Приложение б
(рекомендуемое)
Определение несущей способности пирамидальных
свай с наклоном боковых граней ip > 0,025
Б.1 Несущую способность (Fdi), кН, пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip > 0,025 допускается определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунта основания на боковой поверхности сваи и под ее нижним концом по формуле
,
(Б.1)
где Аi с I,i, cI,i
d n1, n2 |
— площадь боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, м2; — угол конусности сваи, град; — расчетные значения угла внутреннего трения, град, и удельного сцепления, кПа, i-го слоя грунта; — сторона сечения нижнего конца, меньший размер поперечного сечения сваи, м; — коэффициенты, значения которых приведены в таблице Б.1. |
Таблица Б.1
Коэффициент |
Угол внутреннего трения грунта (I,i), град |
|||||||||
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
|
n1 n2 |
0,53 0,94 0,06 |
0,48 0,88 0,12 |
0,41 0,83 0,17 |
0,35 0,78 0,22 |
0,30 0,73 0,26 |
0,24 0,69 0,29 |
0,20 0,65 0,32 |
0,15 0,62 0,35 |
0,10 0,58 0,37 |
0,06 0,54 0,39 |
Примечание — Для промежуточных значений угла внутреннего трения (I,i) значения коэффициентов (n1), (n2) и () определяются интерполяцией. |
||||||||||
Сопротивления грунтов под острием сваи (pi) и на ее боковой поверхности (pi), кПа, определяются по формуле
,
(Б.2)
где Еi
i
|
— модуль деформации грунта i-го слоя, определяемый по результатам прессиометрических испытаний, кПа; — коэффициент Пуассона i-го слоя грунта, кПа, принимаемый в соответствии с требованиями СНБ 5.01.01; — коэффициент, значения которого приведены в таблице Б.1. |
Давление грунта (p0,i) и (pp,i), кПа, определяется по формулам:
;
Б.3)
pp,i = p0,i (1 + sinI,i) + cI,icosI,i, (Б.4)
где I,i hi |
— удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3; — средняя глубина расположения i-го слоя грунта, м. |
Б.2 Для определения несущей способности пирамидальных свай с наклоном боковых граней ip >0,025 допускается использовать Пособие П1-2000 к СНБ 5.01.01.
59
Приложение в
(рекомендуемое)
Методика расчета несущей способности оснований свайных кустов с учетом работы ростверка на грунтовом основании
В.1 Несущая способность свайного куста (низкий ростверк) определяется как сумма несущих способностей отдельных свай и несущей способности ростверка, опирающегося на уплотненный грунт.
В.2 Расчетная допускаемая нагрузка на свайный фундамент от внешней вертикальной нагрузки определяется как сумма расчетных допускаемых нагрузок на сваи и ростверк по формуле
,
(В.1)
где N c
k
Rp
Ap
Aci cp
cr и cf
Rc
n U Rfi
hi k |
— сумма всех вертикальных расчетных нагрузок, действующих на свайный фундамент, кН; — коэффициент условий работы грунтового основания, принимаемый: c = 0,8 — для грунтов I типа по просадочности, а также при наличии в зоне влияния фундаментов слабых грунтов с модулем деформации (Е) меньшим 10 МПа; c = 1,0 — в остальных случаях; — коэффициент надежности метода испытаний, принимаемый равным: — 1,2, если несущая способность фундамента определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой; — 1,3, если несущая способность свай, расчетное сопротивление грунта под подошвой несущего ростверка определены методами статического и динамического зондирования, согласно Пособию П2-2000 к СНБ 5.01.01; — 1,4, если несущая способность свай, расчетное сопротивление грунта под ростверком определены по СНБ 5.01.01, РСН 69, Пособию П5-2000 к СНБ 5.01.01; — расчетное сопротивление грунта под подошвой ростверка, кПа, определяемое зондированием и пенетрацией по таблице В.1 и рисунку В.1 с использованием методики Пособия