что такое отрицательное трение грунта окружающего сваю

Ф.14.48. Что такое отрицательное трение грунта, окружающего сваю?

Отрицательное трение возникает тогда, когда окружающий сваю грунт вместо того, чтобы сопротивляться вдавливанию сваи в грунт и создавать силы сопротивления, направленные вверх, наоборот, из-за оседания грунта вокруг сваи тянет ее вниз. В этих расчетах изменяется знак сил трения.

Ф.14.49. В чем заключается динамический способ определения несущей способности свай?

Динамический способ заключается в нахождении несущей способности сваи по величине отказа при забивке ее на глубину, близкую к проектной.

Ф.14.50. На что затрачивается энергия при забивке сваи?

Энергия при забивке сваи затрачивается на преодоление сопротивления грунта погружению сваи, на упругие деформации соударяемых молота и сваи, на превращение механической энергии в тепловую, на разрушение головы сваи.

Ф.14.51. В чем заключается статический метод испытания свай?

Статический метод испытания сваи заключается в том, что к забитой на заданную глубину свае ступенями прикладывается нагрузка, чаще всего создаваемая домкратом, и выжидается стабилизация осадки при данной ступени нагрузки, после чего прикладывается следующая ступень нагрузки. Ступени составляют обычно 1/10-1/15 ожидаемой величины предельной нагрузки. После этого строится график зависимости осадки от нагрузки, причем за предельную принимается нагрузка, вызывающая 20 % осадки от предельной для проектируемого здания или сооружения. Эта нагрузка делится на коэффициент надежности, равный 1,2.

Ф.14.52. В чем заключается метод статического зондирования для определения несущей способности свай?

Статическое зондирование представляет собой вдавливание в грунт штанги с конусом стандартного размера (диаметр его основания 36 мм, угол заострения 60 ° ). Измеряется вдавливающее усилие в зависимости от глубины и с помощью переходных формул находится несущая способность сваи.

Источник

СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты

УЧЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ (НЕГАТИВНЫХ) СИЛ ТРЕНИЯ ГРУНТА НА БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ СВАЙ

4.11. Отрицательные (негативные) силы трения, возникающие на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз, следует учитывать в случаях:

планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;

загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м ( 2 тс/м );

загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м (10 тс/м );

увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;

незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;

уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;

просадки грунтов при замачивании.

Примечание. Учет отрицательных сил трения, возникающих в просадочных грунтах, следует производить в соответствии с требованиями разд.8.

4.13. В случае, когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение следует принимать равным 5 кПа (0,5 тс/м ).

Если известны значения коэффициентов консолидации и модуля деформации торфов, залегающих в пределах длины погруженной части сваи, и возможно определение значения осадки основания от воздействия пригрузки территории для каждого слоя грунта, то при определении несущей способности сваи допускается учитывать силы сопротивления грунта с отрицательным знаком (отрицательные силы трения) не от уровня подошвы нижнего слоя торфа, а начиная от верхнего уровня слоя грунта, значение дополнительной осадки которого от пригрузки территории (определенной начиная с момента передачи на сваю расчетной нагрузки) составляет половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения.

Источник

Отрицательное трение при насыпи

Добрый день. Подскажите по теме, сам запутался.
На «песок мелкий средней плотности насыщенный водой» (Е=22,9 МПа) делается насыпь порядка 6м. Далее на свайный фундамент ставится здание, допустим, «одноэтажное производственное со стальным каркасом» с предельной осадкой в 12см.
Согласно СНиП нужно учесть отрицательное трение. В данном случае, я так понимаю, график осадки будет складываться из осадки «материкового» песка от пригруза насыпи и от осадки (усадки) самой насыпи.

Собственно вопросы:
1. При расчете осадки песка от веса насыпи (методом послойного суммирования) какую величину b (ширина фундамента) брать? Размер насыпи в плане порядка 200х100 м. Думал, что данная величина назначается условно, но при разных ее величинах получается разная осадка.
2. Как рассчитать осадку самой насыпи (чтобы найти зону действия сил отрицательного трения)?

Пара вопросов для понимания темы.

