- 10779 Просмотров
- Обсудить
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА СВАЙНЫХ
ФУНДАМЕНТОВ В НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ
ФУНДАМЕНТОВ В НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ
10.1. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах допускается предусматривать как полную прорезку сваями и сваями-оболочками всей толщи набухающих грунтов (с опиранием их нижнего конца на ненабухающие грунты), так и частичную их прорезку (с опиранием нижних концов свай и свай-оболочек непосредственно в толще набухающих грунтов). К п. 10.1. Длина свай при их устройстве в набухающих грунтах определяется исходя из величин действующих нагрузок. В том случае, когда по этому условию нет необходимости прорезать всю зону набухания грунта (или слой набухающего грунта, если его толщина менее зоны набухания грунта), допускается оставлять нижние концы свай в набухающих грунтах. 10.2. Для площадок, сложенных набухающими грунтами, кроме требований, предъявляемых к инженерным изысканиям для проектирования свайных фундаментов, изложенных в разделе 3 настоящей главы, должны также выполняться следующие дополнительные указания: а) на вновь застраиваемых площадках должны быть обязательно проведены статические испытания свай, свай-штампов или свай-оболочек с замачиванием и определение величины полного подъема поверхности грунта при набухании Dп; б) статические испытания необходимо начинать с загружения сваи, сваи-штампа или сваи-оболочки, погруженных в грунт природной влажности, до нагрузки, равной предполагаемой расчетной нагрузке на сваю, сваю-штамп или сваю-оболочку. После нагружения должны быть проведены замачивание грунта и наблюдения за перемещением сваи, сваи-штампа или сваи-оболочки; в) с завершением процесса набухания грунта испытания свай, свай-штампов или свай-оболочек должны быть проведены по методике, принятой для обычных ненабухающих грунтов. Примечание. Процесс набухания при испытаниях должен считаться завершенным, когда фактическая величина подъема поверхности грунта составляет не менее 0,9 полной величины набухания Dп. К п. 10.2. Испытание свай производится с целью определения несущей способности и возможной величины подъема в случае набухания грунта. Величина нагрузки на сваю в соответствии с п. 4,3 не должна превышать ее несущую способность. При испытании свай с замачиванием грунта под расчетной нагрузкой подразумевается минимальная нагрузка, определяемая из основного сочетания расчетных нагрузок с коэффициентом перегрузки, равным единице, передаваемая на сваю в процессе ее эксплуатации. При определении подъема свай площадь замачивания поверхности грунта должна быть не менее 150 м2. В этом случае целесообразно определить подъем ненагруженной сваи, а также послойные перемещения слоев грунта по глубине и подъем поверхности. На основе испытания свай на вдавливающую нагрузку в набухшем грунте определяется несущая способность свай, которая учитывается в расчете по предельным состояниям первой группы. Методика назначения несущей способности принимается в соответствии с п. 6.3 настоящей главы. Целесообразно проведение испытаний свай-штампов с целью определения расчетного сопротивления набухших грунтов по боковой поверхности и под нижними концами. Проведение испытания позволяет установить фактический коэффициент условий работы (п. 10.4) в зависимости от глубины слоя. Определение несущей способности свай в набухающих грунтах по данным динамических испытаний не допускается. 10.3. Расчет свайных фундаментов в набухающих грунтах следует производить по предельным состояниям двух групп в соответствии с требованиями, приведенными в разделах 4-7 настоящей главы. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по предельным состояниям второй группы должен также выполняться дополнительный расчет по определению подъема свай при набухании грунта в соответствии с требованиями пп. 10.5 и 10.7 настоящей главы. К п. 10.3. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах производится расчет по деформациям, включающий определение осадки под действием внешней нагрузки и подъема за счет набухания грунта. При определении ширины условного фундамента принимаются значения угла внутреннего трения отдельных слоев набухшего грунта под действием нагрузки, равной бытовой, действующей в середине рассматриваемого слоя. При однородных набухающих грунтах допускается принимать значение угла внутреннего трения, определенного для замоченного грунта при давлении, равном р=g, где h-толщина слоя набухающего грунта. 