Буронабивные сваи пособие по проектированию

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И ОПОР-КОЛОНН

    Игорь Бехтеев 2 лет назад Просмотров:

1 НИИСП ГОССТРОЯ УССР РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И ОПОР-КОЛОНН КИЕВ 1991 Одобрено Научно-техническим советом Госстроя УССР и рекомендовано к внедрению (протокол 7 от ) Приведены прогрессивные нормы проектирования и технологические требования по возведению современных фундаментов и инженерных сооружений с применением буронабивных свай и буровых опор-колонн. Разработало в развитие и дополнение. Указаний по проектированию, устройству и приемке фундаментов ил буронабивных свай (РСН ) и Инструкции по проектированию и устройству фундаментов типа буровая опора-колонна (РСН ). Для инженерно-технических работников научноисследовательских, проектных, специализированных строительных организации и студентов старших курсов. Разработано НИИСП Госстроя УССР (кандидаты техн. наук Д.А. Романов, С.В. Романов. В.Д. Романов, П.П. Лычев, инженеры А.И. Велигура и В.В. Хоход) и НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Н.С. Метелюк и В.Г. Абросимов) при участии ВНИИОПС Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Б.В. Бахолдин), института Укрспецстройпроект Минмонтажспецстроя УССР (кандидаты техн. наук В.Е. Коваль и В.Л. Оперштейн), трестов Укрбурвод (инженеры С.С. Шевандин и Р.А. Ярощук) и Укргидроспецфундаментстрой НПО Укргадроспецстрой Минмонтажспецстроя УССР (инженеры В.С. Казаков и В.Н. Новицкий). Под общей редакцией канд. тех. наук, заслуженного строителя УССР Д.А. Романова. СОДЕРЖАНИЕ 1

2 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2. ВИДЫ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И БУРОВЫХ ОПОР- КОЛОНН. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 3. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ СВАЙ 4. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 5. РАСЧЕТ СВАЙ И ОПОР ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ ПЕРВОЙ ГРУППЫ (ПРОЧНОСТИ) Расчетная нагрузка по материалу ствола Расчет нагрузки на сваю по сопротивлению грунта основания Условия определения расчетных нагрузок, допустимых на сваи (опоры), прорезающие просадочные грунты 6. РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И ИХ ОСНОВАНИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ ВТОРОЙ ГРУППЫ (ДЕФОРМАЦИИ) 7. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СВАЙНЫХ РОСТВЕРКОВ 8. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ Общие требования Устройство буронабивных свай (опор) сухим способом Устройство набивных свай с плоской уширенной пятой в вытрамбованных скважинах Устройство буронабивных свай с применением глинистого раствора вблизи существующих зданий Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы /ВПТ/ Устройство свай /опор/ с применением трубчатых оболочек 2

3 Устройство глубоких буровых опор с применением станков типа Супер-ЕДФ и 20-ТН Устройство свай с камуфлетной пятой Случайные дефекты и способы их устранения Устройство буровых опор с корневидным основанием Устройство буроопускных свай с уплотненным основанием Устройство комбинированных свай 9. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ВОЗВЕДЕНИЮ БУРОВЫХ ОПОР-KOЛOHН 10. ПРИЕМКА РАБОТ 11. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЕ I (Форма И-I) ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ СВАЙ ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Форма И-2) ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ПРОЦЕНТ АРМИРОВАНИЯ СТВОЛА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (ОПОР) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕРТИКАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ, кн, И МОМЕНТА, кн м ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 5 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНОЙ СВАИ-ОПОРЫ С ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКОЙ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 7 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА БУРОВЫХ ОПОР (форма титульного листа) ПРИЛОЖЕНИЕ 8 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ С КАМУФЛЕТНОЙ ПЯТОЙ (форма) 3

4 ПРИЛОЖЕНИЕ 9 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СВАЙ-СТОЕК С КАМУФЛЕТНОЙ ПЯТОЙ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 10 ЖУРНАЛ УСТРОЙСТВА БУРОВОЙ ОПОРЫ С КОРНЕВИДНЫМ ОСНОВАНИЕМ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 11 ЖУРНАЛ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И ПОГРУЖЕНИЯ БУРООПУСКНЫХ СВАЙ С УПЛОТНЕННЫМ ОСНОВАНИЕМ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 12 ЖУРНАЛ ВИБРАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СВАЮ (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 13 ЖУРНАЛ ВОЗВЕДЕНИЯ БУРОВЫХ ОПОР- КОЛОНН (форма титульного листа) ПРИЛОЖЕНИЕ 14 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ УСТРОЙСТВА. БУРОВЫХ ОПОР-КОЛОНН (форма) ПРИЛОЖЕНИЕ 15 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 16 ПРИМЕНЕНИЕ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ НА ЗАКАРСТОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 17 УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (ОПОР) НА ОПОЛЗНЕОПАСНЫХ СКЛОНАХ ПРИЛОЖЕНИЕ 18 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА УДЕРЖИВАЮЩИХ ПРОТИВООПОЛЗНЕВЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРИЛОЖЕНИЕ 19 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 20 ТАБЛИЦА СООТНОШЕНИЙ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, ПРИНЯТЫХ В НАСТОЯЩЕМ РУКОВОДСТВЕ 4

5 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Настоящее руководство распространяется на проектирование, устройство и приемку фундаментов промышленных, жилищно-гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений из буронабивных свай и опор-колонн Руководство не распространяется на проектирование и устройство буронабивных свай в районах вечной мерзлоты и залегания просадочных грунтов мощностью более 30 м Выбор конструкций фундаментов (например, свайного, на естественном или искусственно упрочненном основании), вида свай или опор, а также способа устройства следует производить в соответствии с требованиями СНиП «Свайные фундаменты», п. 1.2 и настоящего руководства (разделы 2, 7-9, приложения 15-19) на основе сравнения технико-экономических показателей возможных вариантов фундаментов с учетом требований по экономному расходованию основных строительных материалов, уменьшению стоимости, затрат труда и сроков строительства Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерных изысканий для каждой строительной площадки При проектировании, производстве и приемке работ следует также руководствоваться СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП «Основания и фундаменты» и СНиП III-4-60 «Техника безопасности в строительстве». 2. ВИДЫ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И БУРОВЫХ ОПОР- КОЛОНН. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2.1. Буронабивные сваи по характеру работы в грунте подразделяют сваи-стойки и висячие сваи. К стойкам относятся сваи и опоры, опирающиеся практически на несжимаемые грунты (скальные, крупнообломочные породы с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные, а также глинистые грунты твердой 5

6 консистенции). Такие сваи и опоры передают нагрузку на грунт через пяту (сопротивление грунта по боковой поверхности ствола в расчетах, их несущей способности не учитывается). К сваям-стойкам также можно отнести сваи, опирающиеся на мало сжимаемые песчаные или глинистые грунты при относительно небольших нагрузках, которые не вызывают деформации (осадки) основания в процессе эксплуатации здания или сооружения, возводимого на таких сваях. К висячим относятся сваи и опоры, заглубленные в сжимаемые грунты и воспринимающие нагрузку на них черед боковую поверхность и пяту К буровым опорам условно относятся буронабивные сваи, имеющие поперечные сечения ствола больше 600 мм и соответственно более высокую несущую способность. К буровым опорам-колоннам относятся одиночные буронабивные сваи с оголовниками под колонны каркасных зданий Буронабивные сваи и буровые опоры подразделяются: по способу устройства скважины: на буронабивные или буровые (грунт вдоль ствола в процессе бурения не уплотняется). В устойчивых связных грунтах скважины образуются вращательным бурением насухо или вибробурением специальными механизмами и приспособлениями. В сыпучих или водонасыщенных оплывающих грунтах бурение выполняется под глинистым раствором или под защитой инвентарных стальных труб. В отдельных случаях при соответствующем обосновании допускается забивка оставляемых в грунте труб-оболочек с открытым нижним концом, под защитой которых грунт извлекается изнутри; на штампованные (грунт вдоль ствола в процессе устройства уплотняется), скважины которых образуются забивкой, вибрацией или вдавливанием трубчатых лидеров с закрытым нижним концом или теряемым башмаком, а также расширением скважин небольших диаметров взрывом удлиненных зарядов взрывчатого вещества (ВВ); по материалу ствола: 6