Сравним два документа:

1) РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ 1980 (док1)
2) СНиП 2.02.03-85 (док2)

вопрос касательно определения зоны учета отрицательной силы при насыпных

в док2 написано тоже для околосвайного грунта, т.е. учитывается осадка оставшиеся после завершения строительста, но она равна 0.5 от предельно допустимой, т.е. в СНиП реализовано, то что в док1 написано, что можно допустить осадку от собственного веса конструкций 0.5 от предельной.

Для упрощения расчетов, все же если сделать расчет осадки околосвайного грунта методом послойного суммирования, т.е. принять, что на момент возведения здания околосвайный грунт не давал осадку (т.е. в запас) и это значение окажется меньше 0.5 предельной осадки здания, то можно не заморачиваться с консолидацией, и осадкой околосвайного грунта с учетом времени.

ну и второй вопрос, почему все-таки все завязано с предельной осадкой сооружения, а не фактической осадкой ростверка, ведь имеет значения у меня насколько просел ростверк после загрузки сооружения на 50мм (1случай) или 100мм (2 случай), т.е. независимо от этого отрицательная для 1 и 2-го случая будет по расчету одинаковая. а по факту нет

Источник

Рекомендации по учету сил отрицательного трения при проектировании свайных фундаментов

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

«Рекомендации» содержат методы расчета свай и свайных фундаментов по несущей способности и по деформациям в условиях сильносжимаемых грунтов с учетом сил отрицательного трения и продольного изгиба свай.

Оглавление

2. Определение зоны действия сил отрицательного трения

3. Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию

4. Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию

5. Определение сил отрицательного трения по результатам полевых испытаний

Этот документ находится в:

Организации:

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ОРДЕНА ТРУДОВОГО НРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГОССТРОЯ ССОР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений Гооотроя СССР

Зам. директора Института доктор техн. наук, профессор

ПО УЧЕТУ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

( 3 ) выполняется непрерывно, ординату условной нейтральной точки при фундаменте из висячих свай следует принимать равной ординате плоскости, проходящей через слой грунта, для которого выполняется условие

осадка слоя околосвайного грунта, происшедшая к моменту окончания строительства 8дания или сооружения;

2.5, Для приближенных расчетов ординату условной нейтральной точки при фундаменте из висячих свай можно принимать равной ординате плоскости, проходящей через слой грунта, скорое^ осадки которого к моменту окончания строительства

2.6. Если несущий слой грунта перекрыт явно выраженным слоем сильносжимаенсго грунта, то положение нейтральной

i-Ш-Ш IMI ili±iLLrJ 1±.^IJJlLL1±LL

^ j* зона действия сил

if ц отрицательного трвяия

f зона действия сил, i которые могут не

^ зона действии сил 1 сопротивления

Рис. I. Расчетная схема сил, действующих на сваю в оседающем грунт®.

точки при проверке выполнения условия ( 3 ) для предварительных расчетов можно принимать на кровле несущего слоя.

2.7. Для свай-стоек положение нейтральной точки определяется по условию ( 5 ).

3. РАСЧЕТ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПО ВТОРОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ.

3.1. При действии сил отрицательного трения расчет свай и свайных фундаментов по второму предельному состоянию ( по деформациям ) является основным.

3.2. Расчет свай и свайных фундаментов по второму предельному состоянию производится по формуле

величина деформации ( осадки или перемещения )

сваи или свайного фундамента с учетом действия сил отрицательного трения;

Зпрг обозначение то же, что и в формуле ( 6 ).

3.3. Расчет свайных фундаментов из свай-стоек по осадкам не производится. Величина возможной осадки такого фундамента принимается в соответствии с п. 7.2 главы СНиП П-Б. 5-67*.

3.4. При расчете свай и свайных фундаментов по деформациям в соответствии с условием ( 9 ) действие сил отрицательного трения не учитывается в пределах слоев грунта, для

которых выполняется одно из следующих условий:

Srp.» Srp.t S пр. > 4 6 )

S г#> S гр.£* S ПР. Sy. стр. ; ( 7 ‘)

где все обозначения и условия применения те же, что и в формулах ( 5 С б ), ( 7 \ 8 ).

