационарной части 2.2 т. Испытание производилось путем сбрасывания ударной части дизель-молота без подачи топлива с высоты 1,65 м, при этом величина первого отскока ударной части от воздушной подушки составила по измерению мерной рейкой в среднем 0,5 м. При испытаниях измерялся остаточный отказ е и упругий отказ с сваи с помощью отказомера. Средняя величина отказов от второго, третьего и четвертого ударов (первый удар произведен для обмятия прокладки наголовника и в расчет не вводится) составила е=0,15 см, с=0,5 см. Поскольку при испытаниях получен остаточный отказ меньше 2 мм, а также учитывая, что испытание проведено в слабых глинистых грунтах после «отдыха» сваи, определение предельного сопротивления сваи Фпр производим по формуле [30(18)], учитывающей упругий отказ. В соответствии с условием задачи имеем следующие расчетные данные: е=0,15 см; с=0,5 см; Q=1,2 тс; H-h=165-50=115 см; F=0,3×0,3=0,09 м2; W=4×0,3×5=6м2. Вес сваи, наголовника и стационарной части молота q=1 + (2,2 ¾ 1,2)=2 тc. Определяем коэффициент q по формуле [31 (19): = =0,25×6,94×10-2×0,375» 0,03 1/тс. Предельное сопротивление сваи Фпр по формуле [30 (18)] равно: 16,7×1,23¾ 1 » 55 тс. 6.8. Несущую способность Ф, тс, забивной висячей сваи и винтовой сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам статического зондирования грунта следует определять по формуле , [33(20)] где т-коэффициент условий работы, принимаемый т=1 для забивных свай; п-число точек зондирования; Ф3-частное значение предельного сопротивления сваи, тс, в точке зондирования, определяемое в соответствии с требованиями п. 6.9 настоящей главы; kг-коэффициент безопасности по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельного сопротивления сваи Ф3 в точках зондирования и числа этих точек при значении доверительной вероятности a=0,95 в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-75. К п. 6.8. Методика расчета несущей способности забивной висячей сваи по данным статического зондирования грунта в п точках приводится в примере. Пример 24. Требуется определить несущую способность Ф сваи по частным значениям ее предельного сопротивления Ф3i, рассчитанным по результатам статического зондирования грунта в пяти точках, а именно: 40,2 тс, 48,1 тс, 43,4 тс, 34,3 тс и 35,5 тс. Решение. В соответствии с ГОСТ 20522-75 имеем: (40,2 + 48,1 + 43,4 + - + 34,3 + 35,5)=40,3 тс; ; ; ; тс, где — среднее арифметическое частных значений Ф3i, тс; s-среднее квадратическое отклонение частных значений Ф3i от их среднего арифметического, тс; V-коэффициент вариации; r-показатель точности оценки среднего значения ; ta-коэффициент, принимаемый по табл. 2 прил. 1 ГОСТ 20522-75 при односторонней доверительной вероятности a=0,95 и числе степеней свободы k=n-1=5-1=4; kг-коэффициент безопасности по грунту; Ф-несущая способность сваи, тс. 6.9. Частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования Ф3, тс, должно определяться по формуле Ф3=R3 F + fhu, [34(21)] где R3-сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи или под лопастью винтовой сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, тс/м2; F-площадь поперечного сечения забивной сваи или проекция рабочей площади лопасти винтовой сваи, т. е. в случае ее работы на выдергивающую нагрузку, за вычетом площади сечения ствола, м2; f-сопротивление грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, тс/м2; h-глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м*; и-периметр поперечного сечения ствола сваи, м. * При винтовых сваях величина h в формуле [34 (21)] принимается уменьшенной на величину диаметра лопасти. Сопротивление грунта под нижним концом сваи R3, тс/м2, по данным результатов зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле R3=b1 q3, [35(22)] где b1 -коэффициент, принимаемый: при зондировании установками типа С-979, фиксирующими общее сопротивление грунта на боковой поверхности зонда, по табл. 20(14); при зондировании установками типа С-832, фиксирующими удельное сопротивление грунта на боковой поверхности зонда вблизи его наконечника, равным 0,5; q3-среднее значение сопротивления грунта, тс/м2, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и 4d ниже отметки острия проектируемой сваи (где d-диаметр круглого или сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м), а для винтовой сваи-среднее значение сопротивления прониканию наконечника в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Сопротивление грунта на боковой поверхности сваи f, тс/м2, по данным результатов зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять: а) при зондировании установками типа С-979-по формуле f=b2 f3; [36(23)] б) при зондировании установками типа С-832-по формуле , [37(24)] где b2 и bi-коэффициенты, принимаемые по табл. 20(14); f3-среднее значение удельного сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, тс/м2, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое; f3i-среднее