П12-2000 к СНБ 5.01.01; — площадь условной опоры ростверка, м2, равная аb. Здесь a и b, соответственно, длина и ширина ростверка по верху, м; — площадь поперечного сечения i-ой сваи, м2; — коэффициент условий работы грунта под подошвой ростверка, принимаемый равным: 1,0 — при щебеночной подготовке; 0,9 — при уплотненной песчаной подготовке; 0,8 — при уплотненных супесях, суглинках; — коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай и расстояние между ними на расчетное сопротивление грунта и принимаемые по таблице В.2; — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, МПа, принимаемое по таблицам 6.1 и 6.2; — количество свай в кусте; — наружный периметр поперечного сечения сваи, м; — расчетное сопротивление грунта i-го слоя основания на боковой поверхности сваи, МПа, принимаемое по таблицам 6.1 и 6.2; — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью свай, м; — количество слоев основания по длине сваи. |
60
Таблица В.1
Тип грунта |
Влажность, (W), % и (W)/(Wо) |
Расчетное
сопротивление грунта основания под
ростверком (Rp),
МПа, при ( |
|||||||
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
5,0 |
7,0 |
10,0 |
15,0 |
||
Песок крупный
|
Независимо от влажности |
— |
— |
— |
0,32
|
0,40
|
0,45
|
0,50
|
0,60
|
Песок средней крупности |
“
|
— |
— |
— |
0,30
|
0,35
|
0,40
|
0,48
|
0,58
|
Песок мелкий |
“ |
— |
— |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
Песок пылеватый |
Маловлажный и влажный |
— |
0,10
|
0,15
|
0,20
|
0,25
|
0,30
|
0,35
|
0,38
|
Супесь моренная |
0,8 1,0 1,2 |
0,18 0,15 0,10 |
0,22 0,20 0,15 |
0,28 0,25 0,20 |
0,32 0,30 0,25 |
0,38 0,35 0,30 |
0,43 0,40 0,35 |
0,50 0,48 0,45 |
0,60 0,55 0,50 |
Суглинок морен-ный
|
0,8 1,0 1,2 |
0,22 0,20 0,18 |
0,25 0,23 0,20 |
0,32 0,30 0,25 |
0,37 0,35 0,30 |
0,42 0,40 0,35 |
0,45 0,43 0,40 |
0,50 0,48 0,45 |
0,60 0,58 0,55 |
Супесь пылеватая (лессовидная) |
0,8 1,0 1,2 |
0,12 0,10 0,08 |
0,14 0,12 0,10 |
0,18 0,15 0,12 |
0,22 0,20 0,16 |
0,25 0,23 0,20 |
0,30 0,28 0,25 |
0,38 0,35 0,30 |
0,42 0,40 0,35 |
Суглинок пылеватый (лессовидный) |
0,8 1,0 1,2 |
0,13 0,10 0,09 |
0,16 0,14 0,12 |
0,20 0,18 0,15 |
0,24 0,22 0,18 |
0,28 0,25 0,22 |
0,32 0,30 0,26 |
0,40 0,38 0,35 |
0,45 0,42 0,38 |
Глина |
0,8 1,0 1,2 |
0,20 0,18 0,16 |
0,22 0,20 0,18 |
0,28 0,25 0,22 |
0,30 0,28 0,25 |
0,32 0,30 0,28 |
0,64 0,32 0,30 |
0,42 0,40 0,38 |
0,48 0,45 0,42 |
Примечания 1 Здесь: Wо — оптимальная влажность по ГОСТ 22733, %; — условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда (конуса), МПа; 2
Значение ( |
|||||||||
),
МПа, после забивки свай
)
определяется методом динамического
зондирования легкими забивными зондами
по СТБ 1241 и
СТБ 1242, согласно положениям
Пособия П2-2000 к СНБ 5.01.01, Пособия П5-2000
к СНБ 5.01.01 и Пособия П12-2000 к СНБ 5.01.01.В.3 В случае действия на свайный фундамент горизонтальных сил и изгибающих моментов, расчетная нагрузка на сваю (N), кН, определяется по формуле
,
(В.2)
где Nd Mx, My
cp, Rp, Ap, Aci, n xi, yi x, y |
— расчетная сжимающая сила, кН; — расчетные изгибающие моменты, относительно главных центральных осей x и y плана свай в плоскости подошвы ростверка, кНм; — то же, что в формуле (B.1); — расстояние от главных осей до оси каждой сваи, м; — расстояние от главных осей до оси сваи, для которой определяется расчетная нагрузка, м. |
61
1 — песок крупный; 2 — песок средней крупности; 3 — песок мелкий; 4 — песок пылеватый
Рисунок
В.1 — Зависимость между динамическим
сопротивлением (
)
и удельным сопротивлением пенетрации
(
)
в песчаных грунтах при одинаковом
коэффициенте уплотнения.