3.5. Для одиночных свай условие (. 9 i считается выполненным, если

нормативные силы сопротивления в Т грунта основания сваи, расположенного ниже нейтральной течки, определяемые для свай призматических по формуле ( II ) или по результатам полевых исследований в соответствии с разделом 5 Рекомендаций, а для свая с уширенным нижним концом по формуле ( 12 );

нормативное значение сил отрицательного трения, действующих на боковой поверхности свай, в Т, определяемое по формуле ( 13 ; или по ре-

зультатам полевых исследований в соответствии с разделом 5 Рекомендаций.

Примечание: Сваи, расстояние между осями которых более

3.6. Нормативные силы сопротивления грунта основания призматической сваи, при действии сил отрицательного трения Рос. в Т определяются по формуле

P«=fiWzfrei ■ (“)

5,4 и 5.5 главы СНиП П-Б.5-67*;

между уровнем нейтральной точки и горизонтальной плоскостью, проходящей через концы сваи.

3.7. Нормативные силы сопротивления грунта основания сваи с уширенным нижним концом, в Т, прорезающей толщу водонасыщенных оплывающих грунтов ( либо при засылкз пазух с

уплотнением его до средней плотности ) и работающей на осевую сжимающую нагрузку, определяется по формуле

— периметр умирания в м;

— высота умирания в м;

— нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности уширения в Т/м^, определяемое по указаниям п.п. 5.4 и 5.5 главы СНиП П-Б.5-67*;

3.8. Нормативные силы отрицательного трения, действующие на боковой поверхности одиночной сваи определяются по формуле

Рт= nUUZKtjfijtj • 13 >

определяемое испытаниями образцов грунта на

сдвиг или принимаемое для предварительных рас-

четов по табл. 13 главы СНиП П-Б.1-62*; коэффициент Пуассона, значения которого допускается приникать по табл. 9 главы СНиП П-Б.1-62*;

объемный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, в Т/м 3 ;

3.10. Расчет свайноге фундамента из кустов висячих свай по второму предельному состоянию ( по деформациям ) производится как для условного фундамента на естественном основании в соответствии с требованиями главы СНиП П-Б.1-62*. Границы условного фундамента ( Рис. Z ) определяются следующим образом

для отдельных слоев грунта h, fa. in ( в пределах участка длины сваи Си ).

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включается вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента.

3.12. Нормативное значение сил отрицательного трения Рк.отр. в Т, действующих ка куст свай определяется по формуле

Рис. 2. Схема определения границ условного фундамента прн расчете осадок свайных фундаментов.

‘’Рекомендации по учету сил отрицательного трения при проектировании свайных фундаментов» содержат методы расчета свай и свайных фундаментов по несущей способности и по деформациям в условиях сильносжимаемых грунтов с учетом сил отрицательного трения и продольного изгиба свай.

Рекомендации разработаны Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений Госстроя СССР при участии треста «Оргтех-строй» Минстроя Латвийской ССР и Уральского Пром-стройНШпроста ( в части расчета сбой с уширенным нижним концом ).

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

— периметр куста,в ы,по наружным граням свай, _u расположенных в крайних рядах;

4. РАСЧЕТ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕЭДЩ ПО ПЕРВОМУ ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ.

4.1. Несшая способность Н ( в Т ) забивной висячей сваи, работающей на осевую сжимающую нагрузку, при расчете по условию сопротивления грунта основания определяется по указаниям главы СНиП П-Б.5-67® без учета сил отрицательного трения.

Примечание: Под несущей способностью сваи понимается величина сил сопротивления сваи, при которой вертикальная осадка сваи либо начинает возрастать практически без существенного увеличения нагрузки ( наблюдается пластическое течение J, либо не затухает в течение длительного времени ( проявляется ползучесть грунта основания ).

4.2. Несущая способность Р ( в I ) забивной висячей сваи и сваи-стойки, работающей на осевую сжимающую нагрузку, определяемая по условию сопротивления материала сваи в соответствии с п. 5.16 главы СНиП П-Б.5-67*, должна удовлетворять условию

1. Общие положения. 5

2. Определение зоны действия сил отрицательного

3. Расчет свай и свайных фундаментов по второму

А, Расчет свай и свайных фундаментов при действии сил отрицательного трения по первому предельному состоянию. 19

Настоящие Рекомендации составлены в развитие главы СНиП П-Б.5-67* «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» в части учета сил отрицательного трения на боковой поверхности свай при расчете свай и свайных фундаментов по первому и второму предельным состояниям. В тексте, кроме того, даны рекомендации по проверке свай на продольный изгиб.