7 на бетонные (с конструктивным размещением арматурных стержней в верхней части ствола; на железобетонные (с арматурным каркасом по всей длине ствола); на трубобетонные из труб-оболочек с бетонным ядром; на комбинированные, с железобетонной стойкой (сваей) сплошного сечения заводского изготовления или железобетонной оболочкой на части длины ствола; по способу устройства ствола: на монолитные (при бетонировании скважин на месте); из железобетонных свай заводского изготовления, погружаемых в грунт по скважине забивкой, вибрацией или вдавливанием (для свай с уширенной пятой); на сборные из готовых железобетонных столбов заводского изготовления диаметром 500 мм и более, опускаемых в предварительно пробуренные скважины. После добавки столбов зазоры между стенками скважины и столба в глинистых грунтах заполняют жидким раствором марки 8-10, а в песчаных грунтах они закрываются сами в результате обсыпания и уплотнения песка от вибрации при добивке; по геометрической форме поперечного сечения ствола: на круглые сплошного сечения; на круглые пустотелые (трубчатые); на квадратные (в комбинированных сваях); по наличию уширенной пяты: с уширением в основании ствола и с двумя уширениями (одно в основании и одно по длине ствола), разбуриваемыми специальными механизмами (расширителями); с камуфлетной пятой, образуемой энергией взрыва; с уширением, получаемым путем втрамбования в грунт бетонной смеси жесткой консистенции (типа Франки); 7

8 с корневидным основанием из коротких железобетонных сваек заводского изготовления, забиваемых в грунт с забоя скважины; по положению оси ствола к горизонту: вертикальные и наклонные; по расположении свай в плане: одиночные, кустовые, однорядные, двухрядные и свайные поля, объединенные общим ростверком Применение буронабивных свай и буровых опор разных видов рекомендуется для зданий и сооружений различного назначения при относительно больших вертикальных и горизонтальные нагрузках, а также при наличии сложных инженерно-геологических условий строительства, когда: в пределах строительной площадки отметки кровли несущего слоя грунта, пригодного в качестве основания, резко изменяются; несущий слой залегает под толщей слабых грунтов в пределах от 5 до 25 м (глинистых с консистенцией IL 0,5, просадочных разнородных насыпных, илистых, торфяных, рыхлых песков и др.); необходима прорезка разнородной насыпи с твердыми включениями, прослойками твердых глинистых грунтов и плотных песков с галькой, не позволяющими забивать сваи до проектных отметок; площадки стеснены, сложно транспортировать и устанавливать забивные сваи; вблизи существующих зданий и сооружений, в которых от ударов или вибрации при погружении свай могут возникнуть недопустимые деформации элементов несущих конструкции зданий или оборудования; недопустим шум, удары и вибрация вблизи больниц, школ, театров и др.; строительство ведется на оползневых склонах, на подрабатываемых и закарстованных территориях; 8

9 отсутствуют базы стройиндустрии по изготовлению забивных свай; усиливаются фундаменты существующих зданий и сооружений Одиночные буровые опор-колонны могут быть применены при строительстве зданий каркасного типа, кроме цехов, оборудованных мостовыми кранами с тяжелым режимом работы Тип уширений и корневидных оснований следует выбирать исходя из условий возможности их образования в несущем слое грунта мощностью не менее 5 м. Основными из них являются: разбуриваемые механическими расширителями (преимущественно в глинистых устойчивых грунтах, позволяющих качественно производить зачистку забоя); разбуриваемые с применением глинистого раствора (в неустойчивых сыпучих или оплывающих грунтах); камуфлетные (в различных связных грунтах с коэффициентом консистенции IL 0,5 и непосредственно над песками плотными и средней плотности); вытрамбовыванные (в песках средней плотности и связанных грунтах с IL = 0,3-0,5); корневидные основания (в песках плотах и средней плотности, супесях твердых и пластичных, суглинках полутвердых и тугопластичных). 3. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ СВАЙ 3.1. Статические испытания буронабивных свай, буровых опор и свай оболочек проводятся с целью определения их несущей способности и деформаций (перемещений) для проектирования свайных фундаментов, а также оценки технологии устройства и качества работ Статические испытания сваи назначаются во всех характерных местах геологического разреза строительной 9

10 площадки не менее, чем с двухкратной повторяемостью. К таким местам относятся следующие участки: резкого искривления пластов грунта; изменения физико-механических свойств прорезаемых грунтов; наличия слоев и пропластков слабых грунтов; изменения отметок подошвы низкого ростверка больше, чем на 3 м, вызывающие выбор свай разной длины Для объектов в сложных инженерно-геологических условиях должны выполняться комплексные испытания свай с раздольным определением сопротивления грунта по боковой поверхности ствола и под пятой. Испытания свай в просадочных грунтах II типа должны включать возможность определения отрицательного (негативного) сопротивления грунта по боковой поверхности ствола при искусственном замачивании основания в соответствии с пп настоящего руководства Программу или задание на испытание свай статической нагрузкой должна выдавать проектная организация (приложение 1). Требования к программе приведены в приложении 1 к ГОСТ «Сваи. Методы полевых испытаний» Испытания опытных свай и оценка их несущей способности должны выполняться до разработки и выдачи рабочих чертежей проекта к производству работ Контрольные испытания рабочих свай могут выполняться в процессе производства работ при наличии соответствующих обоснований, а также по требованию авторского надзора или технического надзора заказчика Количество статических испытаний свай определяется программой, в зависимости, от геологических и гидрогеологических условий площадки, типа свай, конструктивной схемы сооружения и результатов испытаний на аналогичных смежных площадках, но не менее двух на отдельное здание или сооружение. 10

11 При застройке микрорайонов или кварталов количество опытных свай по решению проектного института может быть принято на группу зданий с однотипными свайными фундаментами, возводимыми в аналогичных инженерногеологических условиях Оголовки опытных и контрольных свай должны быть армированы или заключены в металлическую обойму (трубу) с заглублением последней на 30 см ниже уровня грунта и выводом над поверхностью земли на высоту см Торец испытываемой сваи должен быть ровным и горизонтальным. Если это условие не выполнено, то за 5-6 дней до испытания на выровненный торец следует уложить металлическую плиту толщиной мм на цементном растворе марки Выпуски арматурных стержней анкерных свай должны быть строго вертикальными и ровными. Длина выпуска арматурных стержней назначается в зависимости от конструкции испытательного стенда При проведении испытаний в зимнее время грунт в местах испытаний следует отогревать на всю глубину промерзания в радиусе 1 м + 0,5d при вертикальной нагрузке и 2 м + 0,5d при горизонтальной (d — диаметр сваи, м) Манометры, прогибомеры и другие приборы, применяемые для измерения нагрузки и деформаций (перемещений), должны быть предварительно протарированы, а гидросистема проверена на стабильность давления К испытаниям свай разрешается приступить не ранее приобретения бетоном ствола проектной прочности, определяемой по результатам испытаний стандартных бетонных образцов, изготовленных при бетонировании свай, или определяемой неразрушающим методом Подготовка и проведение испытаний должны выполняться с соблюдением правил безопасности, установленных для соответствующих видов работ Статические испытания свай и опор при всех видах нагрузок выполняются в соответствии с ГОСТ и настоящего руководства. 11

12 3.16. По результатам статических испытаний составляется следующая документация: геологический разрез, соответствующий месту испытания 1 т программы или задания на испытание); результаты уточнения наименований и отметок кровли, прорезаемых сваями слоев грунта, а также грунта, залегающего ниже подошвы пяты; журнал испытаний каждой сваи; графики зависимости осадок или перемещений свай от нагрузки в масштабе: при испытании вдавливающей или выдергивающей нагрузкой: для нагрузки по горизонтали 1 см = кн (2-10 тс), при максимальной нагрузке до 500 кн (50 тс) 1 см = 20 кн (2 тс), от 500 до 2000 кн (от 50 до 200 тс) 1 см = 50 кн (5 тс), более 2000 кн (200 тс) 1 см = 100 кн (10 тс); для осадки по вертикали 1 см = 1-10 мм, при максимальной осадке до 50 мм 1 см = 10 мм, от 50 до 100 мм 1 см = 5 мм, более 100 мм 1 см = 10 мм; для времени 1 см = 1 ч; при испытании горизонтальной нагрузкой 1 см = 5 кн (0,5 тс); для перемещения по вертикали 1 см = 2 мм; акт о проведении испытаний за подписями представителей заказчика, изыскательской или проектной организации, строительной организации и научно-исследовательского института, если представители последнего принимали участие в испытаниях. В акте должны быть кратко указаны вид свай, их размеры, армирование, глубина, заложения, способ устройства, характерные особенности проведения испытаний, их конечные результаты и предложения; заключение о несущей способности испытанных свай с определением предельных и расчетных (допустимых) нагрузок. Испытание свай (опор) осевыми вдавливающими нагрузками Схему загрузочного устройства при статических испытаниях свай вертикальной вдавливающей нагрузкой следует 12

13 принимать в зависимости от значения расчетной нагрузки на сваю и наличия упорных конструкций, платформ и пригрузки При нагрузке на сваю до 1000 кн (100 тс) испытание можно проводить либо с применением платформы и штучного груза для упора гидродомкрата, гидродомкрата упорной бачки и двух анкерных свай. Сопротивление последних выдергиванию должно быть больше ожидаемой предельной нагрузки на испытываемую сваю При нагрузке на сваю до 2000 кн (200 тс) и невозможности анкеровки сваями следует применять консольную загрузочную платформу, устанавливаемую на выровненную горизонтальную поверхность грунта вокруг испытываемой сваи При нагрузке на сваю (опору) более 2000 кн (200 тс) применяется испытательная установка рамного типа с передачей реактивных усилий на анкерные сваи, количество которых должно быть не менее четырех (рисунки 1 и 2). Рис. 1. Схема испытательной установки при кустовом расположении анкерных свай: 1 — анкерная свая; 2 — упорная балка; 3 — гидродомкрат; 4 — балка для крепления прогибомеров; 5 — испытываемая свая. 13