Таблица В.2
Способы погружения забивных свай без выемки грунта и расстояние между сваями (по осям) |
Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности оснований свай |
|
под нижним концом (cr) |
на боковой поверхности (cf) |
|
1 Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай механическими (подвесными) паровоздушными и дизельными молотами при расстоянии между сваями: От 1,5d до 3d 3d Св. 3d |
0,95 1,00 1,05 |
1,1 1,0 1,0 |
2 Погружение забивной сваи в предварительно пробуренные лидерные скважины, с заглублением их концов не менее 1 м ниже забоя скважины, при ее диаметре и расстоянии между скважинами: а) равным стороне квадратной сваи От 1,5d до 3d 3d Св. 3d |
0,95 1,00 1,05 |
0,8 0,5 0,5 |
б) на 0,05 м менее стороны квадратной сваи От 1,5d до 3d 3d Св. 3d |
0,95 1,00 1,05 |
0,9 0,6 0,6 |
Примечание — Здесь d — диаметр или поперечный размер сваи постоянного сечения, м. |
||
62
Пример расчета свайного фундамента с несущим ростверком
1 Исходные данные
Расчетная схема свайного фундамента показана на рисунке В.2.
Нагрузки. N = 2000 кН; Мy = 500 кНм; Q = 100 кН.
Грунтовые условия. Насыпной песчаный (песок пылеватый) грунт с характеристиками: мощность слоя 2,0 м, результаты статического зондирования qs = 2 МПа, fs = 0,02 МПа.
Рисунок В.2 — Расчетная схема
Ниже залегают пески средней крупности средней плотности с характеристиками: qs = 5 МПа, fs = 0,005 МПа, е = 0,64, сI,i = 0,002 МПа, I,i = 32, Е = 22 МПа, = 18 кН/м3.
Грунтовые воды на площадке отсутствуют.
2 Определяем допускаемую нагрузку на свайный фундамент от вертикальной нагрузки.
Задаемся, что длина всех свай lc = 6 м.
с = 1,0; k = 1,3; Rp = 0,16 МПа (по таблице В.1);
Аp = 1,82,4 = 4,32 м2;
Аc = 0,30,3 = 0,09 м2;
сp = 1,0;
сr = 1,05;
сf = 1,0 (по таблице В.2);
R = 0,825 = 4,1 МПа (по Пособию П2-2000 к СНБ 5.01.01);
n = 6 шт;
63
U = 40,3 = 1,2 м;
Rf1 = 0,760,02 = 0,015 МПа (по Пособию П2-2000 к СНБ 5.01.01);
Rf2 = 0,680,03 = 0,02 МПа (по Пособию П2-2000 к СНБ 5.01.01);
h1 = 2 м;
h2 = 4 м,
тогда по формуле (В.1)
=
2,86 МН = 2860 кН > 2000 кН.
Условия СНБ 5.01.01 удовлетворяются.
3 Определяем расчетные нагрузки на сваи по формуле (В.2)
=
218
156 = 62 кН;
N2,3 = 218 + 156 = 374 кН;
N5,6 = 218 кН.
Допустимая нагрузка (Nu) на забивную призматическую сваю, определенная по результатам статического зондирования согласно Пособию П2-2000 к СНБ 5.01.01, составляет
— для свай длиной 6 м — Nu = 416 кН;
— для свай длиной 3 м — Nu = 360 кН.
Таким образом:
Nc = (62; 374) кН < Nu = 416 кН;
Nc = 218 кН < Nu = 360 кН.
Условия СНБ 5.01.01 удовлетворяются.
64
Приложение Г (рекомендуемое)