Рекомендации могут быть испольгованы при проектировании зданий и сооружений на свайных фундаментах в условиях сильноскимаемых грунтов.

Основой для разработки Рекомендаций послужили результат теоретических и экспериментальных исследований возникновения и развития сил отрицательного трения на боковой поверхности свай, проведенных в последние годы лабораторией свайных фундаментов НИШ оснований и подземных сооружений в полевых и лабораторных условиях, а также с тензометрической сваей натурной величины в больших лотках института.

На экспериментальных площадках в г. Риге и г. Киеве по специально разработанной методике были проведены статические испытания свай вдавливающими и выдергивающими нагрузками. При этом были измерены осадки свай под действием сил отрицательного трения и послойные деформации грунта в течение длительного времени. При помощи тензометрических месдоз, специально разработанного устройства для измерения сил трения грунта на боковой поверхности ( авторское свидетельство It 329421 ) и многоточечных глубинных марок, в серии экспериментов со сваями натурных размеров в больших лотках

института было исследовано напряженно-деформированное состояние околосвайного грунта при действии сил отрицательного трения. Для выявления качественной картины характера деформации околосвайного грунта при его просадке был применён метод фотофиксации.

Весь комплекс указанных экспериментально-теоретических исследований и разработку на его основе методов расчета выполнил инж. В.И. БЕРМАН под руководством к.т.н. Б.В. БАХОЛДИНА.

В проведении полевых работ в г. Риге приняли участие тресты «Оргтехстрой» и «Сгройиеханизация» Минстроя Латвийской ССР.

В части расчета сил отрицательного трения на боковой поверхности свай с уширенным нижним концом использованы результаты экспериментальных исследований, проведенных в полевых и лабораторных условиях лабораторией оснований и фундаментов Уральского ПромстройНИИпроекта.

Рекомендации разработаны Ордена Трудового Красного Знамени НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР ( к.т.н. Б.В. БАХОЛДИН, инженеры В.И. БЕРМАН, В.И. ОСТРОВ ), при участии треста *Оргтехетрой п Минстроя Латвийской ССР и Уральского ПромстройНИИпроекта ( к.т.н. А.Н. ТЕ-ТИОР и инж. А.П. АННЕНКОВ ) в части расчета свай с уширенным нижним концом.

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проек

тирование свайных фундаментов из забивных вертикальных железобетонных свай ( призматических, в том числе с уширенным нижним концом, и трубчатых с закрытым нижним концом ) прорезающих слои сильносжимаемых грунтов, когда на боковой поверхности свай могут возникать силы отрицательного трения. Примечание: I. К числу сильносжимаемых грунтов, на которые

распространяется действие Рекомендаций, относятся торфы, заторфованные грунты и илы.

2. Силами отрицательного трения называются силы, реализующиеся на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.

1.2. Осадка околосвайного грунта может быть вызвана:

а) подсыпкой или намывом, выполняемыми при повышении отметки территории строительства или в соответствии с технологией производства работ, когда слабые грунты выходят на поверхность;

б) загрузкой поверхности грунта или пола, основанного на грунте, значительной полезной нагрузкой:

в) возведением рядом с сооружением на сваях сооружения на фундаментах мелкого заложения;

г) увеличением собственного веса грунта при искусственном или естественном понижении уровня грунтовых воз;

д) уплотнением грунтов, вызванных динамическими

в) естественной консолидацией грунтовой толщи.

1.3. Осадка полностью водонасыщенных малоуплотненных мелких песков и супесей, илов, заторфованных грунтов и торфов, происходящих под действием сплошной равномерно распрост-

ранннной нагрузки территории о гр. ( в см ) определяется на основе теории фильтрационной консолидации по формуле

— координата глубины рассматриваемой точки от поверхности слоя, в см;

— толщина слоя сжимаемого грунта, расположенного между фильтрующим слоем и недренмрованным скальным основанием, или 2Ь между фильтрирующими слоями, в см;

— коэффициент относительной сжимаемости, в см^/кГ;

— интенсивность внешней равномерно распределенной нагрузки, в кГ/см^;

— коэффициент консолидации, в см с /сек;

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОНЫ ДЕЙСТВИЯ СИЛ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ТРЕНИЯ

Примечание: При определении осадки грунта по формуле ( I ) скорость осадки грунта определяется по формуле

где все обозначения те же, что и в формуле ( I ).