14 Рис. 2. Схема установки при рядовом расположении анкерных свай: 1 — анкерная свая; 2 — тяжи; 3 — упорная балка; 4 — гидродомкрат; 5 — испытываемая свая 3.21 Количество анкерных свай зависит от грунтовых условий, глубины заложения и диаметра уширений и должно определяться расчетом. При этом глубина заложения анкерных свай не должна превышать длину испытываемой сваи. При необходимости недостаточное реактивное усилие анкерных свай можно повысить пригрузом испытательной установки стальными плитами, балками, блоками и др Арматурный каркас анкерной сваи должен заходить в уширенную пяту до ее подошвы и его расположение в плане должно соответствовать конструкции упорной системы испытательной установки. Количество и сечение арматурных стержней класса АII должна приниматься по расчету в зависимости от значения выдергивающих усилий с коэффициентом условий работы, учитывающим неравномерность распределения усилий в стержнях арматуры, равным 0, Загрузочные устройства и анкерные сваи должно рассчитываться на усилия, соответствующие полуторной ожидаемой продельной нагрузке испытываемой сваи Нагрузка на сваю повышается ступенями. Значение ступеней нагрузок назначается в зависимости от требуемой точности испытания: при равномерной схеме нагрузок — в пределах 1/15-1/10 ожидаемого значения предельного сопротивления свай (рис. 3); при дифференцированной — от 1/5 в начале испытания до 1/15-1/10 на последующих стадиях. При значительном ожидаемом предельном сопротивлении (более 100 тс) первая ступень нагрузки может быть принята равной 0,3 F пр. 14

Смотрите так же:  Ликвидация варфейс сколько этажей

15 Рис. 3. График зависимости осадки сваи от нагрузки при статическом испытании вертикальной вдавливающей нагрузкой При статических испытаниях рабочих свай нагрузка на них не должна превышать расчетную, умноженную на коэффициент 1, Расчетная нагрузка, допустимая на сваю (опору) по несущей способности грунтов основания F d, кн (тс), по результатам статических испытаний вдавливающей нагрузкой определяется по формуле — где F u — нормативное значение предельного сопротивления, определяемое по результатам испытания сваи (опоры), кн (тс); vg -коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,2; для одиночной сваи (опоры) под колонну — 1,4. За предельную принимается нагрузка, соответствующая резкому изменению кривой на графике зависимости осадки от нагрузки. Если на графике не наблюдается резкого изменения кривой вплоть до критической нагрузки, то за предельную принимается нагрузка, предшествующая критической на одну ступень или меньше (1) 15

16 критической на 10 %. При этом за критическую принимается такая нагрузка, при которой происходит срыв или оседание сваи без увеличения нагрузки и достигается общая осадка сваи не менее 100 мм. Критическое напряженное состояние грунта у сваи считается также наступившим, если при нагрузке, увеличиваемой ступенями, общая осадка сваи составляет более 40 мм, а приращение осадки за последнюю ступень превышает приращение осадки за предшествующую ступень в 5 раз и более или при меньшей разнице, если осадка не затухает в течение одних суток и более. Для опор больших сечений (0,6 м и более) или свай с уширенной пятой предельную нагрузку следует ограничивать предельной осадкой, равной 80 мм для фундаментов зданий и сооружений, малочувствительных к неравномерным осадкам (дымовые трубы, водонапорные башни, элеваторы и др.) и мм для жилых, общественных и промышленных зданий. Кроме того, осадка сваи, соответствующая расчетной нагрузке, не должна превышать 20 мм. Таким образом, при статических испытаниях опытных висячих свай нагрузка, как правило, должна доводиться до критического значения или до достижения осадок, превышающих предельно допустимые для данного сооружения, или до разрушения материала ствола сваи Испытания опытных свай, опертых на плотные пески или глинистые грунты твердой консистенции, могут быть прекращены при осадках менее 40 мм при условии доведения нагрузки до полуторной расчетной по материалу ствола. При таком условии расчетную нагрузку, допустимую на сваю (опору), следует принимать равной расчетной нагрузке по сопротивлению материала ствола. Испытание свай осевыми выдергивающими нагрузками Испытание свай на выдергивающую нагрузку производится с помощью одной упорной балки, гидравлического домкрата с манометром, двух поперечных опорных балок, упорной плиты и тягового приспособления с тяжами (рис. 4). Минимальное расстояние между осями опорных балок следует принимать равным 5-6 d или 3-4 D (для свай с уширением), но не менее 4 м. Опирание упорной балки также возможно на шпальные клетки или дощатые подкладки по головам двух анкерных свай. 16

17 Рис. 4. Схема установки для испытания свай на действие вертикальной выдергивающей нагрузки: 1 — испытываемая свая; 2 — нижняя плита анкера; 3 — упорная плита; 4 — гидродомкрат; 5 — тяжи В зависимости от назначения рабочих свай и особенностей действующих выдергивающих нагрузок могут быть следующие виды испытаний: ступенчато-возрастающей нагрузкой с выдержкой каждой ступени до условной стабилизации; пульсирующей нагрузкой, возрастающей ступенями, причем в пределах каждой ступени производится нагрузка и полная разгрузка без выдержки до тех пор, пока не наступит условная стабилизация перемещений, которая считается наступившей, если в течение трех очередных циклов действия пульсирующей нагрузки перемещение возрастает не более, чем на 0,1 мм; непрерывно возрастающей выдергивавшей нагрузкой, причем перемещение измеряется от каждой ступени нагрузки без выдержки во времени до его условий стабилизации Расчетная выдергивающая нагрузка, допустимая на сваю (опору) F d,b, кн (тс) по результатам статических испытаний, определяется по формуле — 17

18 где vc,b — коэффициент условий работы, принимаемый равным при глубине заложения менее 4 м — 0,6, при глубине 4 м и более — 0,8; Fu,b — предельная выдергивающая нагрузка на сваю, определяемая по графику статического испытания, и соответствующая нагрузке, предшествующей на одну ступень критической, при которой подъем сваи начинает непрерывно возрастать без увеличения нагрузки, причем подъем сваи должен, быть не менее 50 мм для свай без уширений и не менее 25 мм — для свай с уширенной пятой, кн (тс); vq — коэффициент надежности, равный 1,2. Испытание свай горизонтальными нагрузками (2) Рис. 5. Схема испытания на горизонтальную нагрузку одной сваи: 1 — испытываемая свая; 2 -гидродомкрат; 3 — распорная балка; 4 — опора; 5 — насосная станция; 6 — манометр Схема загружения при статических испытаниях горизонтальной нагрузкой принимается в зависимости от вида испытаний и наличия неподатливых опор вблизи испытываемой сваи (рисунки 5-8). Рис. 6. Схема испытания на горизонтальную нагрузку двух свай: 18

19 1 — испытываемая свая; 2 — гидродомкрат; 3 — распорная балка; 4 — насосная станция; 5 — манометр Рис. 7. Схема комбинированного испытания на горизонтальную нагрузку одной сваи: 1 — ранее испытанная свая; 2 — упорная балка; 3 — распорная балка; 4 — гидродомкрат; 5 — испытываемая свая; 6 — насосная станция Рис. 8. Схема испытания на горизонтальную нагрузку одновременно четырех свай: 1 — испытываемая свая; 2 -гидродомкрат; 3 — распорная балка; 4 — насосная станция Несущая способность распорной балки должна соответствовать максимальной испытательной нагрузке и рассчитываться на полуторную нагрузку сваи на изгиб по сопротивление материала ствола При испытании свай до заданного значения горизонтального перемещения и отсутствии вблизи Них неподатливых жестких опор загрузочное устройство (домкрат и упорная балка на, катках) располагается между двумя сваями (рисунки 6 и 8). Расстояние между осями испытываемых свай с уширенной пятой должно быть не менее 2D (D — диаметр уширения) При испытании сваи до критической нагрузки и отсутствии вблизи нее жесткой неподатливой опоры следует применять загрузочное устройство, состоящее из гидродомкрата, распорной балки и упорной балки, опирающейся на две сваи (рис. 7). 19