10.4. При расчете свайных фундаментов в набухающих грунтах по предельным состояниям первой группы-по несущей способности-величина расчетных сопротивлений набухающих грунтов под нижним концом R и на боковой поверхности f сваи или сваи-оболочки должна приниматься на основании результатов статических испытаний свай, свай-штампов или свай-оболочек в набухающих грунтах с замачиванием на строительной площадке или на прилегающих к ней территориях, имеющих аналогичные грунты. При отсутствии ко времени проектирования свайных фундаментов результатов указанных статических испытаний свай, свай-штампов или свай-оболочек расчетное сопротивление набухающих грунтов под нижними концами R и на боковой поверхности f свай и свай-оболочек диаметром менее 1 м допускается принимать по табл. 1, 2 и 7 настоящей главы как для ненабухающих грунтов с введением дополнительного коэффициента условий работы грунта тн=0,5, учитываемого независимо от других коэффициентов условий работы, приведенных в табл. 3 и 5 настоящей главы. К п. 10.4. Введение дополнительного коэффициента условий работы для свай диаметром менее 1 м. тн=0,5 обусловлено тем, что в процессе набухания происходит разуплотнение грунта и снижение прочностных характеристик, вследствие чего при больших вертикальных нагрузках в случае замачивания возможно проявление осадок провального характера. В случае применения набивных свай диаметром более 1 м и свай с уширением расчетное сопротивление набухающих грунтов на боковой поверхности принимается как для свай диаметром менее 1 м. При большем диаметре набивных свай, в том числе с уширением, расчетное сопротивление под нижним концом принимается с понижающим коэффициентом, устанавливаемым на основании сопоставления расчетных данных с данными статических испытаний. При отсутствии данных статических испытаний коэффициент условий работы можно ориентировочно принимать при давлении набухания. Пример 35. Требуется определить несущую способность забивной железобетонной сваи сечением 30´30 см, погруженной без лидерной скважины на глубину 5 м в слой хвалынской глины с консистенцией IL=0,2, набухающей при увлажнении. Решение. Несущая способность сваи Ф, тc, определяется по формуле [7(7)] с введением коэффициента условий работы mн: Ф=т (тR тн RF + иSтf тн fi li)= =1 (1×0,5×400×0,09 + 1,2×1×0,5×4,5×5)=31,5 тс. Расчетная нагрузка N, тс, передаваемая на сваю, определяется по формуле 1(1): тс 10.5. Величину подъема Dс забивных свай, погруженных в предварительно пробуренные скважины (лидеры), набивных свай без уширения, а также свай-оболочек, не прорезающих набухающую зону грунтов, следует определять по формуле [76(29)] где Dп-подъем поверхности набухающего грунта, м; Dк-подъем слоя грунта в уровне заложения нижнего конца сваи (в случае прорезки набухающего грунта Dк=0), м; W и w-коэффициенты, определяемые по табл. 28(15); при этом W зависит от показателя a, 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 ¾ периметр сваи, м; N-расчетная нагрузка на сваю, определенная с учетом коэффициента перегрузки п=1, тс. Таблица 28(15) Глубина погружения Коэффициент W при значениях a, м-1 Коэффициент w2/тс свай, м 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 3 0,72 0,62 0,53 0,46 0,4 ¾ 4 0,64 0,53 0,44 0,36 0,31 15 5 0,59 0,46 0,36 0,29 0,24 11 6 0,53 0,4 0,31 0,24 0,19 7 7 0,48 0,35 0,26 0,2 0,15 5 8 0,44 0,31 0,22 0,17 0,13 4 9 0,4 0,27 0,19 0,14 0,11 3 10 0,37 0,24 0,17 0,12 0,09 2,5 11 0,34 0,21 0,15 0,1 0,08 2 12 0,31 0,19 0,13 0,09 0,07 1,5 Примечание. Допускаемые величины подъема сооружений, а также величину подъема поверхности набухающего грунта Dп и подъема слоя грунта в уровне расположения нижних концов свай Dк следует определять в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений. К п. 10.5. При расчете забивных свай, погружаемых в набухающие грунты без применения лидера, за расчетную нагрузку принимается возможная нагрузка, передаваемая на сваю в процессе эксплуатации. При расчете величины подъема свай все нагрузки, передаваемые на сваю, погруженную в набухающие грунты, считаются длительными. 