2.2. Точка пересечения горизонтальной плоскости, выше которой выполняется условие ( 3 ), с осью сваи называется истинной нейтральной точкой. Ордината истиннок нейтральной точки равна ординате плоскости, для которой выполняется уо-

2.3. Если отрицательное трение действует на свайный фундамент из висячих свай постоянно, т.е. условие ( 3 ) выполняется всегда, то зону учитываемых в расчетах сил отрицательного трения можно ограничить плоскостью, проходящей через слой грунта, осадка которого равна предельной величине средней осадки для данного здания или сооружения. Точка пересечения этой плоскости с осью сваи называется условной нейтральной точкой. Ордината условной нейтральной точки равна ординате плоскости, для которой выполняется условие

2,4. Б тех случаях, когда проектом предусматриваются сроки возведения здания или сооружения и при этой условие

Источник

Учет отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности свай

7.2.11 Основание, в котором расположены сваи, может испытывать деформации из-за консолидации, набухания, пригрузки смежных областей и т. д. Отрицательное (негативное) трение, возникающее на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленное вертикально вниз, следует учитывать в случаях:

планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;

загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м 2 ;

загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м 2 ;

увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;

незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;

уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;

просадки грунтов при замачивании;

при строительстве нового здания вблизи существующих.

П р и м е ч а н и е — Учет отрицательных сил трения, возникающих в просадочных грунтах, следует производить в соответствии с требованиями раздела 9.

7.2.12 Отрицательное трение учитывают до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента превышают половину предельного значения осадки фундамента. Расчетные сопротивления грунта f_i принимают по таблице 7.3 со знаком «минус», а для торфа, ила, сапропеля — минус 5 кПа.

Если в пределах длины погруженной части сваи залегают напластования торфа толщиной более 30 см и возможна планировка территории подсыпкой или иная ее загрузка, эквивалентная подсыпке, то расчетное сопротивление грунта f_i, расположенного выше подошвы наинизшего (в пределах длины погруженной части сваи) слоя торфа, следует принимать:

а) при подсыпках высотой менее 2 м для грунтовой подсыпки и слоев торфа — равным нулю, для минеральных ненасыпных грунтов природного сложения — положительным значениям по таблице 7.3;

б) при подсыпках высотой от 2 до 5 м для грунтов, включая подсыпку, равным 0,4 значений, указанных в таблице 7.3, но со знаком «минус», а для торфа — минус 5 кПа (отрицательные силы трения);

в) при подсыпках высотой более 5 м для грунтов, включая подсыпку, равным значениям, указанным в таблице 7.3, но со знаком «минус», а для торфа — минус 5 кПа.

В пределах нижней части свай, где осадка околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента менее половины предельного значения осадки свайного фундамента, расчетные сопротивления грунта f_i следует принимать положительными по таблице 7.3, а для торфа, ила, сапропеля — равными 5 кПа.

7.2.13 В случае когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение f_i, следует принимать равным 5 кПа.

Если известны значения коэффициентов консолидации и модуля деформации торфов, залегающих в пределах длины погруженной части сваи, и возможно определение значения осадки основания от воздействия пригрузки территории для каждого слоя грунта, то при определении несущей способности сваи допускается учитывать силы сопротивления грунта с отрицательным знаком (отрицательные силы трения) не от уровня подошвы нижнего слоя торфа, а начиная от верхнего уровня слоя грунта, значение дополнительной осадки которого от пригрузки территории (определенной начиная с момента передачи на сваю расчетной нагрузки) составляет половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения.

Определение несущей способности свай по результатам полевых

Испытаний

7.3.1 Несущая способность свай в полевых условиях может быть определена следующими методами: статическими испытаниями свай, динамическими испытаниями свай, испытаниями грунтов эталонной сваей, испытаниями грунтов статическим зондированием.