20 3.35. В зависимости от назначения сваи и характера действующих на нее эксплуатационных нагрузок назначаются следующие виды испытаний: ступенчато-возрастающей нагрузкой с выдержкой каждой ступени до условной стабилизации перемещений и полной разгрузкой после завершения загружения (рис. 9,а); ступенчато-возрастающей нагрузкой с частичкой разгрузкой на каждой ступени после условной стабилизации перемещений и полной разгрузкой после завершения загружения (рис. 9,б); ступенчато-возрастающей нагрузкой с полной разгрузкой на каждой ступени после условной стабилизации перемещений (рис. 9,в). Испытания свай на совместное действие вертикальных вдавливающих и горизонтальных нагрузок, вертикальных выдергивающих и горизонтальных нагрузок рекомендуется производить в соответствии с разд. 9 «Рекомендаций по комплексным мерам защиты зданий и сооружений на оползнеопасных склонах» (НИИСК Госстроя СССР. — Киев: НИИСП Госстроя УССР, 1989). Рис. 9. Графики зависимости горизонтального перемещения ? Г от нагрузки Р Г : а — при ступенчато-возрастающей нагрузке; б — при ступенчатовозрастающей нагрузке с частичной разгрузкой после каждой 20

21 ступени; в — при ступенчато-возрастающей нагрузке с полной разгрузкой каждой ступени Горизонтальная нагрузка на сваю в уровне приложения, заданного программой, должна доводиться до значения, вызывающего перемещение не менее 50 мм, за исключением случаев, когда сваи испытываются до заданного значения горизонтальных перемещений, а при испытании рабочих свай, используемых в свайных фундаментах, не более 10 мм Расчетная горизонтальная нагрузка, допустимая на сваю (опору) Fd,г кн (тс), По результатам статических испытаний определяется по формуле -, (3) где F u,г — предельное сопротивление сваи, определяемое по графику горизонтального перемещения от нагрузки и принимаемое равным нагрузке, предшествующей на одну ступень критической, при которой перемещение непрерывно возрастает без увеличения нагрузки; vq -коэффициент надежности, равный 1,2. При контрольных испытаниях рабочих свай, испытываемых до заданного в проекте значения перемещения, за предельное сопротивление F u,nг принимается нагрузка, соответствующая на графике заданному значению перемещения, а при отсутствии ограничения — перемещению, равному 10 мм. Особенности испытаний свай в просадочных грунтах В случаях возможного аварийного замачивания просадочной толщи (для зданий и сооружений, оборудованных водопроводом и канализацией, промышленных цехов с мокрым технологическим процессом) либо при возможном в период эксплуатации зданий и сооружений повышения уровня грунтовых вод испытание свай (опор) статической нагрузкой должно 21

22 проводиться с предварительным замачиванием всей просадочной толщи грунтов с сохранением водонасыщенного состояния просадочного грунта в процессе испытаний. Статические испытания с замачиванием основания следует проводить на площадках, расположенных за пределами пятна проектируемого здания или сооружения, но в аналогичных грунтовых условиях При наличии близко расположенных эксплуатируемых зданий замачивание производится через дренажную траншею глубиной не менее 1 м, устраиваемую от испытываемой сваи или куста свай на расстоянии 1 м, и дренажные скважины (рис. 10). При испытании вертикальной нагрузкой траншея заполняется слоем щебня толщиной см, а при горизонтальной нагрузке — на всю глубину. Степень водонасыщения просадочного грунта в процессе испытаний на расстоянии не менее 2 м от боковой поверхности ствола и по всей глубине просадочной толщи должна быть S r 0,8. Рис. 10. Схема замачивания просадочных грунтов вокруг испытываемой сваи: 1 — траншея, заполненная щебнем; 2 — дренажная скважина; h — мощность просадочных грунтов; ? — угол распространения замачивания (? = 40 ); R — радиус замоченного объема грунта (основание усеченного конуса) Контроль увлажнения просадочного грунта на глубине проводится бурением скважин с отбором проб и определением степени влажности На незастроенных территориях микрорайонов или промышленных комплексов статические испытания свай в грунтовых условиях II типа по просадочности при возможности 22

23 обводнения территории в процессе строительства и дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений должны проводиться с замачиванием через котлован размером в плане не менее м, глубиной 0,8-1 м и до полного проявления просадочных свойств грунтов от собственного веса Комплексные испытания с определением негативного (отрицательного) сопротивления грунта по боковой поверхности свай (опор) должны выполняться по специальной программе, составляемой проектным институтом с привлечением специализированной научно-исследовательской организации В процессе замачивания основания и испытания свай в просадочных грунтах следует проводить наблюдения путем нивелирования за возможными перемещениями (осадками) глубинных марок, анкерных устройств и опор реперной системы с закрепленными по ней прогибомерами. Результаты наблюдений должны учитываться при определении осадки или перемещения сваи на каждой ступени нагрузки Результаты комплексных испытаний решением проектного Института могут быть распространены на несколько зданий или сооружений, расположенных в пределах одного участка с аналогичными грунтовыми условиями В грунтовых условиях I типа по просадочности в тех случаях, когда толщина просадочного слоя невелика (3-5 м) и нижний конец свай находится ниже уровня грунтовых лед (УГВ), допускается не проводить статических испытаний свай с локальным замачиванием грунта. При этом сопротивление грунта в полости опирания пяты определяется путем статического испытания сваи с освобожденной боковой поверхностью в пределах просадочной толщи (скважина бурится с обсадной трубой, а бетонирование ствола сваи выполняется в другой трубе меньшего диаметра). Сопротивление по боковой поверхности ствола в замоченном грунте определяется по результатам испытания сван с локальным замачиванием в аналогичных грунтовых условиях В грунтовых условиях II типа по просадочности в тех случаях, когда низший конец сваи находится ниже УГВ, а разница между толщиной просадочного слоя h пр и длиной участка ствола сваи, на котором учитывается негативное трение hsl невелика (не более 3 м), допускается не проводить статического испытания сваи с локальным замачиванием грунта. При этом сопротивление 23

24 грунта по нижнему участку сваи (ниже h пр ) определяется как разность между сопротивлением основания под пятой вдавливающей нагрузке, определяемой без замачивания, и сопротивлением основания сваи длиной, равной h пр, выдергивающей нагрузке такие без замачивания. Сопротивление по боковой поверхности в замоченном грунте в пределах h — hsl определяется расчетом по результатам испытаний с локальным замачиванием в аналогичных грунтовых условиях. Учет сил негативного сопротивления выполняется по указаниям раздела 8 CНиП «Свайные фундаменты» и пп настоящего руководства Расчетная нагрузка Fd,II, кн (тс), допустимая на сваю (опору), в грунтовых условиях II типа по просадочности с учетом возможного развития негативного трения грунта по результатам статических испытаний с замачиванием (см. п. 3.38) следует определять по формуле — где F u,ii — нормативное значение предельного сопротивления, равное предельной нагрузке на сваю (опору), по результатам испытаний с замачиванием, кн (тс); u — периметр ствола в пределах слоев грунта, проседающих под действием собственной массы при замачивании, м; hsl — расчетная глубина, до которой производится суммирование сил бокового сопротивления проседающих слоев грунта, м; fi — расчетное сопротивление i -го слоя просадочного грунта в замоченном состоянии по боковой поверхности ствола, определяемое по результатам статических испытаний выдергивающей нагрузкой, кпа (тс/м 2 ); hi — толщина i-го слоя просадочного грунта, оседающего при замачивании, м; (4) 24

25 vg — коэффициент надежности, равный 1,2. 4. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 4.1. Рабочие чертежи свайных фундаментов из буронабивных свай и одиночных опор-колонн разрабатываются на основе результатов инженерно-геологических изысканий и исследований грунтов строительной площадки с учетом опыта строительства и данных испытаний свай статической нагрузкой ряда других объектов с аналогичными условиями Проект фундаментов из буронабивных свай должен содержать следующие элементы */ : геологические разрезы основания по основным осям сооружения и основные физико-механические характеристики грунтов всех напластований; план фундаментов и вертикальные разрезы с указанием необходимых марок, размеров и отметок; рабочие чертежи конструкций всех типов свай, опор и ростверков с указанием расчетной схемы нагрузок на каждый тип фундаментов, приведенных к центру тяжести куста свай в плане на отметке подошвы ростверков в виде суммарных значений вертикального усилия N, кн (тс), изгибающего момента М, кн м (тс М), и горизонтального усилия Н, кн (тс), действующих во всех направлениях; расход и требования к материалам ростверков, стволов свай и уширенных пят, а также потребность в стальных трубах с учетом из оборачиваемости; количество и тип сборных элементов и основные объемы работ; проект организации строительства, в состав которого включается генеральный план объекта или комплекса объектов; **/ проект производства работ, в котором должны быть технологические карты со схемами устройства свай или опор, ведомостями потребного оборудования, механизмов и приспособлений, последовательностью рабочих процессов и продолжительностью их выполнения, численностью и квалификационным составом бригад; потребность в извлекаемых 25