10.6. При прорезке сваями набухающих слоев грунтов и заглублении их в ненабухающие грунты подъем свайного фундамента будет практически исключен при соблюдении условия [77(30)] где N-расчетная нагрузка на сваю, тс, определенная с коэффициентом перегрузки п=1, включая собственный вес сваи или сваи-оболочки; Т-равнодействующая расчетных сил подъема, тс, действующих на боковой поверхности сваи или сваи-оболочки, определяемая по результатам их полевых испытаний в набухающих грунтах или определяемая с использованием данных табл. 2 (2) настоящей главы с учетом коэффициента перегрузки для сил набухания грунта п=1,2; Ф-несущая способность, тс, участка сваи, расположенного в ненабухающем грунте, при действии выдергивающих нагрузок; kн-обозначение то же, что и в формуле 1 (1). К п. 10.6. В отдельных случаях целесообразно при небольшой толщине слоя набухающего грунта осуществить их прорезку и заглубить сваи в подстилающие грунты, если последние оказываются достаточно надежными. В этом случае под расчетной нагрузкой подразумевается наименьшая возможная нагрузка (см. пояснения к п. 10.5). Пример 36. Требуется определить необходимую глубину заглубления железобетонной сваи сечением 30´30 см в ненабухающий грунт, при которой отсутствует ее подъем в случае замачивания грунта. Свая прорезает слой набухающей глины толщиной 5 м. Глина имеет твердую консистенцию. Наименьшая расчетная нагрузка, передаваемая на сваю в процессе эксплуатации, составляет 25 тс. Набухающую глину подстилает слой пылеватого песка толщиной 7 м. Грунтовые воды на площадке отсутствуют. Решение. Из формулы 77 (30) определим несущую способность участка сваи, заглубленного в слой пылеватого песка, на выдергивающую нагрузку: Специальных исследований по определению сил выпора не производилось, поэтому равнодействующую этих сил определяем аналитическим путем: T=u lн fн n, где u-периметр сваи, м; lн-длина сваи в пределах слоя набухающих глин, м; fн-расчетное сопротивление набухающего грунта на боковой поверхности сваи, тс/м2, принимаемое по табл. 2(2) для характеристик грунта природного состояния без введения дополнительных коэффициентов; п-коэффициент, равный 1,2; Т=1,2×5×4,5×1,2×32,4 тс; Р=32,4-25=7,4 тс. Глубина погружения сваи в пылеватые пески определяется по формуле где Р-разность между силой выпора и минимальной расчетной нагрузкой, передаваемой на сваю, тc; kГ-коэффициент безопасности по грунту, принимаемый равным 1,4; m-коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,6; и-периметр сваи, м; fн-расчетное сопротивление пылеватого песка на боковой поверхности сваи, тс/м2. Принимаем глубину погружения сваи в пылеватые пески равной 4 м: Несущая способность такой сваи на сжимающую нагрузку равна: Ф=т (тR RF + uSmf тн fi li)= =1[1×120×0,09+1,2 (1×4×6×0,5×5+2,8×5)]=40,6 тс. Расчетная нагрузка N, тс, передаваемая на сваю, равна: тс. 10.7. Величина подъема свай диаметром более 1 м, не прорезающих набухающие слои грунта, должна определяться как для обычного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений. При этом подъем сваи с уширением должен определяться при действии нагрузки Nу, равной Ny=N + gII uгр-T, [(78(31)] где N и Т-обозначения те же, что и в формуле (77(30)]; gII-расчетное значение объемного веса грунта, тс/м3; uгр-объем грунта, препятствующий подъему сваи, м3, принимаемый равным объему грунта в пределах расширяющегося усеченного конуса высотой Н с нижним (меньшим) диаметром, равным диаметру уширения D, и верхним диаметром Dв=H + D (здесь Н-расстояние от природной поверхности грунта до середины уширения сваи). К п. 10.7. Требования настоящего пункта распространяются на сваи, общая длина которых от поверхности грунта не превышает 4 м. При большей длине буронабивных свай, в том числе и с уширением, диаметром 1 м необходимо учитывать развитие касательных сил выпора по боковой поверхности ствола. Для свай с уширением длиной 8 м и более объем грунта, препятствующий подъему, принимается равным объему грунта в пределах цилиндра высотой Н и диаметром, равным диаметру уширения. 10.8. При проектировании свайных фундаментов в набухающих грунтах между поверхностью грунта и нижней плоскостью ростверка должен быть предусмотрен зазор размером, равным или более максимальной величины подъема грунта при его набухании. Примечание. При толщине слоя набухающего грунта менее 12 м допускается устраивать ростверк, опирающийся непосредственно на грунт, при соблюдении расчетного условия [77 (30)]. К п. 10.8. При устройстве низкого ростверка необходимо обеспечить надежную анкеровку свай с ростверком, так как при набухании грунта возможен его отрыв от свай. В этом случае такую конструкцию следует рассматривать как фундамент на естественном основании, в котором сваи выполняют роль анкеров, препятствующих подъему фундамента при набухании грунта. Одновременно необходимо учитывать работу свай на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок.
Теги
Похожие материалы
Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.