П р и м е ч а н и е —Для зданий (сооружений) I уровня ответственности несущую способность свай рекомендуется определять по результатам статических испытаний тензометрических свай, выполняемых по специальной программе и при научном сопровождении специализированной научно-исследовательской организации.

7.3.2 Испытания свай статической и динамической нагрузками и испытания грунтов эталонной сваей следует производить, соблюдая требования ГОСТ 5686, а испытания грунтов статическим зондированием —ГОСТ 19912.

Объем полевых испытаний рекомендуется принимать в соответствии с приложением Б.

7.3.3 Несущую способность F_d, кН, свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками, а также по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле

где γ_c — коэффициент условий работы сваи; в случае вдавливающих или

горизонтальных нагрузок γ_c = 1; в случае выдергивающих нагрузок γ_c

F_u,n — нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН, определяемое в

соответствии с 7.3.4 — 7.3.7, а также 7.3.9 — 7.3.11;

γ_g — коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям 7.3.4.

П р и м е ч а н и е — Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, если условия испытаний соответствуют действительным условиям работы сваи в фундаменте здания или сооружения.

7.3.4 В случае если число одинаковых свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле (7.18) следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т.е. F_u,n = F_u,min, а коэффициент надежности по грунту γ_g = 1.

В случае если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, F_u,n и γ_g следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай F_u, полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиями ГОСТ 20522 применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления при значении доверительной вероятности α = 0,95. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями 7.3.5 при вдавливающих, 7.3.6 — при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и 7.3.7 —при динамических испытаниях.

П р и м е ч а н и е —При специальном обосновании допускается проведение испытания одной сваи в месте, имеющем наиболее неблагоприятные условия на участке строительства.

7.3.5 Если нагрузка при статическом испытании свай на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки s без увеличения нагрузки (при s ≤ 20 мм), то за частное значение предельного сопротивления F_u испытываемой сваи принимают нагрузку, зарегистрированную при предыдущей ступени загружения.

Во всех остальных случаях для фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов и гидротехнических сооружений) за частное значение предельного сопротивления сваи F_u вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку, равную s, определяемую по формуле

где s_u,mt — предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания

или сооружения, устанавливаемое по СП 22.13330;

ζ — коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента

здания или сооружения s_u,mt к осадке сваи, полученной при статических

испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки.

Значение коэффициента ζ следует принимать равным 0,2 в случаях, когда испытание свай производят при условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают песчаные или глинистые грунты с консистенцией от твердой до тугопластичной, а также за 2 ч, если под их нижними концами залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.

Если осадка, определенная по формуле (7.19), окажется более 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи F_u следует принимать нагрузку, соответствующую s = 40 мм.

Для мостов и гидротехнических сооружений за предельное сопротивление сваи F_u при вдавливающих нагрузках следует принимать нагрузку на одну ступень менее нагрузки, при которой вызываются:

а) приращение осадки за одну ступень загружения (при общем значении осадки более 40 мм), превышающее в пять раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения;

б) осадка, не затухающая в течение суток и более (при общем значении ее более 40 мм).

Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или более 1,5F_d, где F_d — несущая способность сваи, рассчитанная по формулам (7.5), (7.8), (7.9), (7.11), (7.15) и (7.16), а осадка сваи s при испытаниях окажется менее значения, определенного по формуле (7.19), или для мостов и гидротехнических сооружений — менее 40 мм, то в этом случае за частное значение предельного сопротивления сваи F_u допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях такой сваи.

П р и м е ч а н и я

1 В отдельных случаях при соответствующем обосновании допускается принимать максимальную нагрузку, достигнутую при испытаниях, равной F_d.

2 Ступени загружения при испытаниях свай статической вдавливающей нагрузкой должны назначаться равными 1/10 — 1/15 предполагаемого предельного сопротивления сваи F_u.

7.3.6 При испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой за частное значение предельного сопротивления F_u (7.3.4) по графикам зависимости перемещений от нагрузок принимают нагрузку на одну ступень менее нагрузки, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

П р и м е ч а н и е — Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетных параметров системы «свая — грунт», используемых в расчетах по приложению В.