26 стальных обсадных трубах; решения по выполнению мероприятий подготовительного периода; указания по требованиям безопасности при работе на каждом этапе; ведомости объемов работ и материалов; схемы пооперационного контроля качества работ; графики организации строительства свайных фундаментов комплекса сооружений или зданий квартальной застройки. */ Перечисленные ниже элементы проекта фундаментов можно совмещать. **/ Проект производства работ выполняется производственной организацией Рекомендуется следующий порядок проектирования фундаментов из буронабивных свай и опор-колонн: по результатам инженерно-геологических изысканий на строительной площадке выбирается опорный пласт и назначаются отметки опирания пяты свай на грунт, а также глубины бурения (или продавливания) скважин или забивки трубчатых оболочек в соответствии с п. 4.7 настоящего руководства; выбирается вид свай и ориентировочно назначается высота ростверков; назначается параметры свай или опор согласно пп и определяется их несущая способность в соответствии с пп ; определяются усилия, действующие на сваи, необходимое количество свай, производится их размещение в плане, рассчитываются и конструируются ростверки. На общем плане расположения свай (опор) указываются их номера; для камуфлетных свай определяется масса зарядов ВВ и производятся все необходимые технологические расчеты согласно пп и пп ; проверяется устойчивость отдельных свай и фундаментов в целом, расположенных на откосах или подвергающихся горизонтальным усилиям; определяются конечные осадки оснований одиночных свай и свайных кустов, опирающихся на сжимаемые породы, согласно пп ; 26

27 составляется расчетно-пояснительная записка с техникоэкономическим обоснованием выбора конструкций фундаментов и технологии работ */ ; разрабатывается проект организации строительства производства работ. */ Расчетно-пояснительная записка с технико-экономическим обоснованием выбора конструкций и технологии работ (заказчику не передается, хранится в архиве проектной организации), 4.4. Буронабивные сваи и опоры могут применяться без уширений, с уширенной пятой или с корневидным основанием. Наличие и размер уширенных пят, а также корневидных конструкций определяется в зависимости от значения нагрузок и грунтовых условий. При этом следует исходить из целесообразности получения равенства расчетных нагрузок на сваю по сопротивлению материала ствола и грунта основания Диаметр ствола сваи назначается из условия обеспечения необходимой прочности, но не менее 400 мм при длине свай до 10 м, 500 мм — до 15 м, 600 мм и более — до 30 м Отношение диаметра пяты D к диаметру ствола d обычно удовлетворяет условию — Диаметры уширений, разбуриваемых механическими расширителями, рекомендуется назначать в пределах мм с градацией через 200 мм; образуемых энергией взрыва (камуфлетных) — в пределах мм с градацией через 100 мм; получаемых втрамбованием жесткой бетонной смеси (типа Франки) в пределах мм с учетом возможности отжатия грунта за пределы периметра скважины до 200 мм Нижний конец свай без уширений необходимо заглублять в выбранный опорный пласт не менее, чем на 1 м, а с уширениями в основании — в связные грунты не менее, чем на 2 м, или один 27

Смотрите так же:  Адрес трудовой инспекции г. Волгограда

28 диаметр уширенной пяты, в крупнообломочные и песчаные грунты не менее, чем на 0,3 м, считая от кровли выбранного пласта до подошвы уширения, разбуриваемого расширителем, и до центра камуфлетной пяты. При наличии слоя погребенного торфа нижний конец свай (опор) должен быть заглублен не менее, чем на 2 м ниже подошвы этого слоя Выбор опорного пласта следует производить с учетом возможных изменений гидрогеологических условий в процессе эксплуатации зданий и сооружений Длина сваи в грунте должна быть не менее 3 м, включая уширение и подпятник, от поверхности земли или подошвы ростверка Опирание нижних концов свай (пят) в слабых грунтах (торф, рыхлые пески, разнородные насыпные пылевато-глинистые грунты с показателем текучести в водонасыщенном состоянии I L > 0,5, просадочные I типа с показателем текучести в водонасыщенном состоянии IL > 0,4 и просадочные II типа) не допускается Применение буронабивных свай в фундаментах зданий и сооружений, возводимых в районах залегания просадочных грунтов II типа, при возможности отмачивания допускается только при условии полной прорезки присадочной толщи. Если по прогнозу подъем уровня грунтовых вод невозможен, а при возможности случайного замачивания грунта в проекте предусматриваются водозащитные и конструктивные мероприятия, обеспечивающие прочность и устойчивость сооружений, то в таких случаях допустима частичная прорезка просадочных грунтов Армировать сваю следует в зависимости от вида и размера нагрузок. При действии только вертикальных вдавливающих нагрузок, когда несущая способность ствола обеспечивается одним бетоном и по расчету армирование ствола не требуется, следует армировать только головную часть ствола конструктивной постановкой в свежеуложенный бетон отдельных стержней диаметром мм, длиной мм в количестве 4-12 шт. без хомутов или спирали. Выпуски для связи с ростверком необходимо предусматривать в пределах мм (нижний 28

29 предел для стволов диаметром 400 мм, верхний — диаметром 800 мм и более). При действии на сваю горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов армирование ствола следует назначать по расчету (см. пп. 5.4, 6.6 и 7.9) Диаметр арматурного каркаса должен быть на мм меньше диаметра буровой скважины. Каркас должен иметь достаточную жесткость, обеспечивающую его геометрическую неизменяемость при транспортировании и установке в скважину. Жесткость каркаса увеличивается приваркой хомутов большего диаметра (10-16 мм), спаренных хомутов или колец из полосовой стали толщиной 5-6 мм, шириной мм с шагом 3-4 м. Защитный слой бетона в свае обеспечивается приваркой скобполозьев к четырем продольным стержням каркаса по диаметрально противоположным сторонам. Расстояние между скобами по длине стержня должно быть не более 4 м Свайные фундаменты следует проектировать с минимальным количеством типоразмеров свай на одной строительной площадке. Рекомендуется назначать не более трех типов свай, отличающихся по длине, а также диаметрам ствола и уширенных пят При устройстве буронабивных свай в котлованах или траншеях с разными отметками дна условия выполнения должны быть оговорены в рабочих чертежах свайных фундаментов и решены в проекте производства работ В одном кусте подошва всех свай должна располагаться на одной отметке. Минимальное расстояние между осями свай и опор с уширенной пятой: В плотных маловлажных грунтах (при сухом бурении скважин) D мм В неустойчивых водонасыщенных грунтах (при бурении под глинистым раствором) D мм 29

30 Для свай с уширенной пятой, образуемой трамбованием или взрывом (камуфлетных) 1,6 D В отдельных случаях в маловлажных связных грунтах расстояние может быть уменьшено до 1,3 D, где D — диаметр пяты Расстояние между осями свай без уширения пят, в том числе с корневидным основанием рекомендуется принимать равным: при кустовом расположении 2,5. 3d, где d — диаметр ствола (меньший предел для свай диаметром больше 600 мм); при однорядном расположении по контуру несущих стен — по расчету и конструктивным соображениям, но не менее 2,5 d; для свай-стоек, опирающихся на практически несжимаемые грунты, расстояние между осями можно уменьшить до 2 d, предусмотреть соответствующий порядок бурения и бетонирования стволов Ширина ростверка (балки) при расположении свай в один ряд, мм: d+100 b = (5) Ширина ростверка при кустовом или многорядном расположении свай, мм: b = а(n-1) + d + 2e, (6) где a — расстояние между осями свай, мм; n — количество рядов; d — диаметр ствола свай, мм; е — свес ростверка (расстояние от края ростверка до ближайшей грани сваи в крайних рядах), принимаемый равным 100 мм. 30

31 4.20. Расчет свайных фундаментов и их оснований должен производиться по предельным состояниям двух групп в соответствии с рекомендациями разделов 3 и 4 СНиП «Свайные фундаменты», а также разделов 5, 6 и приложений настоящего руководства: для первой группы: по прочности материала ствола свай (опор) и свайных ростверков; по несущей способности грунта основания; для второй группы; по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай от действия горизонтальных нагрузок и моментов; по образованию или раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов Свайные фундаменты в целом, сваи и опоры, рассчитываемые по предельным состояниям, должны удовлетворять условиям -, Sпр, (7) S (8) где N — расчетная нагрузка, передаваемая на одну сваю (опору) или свайный фундамент в целом (либо его основание), 31

32 определяемая при проектировании здания или сооружения, кн (тс); F d — несущая способность одиночной сван в составе фундамента по сопротивлению грунта основания, кн (тс); vg — коэффициент надежности; S — деформация (осадка или перемещение) фундамента, определяемая расчетом в соответствии с разд. 6 настоящего руководства и приложениями 1, 3 и 4 СНиП «Свайные фундаменты»; Sпр — предельные деформации оснований (осадок или перемещений) фундамента, устанавливаемые в задании на проектирование, а при отсутствии ее в задании принимается по предельно допустимым деформациям, приведенным в СНиП «Основания зданий и сооружений» Горизонтальную нагрузку на отметке подошвы ростверка разрешается принимать равномерно распределенной на все сваи фундамент как при шарнирном опираний, так и жестком Железобетонные и бетонные сваи (опоры) следует проектировать из тяжелого бетона. Класс бетона следует назначать согласно требованиям СНиП «Свайные фундаменты». При этом во всех случаях проектная марка бетона для буронабивных свай и ростверков должна быть не ниже B10 (M 150), железобетонных свай заводского изготовления не ниже B15 (М 200), а для предварительно напряженных железобетонных свайстоек и оболочек не ниже В22.5 (М 300) При наличии агрессивных грунтовых вод или возможности попадания в грунт агрессивных производственных вод следует руководствоваться СНиП «Защита строительных конструкций от коррозии» и Инструкцией по защите железобетонных конструкций от коррозии (СН ). 32