удельное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, тс/м2; li-толщина i-го слоя грунта, м; h-то же, что и в формуле [34(21)]. К п. 6.9. Методика определения частного значения предельного сопротивления сваи Ф3, погруженной в точке зондирования, дана в примере 25. Пример 25. Требуется определить частное значение предельного сопротивления Ф3 сваи сечением 0,3´0,3 м, длиной 10 м, забитой в грунт в точке зондирования на глубину 6 м. График статического зондирования установкой С-979, совмещенный с инженерно-геологической колонкой, представлен на рис. 18. Условные обозначения: · ¾ место отбора пробы грунта нарушенной структуры ¾ место отбора пробы грунта ненарушенной структуры Pиc. 18. График статического зондирования Решение. Определение Ф3 производим в следующем порядке: а) на графике статического зондирования выделяем интервал глубин в пределах одного диаметра d выше и 4d ниже отметки острия проектируемой сваи и для него определяем среднее значение сопротивления грунта прониканию наконечника зонда: = 1400 тс/м2, где Fq-площадь эпюры рq в пределах выделенного интервала глубин; б) сопротивление грунта под нижним концом сваи, тс/м2, подсчитываем по формуле [35(22)]: R3=b1 q3=0,38×1400=518 тс/м2, где b1-коэффициент, принимаемый: при зондировании установками типа С-979 по табл. 20(14), при зондировании установками типа С-832 равным 0,5; в) сопротивление грунта по боковой поверхности сваи f по результатам зондирования установками типа С-979 к С-832 определяется различно, а именно: установки типа С-979. По графику зондирования находим суммарное сопротивление сил трения грунта по боковой поверхности зонда РQ, тс, замеренное в момент погружения конуса зонда до уровня отметки торца проектируемой сваи, и по нему-среднее значение удельного сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, тс/м2: , где u3=p×0,0356=0,112 м-периметр поперечного сечения зонда. Сопротивление грунта по боковой поверхности сваи f, тс/м2, определяется по формуле [36(23)]: f=b2 f3=0,9×4,77=4,3, где b2-коэффициент, принимаемый по табл. 20(14); установки типа С-832. По графику зондирования толщу грунта в пределах предполагаемой глубины h погружения проектируемой сваи разбиваем на характерные i-e слои толщиной не более 1 м с примерно одинаковым значением удельного сопротивления грунта f3i на боковой поверхности зонда (муфте трения): для каждого из них определяется глубина расположения hi середины этого слоя, значение коэффициента bi по табл. 20(14) и по ним подсчитывается значение f для сваи в целом по формуле . Для упрощения вычислений рекомендуется график, представленный на рис. 19. При глубине hi ³ 3 м значение произведения bif3i определяется непосредственно по графику. Поскольку при h > 3 м необходима интерполяция значения bi по глубине, достаточно выполнить следующее построение. По величине b3i находим две вспомогательные точки, соответствующие глубинам 3 м и h. Прикладываем к ним линейку и в точке пересечения с уровнем hi находим искомое значение bif3i. Совокупность этих значений bif3i дает эпюру сил трения по стволу сваи; Таблица 20(14) Коэффициент b1 перехода от q3 к R3 при зондировании установкой С-979 Коэффициент b2 перехода Коэффициент bi перехода от f3i к f при глубине i-го слоя грунта, м q3, тс/м2 для забивных свай для винтовых свай-при нагрузках f3, f3i, тс/м2 от f3 к f 1 2 3 h сжимающих выдергивающих £250 0,8 0,45 0,38 £2 1,5 0,5 0,53 0,57 0,6 500 0,65 0,32 0,27 4 1 0,21 0,33 0,44 0,55 750 0,55 0,26 0,22 6 0,75 0,17 0,27 0,39 0,5 1000 0,45 0,23 0,19 8 0,6 0,15 0,24 0,37 0,5 1500 0,35 ¾ ¾ 10 0,5 0,14 0,22 0,36 0,5 ³2000 0,3 - - ³12 — 0,12 0,2 0,35 0,5 Примечания: 1. При глубине расположения слоя от 3 м до h значение коэффициента bi определяется интерполяцией, где h-обозначение то же, что и в формуле [34(21)]. 2. Для винтовых свай в песчаных грунтах, насыщенных водой, значения коэффициентов перехода bi должны быть уменьшены в 2 раза. г) частное значение предельного сопротивления сваи подсчитываем по формуле Ф3=R3 F + fhu=518×0,09 + 43×6×1,2=77,6 тс, где и-периметр поперечного сечения сваи, м; F-площадь поперечного сечения сваи, м2. При зондировании установкой С-832 в грунтовых условиях, для которых недостаточно изучен вопрос о влиянии скорости погружения зонда на получаемые результаты, параллельно с зондированием по методике ГОСТ 20069-74 может применяться зондирование «со стабилизацией», когда вдавливание зонда происходит только под действием воздушного демпфера и сопровождается снижением скорости вдавливания до нуля. При этом следует использовать значения коэффициентов b1 и bi, представленные в табл. 21. Таблица 21 q3, тс/м2 b1 f3, тс/м2 Коэффициент bi перехода от f3i к f при глубине i-го слоя грунта, м 1 2 3 h £200 1 £2 1 1 1 1 500 0,8 4 0,26 0,56 0,75 1 750 0,65 6 0,22 0,44 0,67 1 1000 0,55 8 0,2 0,38 0,58 1 1500 0,4 10 0,18 0,35 0,52 1 ³2000 0,3 ³12 0,16 0,32 0,48 1 Рис. 19. График зависимости bif3i=f(h)
Теги
Похожие материалы
Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.