7.3.7 При динамических испытаниях забивных железобетонных и деревянных свай длиной не более 20 м частное значение предельного сопротивления F_u, кН (7.3.4), по данным их погружения при фактических (измеренных) остаточных отказах s_a ≥ 0,002 м следует определять по формуле

. (7.20)

Если фактический (измеренный) остаточный отказ s_a 2 ;

A — площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного

сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м 2 ;

M — коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным

единице, а при вибропогружении свай — по таблице 7.12 в зависимости от вида

грунта под их нижними концами;

E_d — расчетная энергия удара молота, кДж, принимаемая по таблице 7.13, или расчетная

энергия вибропогружателей — по таблице 7.14;

s_a — фактический остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного удара

молота, а при применении вибропогружателей — от их работы в течение 1 мин, м;

s_el — упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), определяемый с помощью

m₁ — масса молота или вибропогружателя, т;

m₂ — масса сваи и наголовника, т;

m₃ — масса подбабка (при вибропогружении свай m₃ = 0), т;

m₄ — масса ударной части молота, т;

ε — коэффициент восстановления удара; при забивке железобетонных свай молотами

ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ε 2 = 0,2, а

при вибропогружателе ε 2 = 0;

θ — коэффициент, 1/кН, определяемый по формуле

(7.22)

n_p, n_f — коэффициенты перехода от динамического (включающего вязкое сопро-

тивление грунта) к статическому сопротивлению грунта, принимаемые

соответственно равными: для грунта под нижним концом сваи n_p =

= 0,00025 с×м/кН и для грунта на боковой поверхности сваи n_f =

A_f — площадь боковой поверхности сваи, соприкасающейся с грунтом, м 2 ;

g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с 2 ;

H — фактическая высота падения ударной части молота, м;

h — высота первого отскока ударной части дизель-молота, принимаемая

Частные значения предельного сопротивления при динамических испытаниях железобетонных свай длиной свыше 20 м, а также стальных свай любой длины по измеренным остаточным и упругим отказам при их погружении молотами следует определять с помощью компьютерных программ, методы расчета забивки свай в которых основаны на волновой теории удара. Указанные компьютерные программы допускается использовать при испытаниях буронабивных свай специальными подвесными молотами большой массы.

П р и м е ч а н и е —При забивке свай в грунт, подлежащий удалению при разработке котлована, или в грунт дна водотока значение расчетного отказа следует определять исходя из несущей способности свай, вычисленной с учетом неудаленного или подверженного возможному размыву грунта, а в местах вероятного проявления отрицательных сил трения —с их учетом.

7.3.8 Несущую способность F_d, кН, забивной висячей сваи, работающей на вдавливающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей или статическим зондированием следует определять по формуле (7.18), в которой следует принять γ_c = 1.

При этом нормативное значение F_un определяют на основе частных значений предельного сопротивления сваи F_u, кН, в месте испытания грунтов эталонной сваей или зондированием, определенных в соответствии с требованиями 7.3.9, 7.3.10 или 7.3.11.

Коэффициент надежности по грунту γ_g определяют на основе статистической обработки частных значений предельного сопротивления сваи F_u в соответствии с 7.3.4.

7.3.9 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытания грунтов эталонной сваей F_u, кН, следует определять:

а) при испытании грунтов эталонной сваей типа I (ГОСТ 5686) — по формуле

где γ_sp — коэффициент, принимаемый равным 1,25 при заглублении сваи в плотные

пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и равным

1,0 для остальных грунтов;

u, u_sp — периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи;

F_u,sp—частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН, определяемое по

результатам испытания статической нагрузкой по 7.3.5;

б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III (ГОСТ 5686) — по формуле

где γ_cR — коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый

по таблице 7.15 в зависимости от предельного сопротивления грунта под

нижним концом эталонной сваи R_sp;

R_sp—предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа;

A—площадь поперечного сечения натурной сваи, м 2 ;

γ_cf—коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи,

принимаемый по таблице 7.15 в зависимости от f_sp;

f_sp—среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности

эталонной сваи, кПа;

h—глубина погружения натурной сваи, м;

u—периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

П р и м е ч а н и е — При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению. Если разница между ними превышает 20 %, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.