33 5. РАСЧЕТ СВАЙ И ОПОР ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ ПЕРВОЙ ГРУППЫ (ПРОЧНОСТИ) 5.1. Несущую способность буронабивных свай следует принимать по наименьшему из двух значений, полученных при расчете: по сопротивлению материалов ствола в соответствии с пп ; по сопротивлению грунта основания сваи в соответствии с пп При наличии данных статических испытаний несущая способность свай принимается непосредственно по их результатам. Расчетная нагрузка по материалу ствола 5.2. Расчетная нагрузка, допустимая на буронабивную сваю (буровую опору), работающую на осевую вдавливающую нагрузку по сопротивлению материала ствола Fб,ств, кн. F б,ств = 0,1? (v ?1 v ?2 v ?3 R ? A ? + R a,c А а ), (9) где ? — коэффициент продольного изгиба, учитываемый только в пределах свободной длины ствола — от низа высокого ростверка до поверхности плотного грунта, принимаемый по табл. 1. При расположении ствола сваи в слабых грунтах (текучих глинистых грунтах, илах, торфе или воде) за свободную длину ствола следует принимать расстояние от низа ростверка до подошвы слабого слоя; v?1 — коэффициент условий работы, учитывающий бетонирование в вертикальном положении, принимаемый равным 0,85; v?2 — коэффициент условий работы, учитывающий бетонирование подводным способом (методом ВПТ), принимаемый равным 0,7. При бетонировании сухих скважин, а также трубчатых полостей, свободных от воды, v ?2 принимается равным 1,0; 33

34 v?3 — коэффициент, учитывающий сроки твердения бетона, принимаемый по табл. 2; R? -расчетное сопротивление тяжелого бетона для предельных сопротивлений первой группы на осевое сжатие (призменная прочность), МПа; А? — наименьшая площадь поперечного сечения ствола, см 2, Ra,c — расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы, МПа; Aа — площадь поперечного сечения арматуры, см 2. Значения коэффициентов ? Таблица 1. Отношение расчетной длины ствола сваи к диаметру (l o /d) 12,1 13,9 15,6 17,9 19,1 20,8 22,5 24,3 26 ? для тяжелого бетона 1,0 0,88 0,8 0,69 0,67 0,62 0,57 0,53 0,5 Примечание. Расчетную длину сваи lo определяют в зависимости от свободной длины l; при защемлении обоих концов сваи lo = 0,5l; при защемлении одного конца и шарнирном опирании другого lo = 0,7l; при шарнирно-неподвижном закреплении обоих концов lo = l; при защемлении одного конца и свободном другом конце (голова сваи) lo = 2l. Таблица 2. Значения коэффициентов ? ?3, учитывающих повышение прочности бетона во времени 34

35 Условия твердения бетона: Сроки твердения, дни Образцы воздушно-сухого хранения 1,0 1,3 1,6 1,7 1,8 Сваи в маловлажных грунтах 1,0 1,2 1,3 1,4 1,45 Сваи в водонасыщенных грунтах при G 0,8 1,0 1,3 1,4 1,5 1, Расчетную нагрузку, допустимую на сваю, работающую на осевую выдергивающую нагрузку, по материалу ствола — арматурной стали F s,b кh, следует определять по формуле ? s R s A a, F s,b = 0,1 где ? s — коэффициент условий работы, учитывающий неравномерность натяжения рабочих стержней арматуры, принимаемый равным 0,7; R s — расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний первой группы, МПа; А а — площадь поперечного сечения арматуры, см Расчет стволов свай и опор под колонны зданий по предельным состояниям первой и второй групп (по деформациям, образованию трещин, их раскрытию и переменной жесткости) рекомендуется выполнит в соответствии со СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», разделом 6 Рекомендаций по комплексным мерам защиты зданий и сооружений (К,: НИИСП Госстроя УССР, 1989), а также настоящим руководством. 35

36 Для упрощения расчетов процент армирования стволов допускается определять по приложению 3 настоящего руководства Длину арматурных каркасов в грунте при наличии небольшой горизонтальной силы, вызывающей горизонтальное перемещение головы свай ? г 10 мм, рекомендуется принимать равной: В песках средней плотности, суглинках и глинах тугопластичных 6d + 1 м В песках рыхлых и пылеватых, супеси пластичной и глинах мягкопластичных 7d + 1,5 м В суглинках и глинах текучепластичных, лессовых просадочных грунтах 8d + 2 м, где d — диаметр ствола сваи. Расчет нагрузки на сваю по сопротивлению грунта основания 5.6. Расчетная нагрузка, допустимая на буронабивную сваю без уширения и с уширенной пятой, а также на опору с корневидным основанием или сваю-оболочку, погружаемую с открытым нижним концом, выемкой грунта и бетонным ядром, работающую на осевую вдавливающую нагрузку Fd,r, кн (тс), должна определяться как сумма расчетных сопротивлений грунта в плоскости нижнего конца ствола или подошвы уширенной пяты и по боковой поверхности по формуле — (11) 36

Пособие к СНиП 2.03.01-84 Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (ЦНИИпромзданий)
ГОССТРОЯ СССР

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИИЖБ)
ГОССТРОЯ СССР

ПОСОБИЕ
по проектированию железобетонных ростверков
свайных фундаментов под колонны зданий
и сооружений

Утверждено
приказом ЦНИИпромзданий
Госстроя СССР
от 30 ноября 1984 г
106а

Центральный институт типового проектирования

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций научно-технического совета ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.

Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 „Бетонные и железобетонные конструкции”)/ЦНИИпромзданий Госстроя СССР и НИИЖБ Госстроя СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

В Пособии приведены рекомендации по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий различного назначения, указания по расчету стаканных ростверков под сборные, железобетонные колонны, плитных ростверков под монолитные железобетонные и стальные колонны, примеры расчета ростверков.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Разработано ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (инженеры Б.Ф. Васильев, В.А. Бажанова, А.Я. Розенблюм) и НИИЖБ Госстроя СССР (канд. техн. наук Н.Н. Коровин) при участии в составлении примеров расчета ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий (кандидаты техн. наук В.Л. Морозенский, Б.В. Карабанов).

При пользовании Пособием необходимо учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале ,,Бюллетень строительной техники» Госстроя СССР и информационном указателе „Государственные стандарты СССР» Госстандарта.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений составлено к СНиП 2.03.01-84 „Бетонные и железобетонные конструкции” и распространяется на проектирование монолитных ростверков квадратной и прямоугольной формы в плане, с кустами из двух, четырех и более свай, под сборные и монолитные железобетонные колонны и под стальные колонны.

Примечание. Свайные фундаменты с кустами из двух свай рекомендуется применять только в каркасных бескрановых зданиях при условии расположения свай в створе пролета здания и величине эксцентриситета приложения нагрузки в перпендикулярном направлении не превышающей 5 см.

При проектировании ростверков, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах, а также в агрессивных средах должны соблюдаться дополнительные требования, регламентированные соответствующими нормативными документами.

1.2. Ростверк является элементом свайного фундамента, опирающимся на куст свай ( черт. 1.). Проектировать куст свай следует в соответствии со СНиП II-17-77 „Свайные фундаменты”.

Сопряжение ростверков со сборными железобетонными колоннами предусматривается стаканным (с подколонником или без него) с монолитными железобетонными колоннами — монолитным, со стальными колоннами — с помощью анкерных болтов.

Черт. 1. Схема образования пирамиды продавливания под сборной железобетонной колонной прямоугольного сечения

1.3. Расчет ростверков производится по предельным состояниям первой группы (по прочности) и по предельным состояниям второй группы (по раскрытию трещин).

Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке и коэффициентов сочетаний, а также подразделения нагрузок на постоянные и временные — длительные, кратковременные, особые — должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», а значения коэффициентов надежности по назначению — согласно „Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций”.

При определении нагрузок от колонн на ростверки следует учитывать увеличение моментов в месте заделки колонн от действия вертикальных нагрузок при прогибе колонн.

При расчете ростверков расчетные сопротивления бетона следует умножать на коэффициент условий работы бетона g b2, принимаемый равным 1,1 или 0,9 в зависимости от длительности действия нагрузок. Коэффициент условий работы бетона g b9 принимается равным 1.

1.4. Расчет ростверков на сваях сплошного круглого сечения производится так же, как и на сваях квадратного сечения. При этом в расчете ростверка сечения круглых свай условно приводятся к сваям квадратного сечения, эквивалентного круглым сваям по площади, т.е. с размером стороны сечения, равным 0,89 dsv, где dsv диаметр свай.

2. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО ПРОЧНОСТИ

А. РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ РОСТВЕРКОВ ПОД СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

2.1. Расчет по прочности плитной части ростверков под сборные железобетонные колонны производится: на продавливание колонной; продавливание угловой сваей; по прочности наклонных сечений на действие поперечной силы; на изгиб по нормальному и наклонному сечениям; на местное сжатие (смятие) под торцами колонн. Помимо этого проверяется прочность стакана ростверка.

Расчет ростверков на продавливание колонной

2.2. Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай производится по формуле (1 ) из условия, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, высота которой равна расстоянию по вертикали от рабочей арматуры плиты до низа колонны, меньшим основанием служит площадь сечения колонны, а боковые грани, проходящие от наружных граней колонны до внутренних граней свай, наклонены к горизонтали под углом не менее 45° и не более угла, соответствующего пирамиде с c=0,4 h (см. черт. 1 ):

Смотрите так же:  Требования к организации и оборудованию рабочего места техника

(1)

где Fper — расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, определяемая из условия

При этом реакции свай подсчитываются только от продольной силы N, действующей в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка;

здесь n — число свай в ростверке;

n1 — число свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению для железобетонных конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона;

h — рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана;

и i полусумма оснований i-й боковой грани фигуры продавливания с числом граней m;

с i расстояние от грани колонны до боковой грани сваи, расположенной за пределами фигуры продавливания;

a — коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, определяемый по формуле

(2)

здесь Af площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, определяемая по формуле

(3)

hапс — длина заделки колонны в стакан фундамента.

При расчете на продавливание центрально-нагруженных ростверков колонной прямоугольного сечения формула (1) приобретает следующий вид:

(4)

c1 — расстояние от грани колонны с размером bcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

c2 — расстояние от грани колонны с размером hcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.

Отношение принимается не менее 1 и не более 2,5.

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы бетона g b2 = 1,1.

Черт. 16. Внецентренно нагруженный свайный фундамент под сборную железобетонную колонну

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона Rbt = 1,1 ?1,05 = 1,16 МПа (11,8 кгс/см 2 ).

Призменная прочность бетона с учетом коэффициента условий работы Rb = 1,1 ?14,5 = 16 МПа (163 кгс/см 2 ).

Арматура из стали класса A- III.

Ростверк принимаем прямоугольной формы в плане размером 270 ?240 см. Размеры подколонника (стакана) в плане 150 ?90 см, глубина заделки колонны в стакане — hanc = 90 см. Отметка верха ростверка — 0,15 м (от уровня чистого пола).

Куст свай под ростверком принимается из девяти свай. Расположение свай в кусте и расстояние между сваями в осях приведены на черт. 16. Верхние концы свай заделываются в плиту ростверка на 50 мм. Глубина уровня грунтовых вод 5 м.

Расчет производится по формуле (4)

Величины реакций свай от нагрузок колонны на ростверк на уровне верхней горизонтальной грани ростверка определяются по формулам:

а) в первом ряду свай от края ростверка со стороны наиболее нагруженной его части

б) во втором ряду от края ростверка

Величина продавливающей силы определяется по формуле (см. п. 2.3)

Задаемся толщиной дна стакана hbot = 60 см.

Расчетная высота дна стакана

Определяем величины c1 и с2 (расстояния от граней колонны до соответствующих ближайших граней свай):

Определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана, для чего предварительно определяем площадь боковой поверхности заделанной в стакан части колонны Af

и принимаем a = 0,85.

По формуле (4) определяем предельную величину продавливающей силы, которую может воспринять ростверк с заданной толщиной дна стакана

т.е. прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Полная высота ростверка h = hanc + hbot = 90 + 60 = 150 см.

Определяем величины расчетных нагрузок на сваи с учетом нагрузок от веса ростверка и грунта на его уступах.

Усредненный объемный вес материала ростверка и грунта принимаем равным V= 21 кН/м 3 , коэффициент перегрузки g f = 1,1.

Расчетная нагрузка на сваи от собственного веса ростверка и грунта на его уступах G равна:

Величины продольной силы и момента, действующие на уровне подошвы ростверка, определяем по формулам:

Nbot = N + G = 3400 + 246 = 3646 кН (371,8 т c);

Mbot = M+Qh= 600+80 ? 1,5=720 кН ?м (73,5 тс ?м ).

Расчетные нагрузки на сваи:

а) в первом ряду свай от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка

405 кН (41,3 тс) 3 ?1,16 = 3688 кН (375 т c) > Q = 1542 кН (157,2 т c).

Следовательно, прочность наклонных сечений плиты ростверка обеспечена.

Расчет ростверка на изгиб

Величины изгибающих моментов определяем по формулам (17) и (18):

а) в сечениях 1-1 и 3-3 по граням колонны (см. черт. 16 )

б) в сечениях 2-2 и 4-4 по граням подколонника

При определении сечения арматуры в плите ростверка (арматура принимается из стали класса A- III) пользуемся формулами (19) — (22). В сечениях по граням колонны:

по табл. 2 при q = 0,03 находим v = 0,985.

Rs=365 МПа (арматура класса A- III, d ? 10 мм)

В сечениях по граням подколонника:

Расчетными являются сечения по граням подколонника (сечения 2-2 и 4-4).

в продольном направлении — 12 ?18 AIII ( As = 30,54 см 2 );

в поперечном направлении — 14 ?16 AIII ( As = 28,15 см 2 ).

Для армирования подошвы ростверка принимается сварная арматурная сетка по ГОСТ 23279-84 марки

Проверка прочности наклонных сечений плиты ростверка по изгибающему моменту

Проверка производится со стороны наиболее нагруженной части плиты ростверка.

Поперечная сила от внешней нагрузки, действующая в нормальном сечении, проходящем через начало наклонного сечения, равна

Предельная величина поперечной силы, которую может воспринять плита ростверка по наклонному сечению, обеспеченному от образования нормальных трещин, определяется по формуле (15) с введением в правую часть неравенства дополнительного коэффициента

Пример 2. Расчет ростверка под сквозную (решетчатую) стальную колонну с раздельными базами под каждую ветвь колонны ( черт. 17).

Черт. 17. Свайный фундамент под стальную решетчатую колонну с раздельными базами

Дано: свайный фундамент с куском из 15 свай.

Размеры ростверка в плане 450 ?240 см. Высота ростверка из условия заделки анкерных болтов для крепления баз колонн принята равной 120 см. Верх ростверка принят на отметке минус 100 см от уровня чистого пола.

Размеры опорных листов баз колонны: abas = 71 см; bbas = 90 см.

Сваи сечением 30 ?30 см заделываются в ростверк на глубину 5 см. Арматурные сетки плиты ростверка уложены на оголовки свай.

Класс бетона по прочности на сжатие В15, коэффициент условий работы бетона g b2=1.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению Rbt = 0,75 МПа (7,65кгс/см 2 ).

Расчетные нагрузки на ростверк:

N1 = 5140 кН (524 т c) — продольная сила на уровне верха ростверка от наиболее нагруженной ветви колонны;

N 2 = 2450 кН (300,8 т c) — продольная сила на уровне верха ростверка от менее нагруженной ветви колонны.

Требуется проверить прочность ростверка на продавливание колонной и угловой сваей.

Проверка ростверка на продавливание колонной

Проверка на продавливание плиты ростверка производится наиболее нагруженной ветвью колонны по периметру стальной плиты базы этой ветви по формуле (32) с учетом рекомендаций п. 2.23

Величина продавливающей силы равна

где F1 — величина реакции свай в первом ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка от расчетных нагрузок от колонны:

F2 — величина реакций свай во втором ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка:

.

Продольная сила и изгибающий момент относительно поперечной оси ростверка:

h = 112 см,

принимаем

Предельная величина продавливающей силы F, которую может воспринять ростверк, будет равна:

F=2 ?1,12 ?0,75 [2,26 ?(0,9+0,448)+2,5(0,71+0,495)] ?10 3 = 10179 кН (998 т c) > Fper = 5334 кН (543,9 т c).

Следовательно, прочность ростверка на продавливание колонной обеспечена.

Проверка ростверка на продавливание угловой сваей

Определяем величину расчетной нагрузки на наиболее нагруженную угловую сваю с учетом нагрузок от собственного веса ростверка и веса грунта на ростверк (объемный вес конструкции в кН/м 3 принимаем равным 0,01 от плотности материала, т.е. для ростверка объемный вес будет равен V1 = 25 кН/м 3 , для грунта V2 = 18 кН/м 3 ):

а) расчетная нагрузка на сваи от собственного веса ростверка

б) расчетная нагрузка на сваи от засыпки земли на ростверк

Определяем величину реакции угловой сваи от полных расчетных нагрузок

Предельную величину продавливающей силы угловой сваи определяем по формуле (14)

По табл. 1 определяем коэффициенты b i:

Следовательно, прочность ростверка на продавливание угловой сваей обеспечена.