Rsp, кПа	Коэффициент γcR в зависимости от Rsp	fsp, fps,i, кПа	Коэффициент γcf в зависимости от fsp для эталонных свай типов II и III	Коэффициент γcf в зависимости от fps,i для сваи-зонда
для эталонных свай типа II	для эталонных свай типа III
при песках	при глинистых грунтах
≤ 2000	1,15	1,40	≤ 20	2,00	1,20	0,90
1,05	1,20	1,65	0,95	0,85
1,00	0,90	1,40	0,80	0,80
0,90	0,80	1,20	0,70	0,75
0,80	0,75	1,05	0,65	0,70
0,75	0,70	0,80	0,55	—
0,65	0,60	≥ 120	0,50	0,40	—
≥ 13000	0,60	0,55	—	—	—	—
П р и м е ч а н и я 1 Для промежуточных значений Rsp и fsp значения γcR и γcf определяют интерполяцией. 2 В случае если по боковой поверхности сваи залегают пески и глинистые грунты, коэффициент γcf определяют по формуле где Σh’i, Σh«I — суммарная толщина слоев соответственно песков и глинистых грунтов; γ‘cf, γ»cf — коэффициенты условий работы эталонных свай соответственно в песках и глинистых грунтах.

7.3.10 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования F_u, кН, следует определять по формуле

где R_s — предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным

зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

f — среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности

сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

h — глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;

u — периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи R_s, кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

гдеb₁ — коэффициент перехода от q_s к R_s, принимаемый по таблице 7.16 независимо

от типа зонда по ГОСТ 19912;

q_s — среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда,

полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра

d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где

d — диаметр круглого или сторона квадратного, или бόльшая сторона

прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I — по формуле

б) при применении зондов типа II или III — по формуле

, (7.28)

гдеb₂, b_i — коэффициенты, принимаемые по таблице 7.16;

f_s — среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа,

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;

f_si — среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа;

Окончание таблицы 7.16

7.3.11 Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (7.18), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования — по формуле (7.25), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.26). В этом случае b₁ — коэффициент, принимаемый по таблице 7.16 в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.27) или (7.28).

7.3.12 Для буровой сваи, устраиваемой в соответствии с 6.5 а и работающей на сжимающую нагрузку, несущую способность сваи в точке зондирования F_du, кН, допускается оценивать без использования данных о сопротивлении грунта на муфте трения установки статического зондирования, на основании расчета по формуле

где R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое

по таблице 7.17 в зависимости от среднего сопротивления конуса зонда q_c, кПа,

на участке, расположенном в пределах одного диаметра выше и до двух диаметров

A — площадь подошвы сваи, м 2 ;

f_i — среднее значение расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи,

кПа, на расчетном участке h_i сваи, определяемое по данным зондирования

в соответствии с таблицей 7.17;

h_i—толщина i-го слоя грунта, которая должна приниматься не более 2 м;

γ_cf—коэффициент, зависящий от технологии изготовления сваи и принимаемый:

а) при сваях, бетонируемых насухо, равным 1;

б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а также при использовании обсадных инвентарных труб равным 0,7.

7.3.13Несущую способность F_d, кН, свай по результатам их расчетов по формуле (7.29), основанной на данных статического зондирования конусом, следует определять как среднее значение из частных значений F_du для всех точек зондирования.

7.3.14 Учитывая большие нагрузки, передаваемые на буровые сваи, рекомендуется параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования провести расчет в соответствии с подразделом 7.2. При расхождениях в полученных значениях несущей способности свай более 25 % следует выполнить статические испытания свай.

7.3.15 При наличии на площадке данных испытаний статической нагрузкой на вдавливание от 3 до 5 забивных свай в одинаковых грунтовых условиях, а также результатов статического зондирования (шесть и более испытаний), и если результаты расчетов отличаются между собой не более чем на 25 %, несущую способность определяют по формуле

, (7.30)

где — среднее значение предельного сопротивления сваи;

γ_gs — коэффициент надежности по грунту, определяемый по результатам

зондирования по формуле

где V_s — коэффициент вариации частных значений предельного сопротивления

сваи, рассчитанных по данным зондирования, определяемый по ГОСТ

Источник