Пример 3. Расчет центрально-нагруженного плитного ростверка квадратной формы в плане под сборную железобетонную колонну.

Дано: колонна сечением 40 ?40 см заделана в плиту ростверка на 60 см.

Размеры ростверка в плане — 330 ?330 см; высота — 120 см.

Ростверк опирается на куст из 16 свай сечением 30 ?30 см; расстояние между осями свай — 90 см.

Остальные размеры ростверка указаны на черт. 18.

Черт. 18. Плитный ростверк свайного фундамента под сборную железобетонную колонну

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25, коэффициент условий работы бетона g b2 = 0,9.

Rbt = 0,9 ?1,05 = 0,94 МПа (9,64 кгс/см 2 ).

Расчетная продольная сила от нагрузки на колонну на уровне верха ростверка

N = 4050 кН (413 т c).

Требуется проверить прочность ростверка на продавливание и на раскалывание продольной силой N.

Расчет ростверка на продавливание от низа колонны производим по формуле (5)

где h = 1130 — 600 = 530 мм;

мм.

По формуле (2) определяем значение коэффициента a:

Af = 2 ?0,8 ?0,6 = 0,96 м 2 = 0,96 ?10 6 мм 2 ,

тогда

По формуле (9) находим несущую способность ростверка на раскалывание

где

По формуле (10) определяем значение коэффициента m, для чего предварительно определяем значение напряжения бокового обжатия s sid

МПа,

За несущую способность ростверка принимаем большее значение, полученное из расчета ростверка на раскалывание, и сравниваем его с несущей способностью на продавливание от верха ростверка, т.е. при h = 1130 мм:

Поскольку найденная величина несущей способности ростверка на раскалывание не превосходит величину его несущей способности на продавливание от верха ростверка, условия п. 2.8 выполнены:

4084 кН> N = 4050 кН.

Следовательно, прочность ростверка обеспечена.

Пример 4. Расчет железобетонного монолитного ростверка внецентренно нагруженного свайного фундамента со сборным башмаком по серии 1.020-1/83 под колонну средней зоны каркаса общественного здания.

Дано: расчетные нагрузки от колонны на фундамент на уровне верхней грани ростверка:

N = 5000 кН (510 тс); M = 49 кН ?м (5тс ?м); Q = 20 кН (2 т c).

Сваи забивные железобетонные квадратные сечением 30 ?30 см.

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, Fsv = 450 кН (45,9 т c); расчетная нагрузка на крайние сваи в кусте (с учетом перегрузки их в размере 20%) = 1,2 ?450 = 540 кН (55,1 т c).

Класс бетона ростверка по прочности на сжатие В25.

Коэффициент условий работы бетона g b2 = 1,1.

R b = 14,5 ?1,1 = 16 МПа (163 кгс/см 2 );

R bt = 1,05 ?1,1 = 1,16 МПа (11,8 кгс/см 2 );

Арматура из горячекатаной стали класса A- III.

Ростверк принимаем прямоугольной формы в плане размером 330 ?240 см. Марку сборного башмака подбираем в соответствии с указаниями серии 1.020-1/83 вып. 1-1 (2Ф12.9-1).

Класс бетона сборного башмака В15:

Черт. 19. Составной ростверк под сборную железобетонную колонну

1 — монолитная плита; 2 — сборный башмак

Размеры сборного башмака в плане 120 ?120 см, высота 90 см, толщина дна сборного башмака 25 см. Отметка верхней грани монолитного ростверка — 1,05 м, сборного башмака — 0,15 м (от уровня чистого пола).

Куст свай под ростверком принимается из 12 свай. Расположение свай в кусте и расстояние между сваями в осях приведены на черт. 19. Верхние концы свай заделываются в плиту ростверка на 5 см. Глубина уровня грунтовых вод 5 м.

Расчет ростверка на продавливание колонной

Расчет производится по формуле (4).

Величины реакций свай от нагрузок колонны на ростверк на уровне верхней горизонтальной грани ростверка определяются:

б) во втором ряду от края ростверка со стороны наиболее нагруженной части ростверка

Величина продавливающей силы

кН (441 тс).

Задаемся толщиной монолитного ростверка 60 см. Расчет на продавливание проводим для составной конструкции из днища сборного стакана и плиты ростверка. Суммарная толщина дна сборного стакана и монолитного ростверка (от нижней грани колонны) равна

Расчетная высота h = hbota1 = 90 — 7 = 83 см, в том числе расчетная высота монолитной части ростверка равна 53 см.

Определяем величины c1 и c2 (расстояния от граней колонны до соответствующих ближайших граней свай):

Если то принимаем c1 = h = 83 см;

По формуле (2) определяем коэффициент a, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть ростверка через стенки стакана

По формуле (4) определяем предельную величину продавливающей силы, которую может воспринять составной ростверк

Принимаем толщину монолитной плиты 60 см.

Определяем величины расчетных нагрузок на сваи с учетом нагрузок от веса ростверка, сборного башмака и грунта на уступах ростверка.

Усредненный объемный вес материала составного ростверка и грунта принимаем равным V = 21 кН/м 3 , коэффициент перегрузки g f = 1,1.

Величины продольной силы и момента, действующие на уровне подошвы монолитного ростверка:

Nbot = N + G = 5000 + 302 = 5302 кН (540,6 т c);

б) во втором ряду свай от края ростверка

Следовательно, несущая способность сваи обеспечена.

Расчет ростверка на продавливание угловой сваей

Расчет производим по формуле (14).

Проверяем толщину плиты монолитного ростверка h1 = 60 см.

Высота плиты ростверка от верхнего конца свай равна

принимаем b1 = 0,6;

принимаем b2 = 1;

Определяем предельную нагрузку на сваю из условия продавливания плиты ростверка угловой сваей

Следовательно, прочность плиты ростверка на продавливание угловой сваей обеспечена.

Расчет прочности наклонных сечений плиты ростверка по поперечной силе

Расчет производим по формуле (15).

Определяем расчетную величину поперечной силы со стороны наиболее нагруженной части ростверка как сумму реакций всех свай крайнего ряда от расчетных нагрузок на сваи

3 ?450,6 = 1352 кН (137,8 т c);

Определяем предельную величину поперечной силы, которую может воспринять плита ростверка по наклонному сечению:

Следовательно, прочность наклонных сечений плиты ростверка по поперечной силе обеспечена.

Расчет плиты ростверка на изгиб

Определяем величины изгибающих моментов в сечениях 1-1 и 2-2, проходящих по краям подошвы сборного башмака

Пользуясь формулами (19) и (23), определяем требуемое сечение арматуры из стали класса A- III ( Rs = 365 МПа):

по табл. 2 при q = 0,09 находим v = 0,952;

в продольном направлении 23 ?18 AIII

в поперечном направлении 17 ?16 AIII

Для армирования подошвы ростверка принимается сварная арматурная сетка по ГОСТ 23279-84 марки

Определяем предельную величину поперечной силы, которую может воспринять монолитная плита ростверка по наклонному сечению, обеспеченному от образования нормальных трещин и проходящему от плоскости внутренних граней свай крайнего ряда до ближайшей наружной грани сборного башмака:

Полученная величина больше суммы реакций всех свай крайнего ряда со стороны рассматриваемого сечения: 1352 кН (137,8 т c).

Следовательно, прочность наклонных сечений по изгибающему моменту обеспечена.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Усилия от внешних нагрузок и воздействий

M — изгибающий момент;

N — продольная сила;

Q — поперечная сила;

Fper — продавливающая сила;

F — реакция сваи.

Rb — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельного состояния первой группы;

Rbt расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния первой группы;

Rs расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельного состояния первой группы;

Rsw расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы.

а; b — соответственно длина и ширина подошвы ростверка;

a1; b1 — соответственно больший и меньший размер сечения подколонника;

h — полная высота ростверка;

h1 — высота плиты ростверка;

h — рабочая высота ростверка;

h01 — рабочая высота плиты ростверка;

hапс — длина заделки колонны в стакан или плиту ростверка;

S — шаг свай в свайном кусте;

abas; bbas — размеры в плане опорной плиты базы стальной колонны;

а — защитный слой бетона до поверхности арматуры;

е — эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечения колонны;

и i полусумма оснований i-й боковой грани фигуры продавливания;

с i — длина проекции i-го наклонного сечения;

d — диаметр арматуры;

А s площадь сечения арматуры;

А f площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента;

Ab площадь сечения ростверка, учитываемая при расчете прочности ростверка на раскалывание.

1. Общие положения . 1

2. Расчет ростверков по прочности . 2

А. Расчет по прочности ростверков под сборные железобетонные колонны .. 2

Б. Расчет ростверков под монолитные железобетонные колонны по прочности . 13

В. Расчет ростверков под стальные колонны по прочности . 13

3. Расчет ростверков по раскрытию трещин . 15

4. Конструктивные рекомендации . 16

5. Примеры расчета ростверков . 17

Приложение Основные буквенные обозначения . 30

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *