3.6.20. При наличии в пределах длины свай слоев сильно деформирующихся грунтов, имеющих модуль деформации Е < 5 МПа и уплотнения этих грунтов, независимо от загрузки свай, на части их боковой поверхности могут возникнуть отрицательно направленные (негативные) силы трения, вследствии# осадки указанных грунтов. Причинами возникновения отрицательно направленного трения могут быть:
а) загрузка пола здания или поверхности земли около свайного фундамента нагрузкой более 20 кН/м2;
б) подсыпка территории более 1 м после устройства свайных фундаментов;
в) незавершенная консолидация слоев слабых грунтов от нагрузки подсыпанного (намытого) грунта до устройства свайных фундаментов;
г) деформации уплотнения слабых грунтов под действием напряжений, возникающих в основании свайного фундамента вследствие возведения и загрузки по соседству фундаментов на естественном основании;
д) увеличение напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;
е) уплотнения песков при динамических воздействиях.
3.6.21. Отрицательные силы трения учитываются до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и его загрузки превышает половину предельно допустимого значения осадки здания или сооружения. В таком случае несущая способность свай определяется по формуле:
h z0
__ __
Fd = yc (YcR R A + u \ ycf fi hi - u \ yc1 ycf fi hi), (3.12)
/__ /__
z0 0
где z0 - глубина, м, на которой осадка околосвайного грунта равна половине предельно допустимой осадки фундамента; h - длина сваи, м; Yс1 - коэффициент условий работы при развитии отрицательно направленного трения при z0 < 4м Yс1 = 0,6, а при z0 => 4м Yc1 = 0,8.
Остальные обозначения приведены в экспликации к формуле (3.6).
3.6.22. Несущая способность свай на выдергивающую и горизонтальные нагрузки определяются по СНиП 2.02.03-85.
3.6.23. Несущая способность свай по данным статических испытаний определяется по указаниям разд. 2.4 настоящих ТСН.
Расчет свайных фундаментов
3.6.24. Расчет свайных фундаментов по несущей способности грунта основания и свай, по прочности конструкций, а также свайных ростверков должен производиться на основные сочетания нагрузок, подсчитанных c коэффициентами надежности по нагрузке по СНиП 2.01.07-85. Нагрузки для расчета по деформациям должны подсчитываться с коэффициентом надежности по нагрузке, равной единице.
Допускается для определения осадки свайных фундаментов вычислять расчетную нагрузку делением расчетной нагрузки, подсчитанной для расчета по первому предельному состоянию (с коэффициентами надежности по нагрузке yf > 1) на усредненный коэффициент надежности по нагрузке yf = 1,2.
3.6.25. Дополнительные вертикальные нагрузки на сваи от ветра для жилых и гражданских зданий с несущими стенами, опирающимися непосредственно на ростверк, рекомендуется определять из расчета "абсолютной" жесткости здания с распределением их на ростверки, расположенные по его периметру.
3.6.26. Расчетная нагрузка N, передаваемая на сваю, может определяться без учета допускаемых при забивке (изготовлении) отклонений свай от проектного положения.
3.6.27. При проектировании свайных фундаментов с монолитными ростверками, бетонируемыми на грунте или подготовке, рекомендуется учитывать совместную работу свай, ростверка и грунта.
Учет передачи нагрузки ростверком на грунт не допускается: если в пределах длины свай находятся слабые грунты с модулем деформации E <= 5000 кПа, торфы, заторфованные грунты, насыпные, намывные и набухающие грунты; если подошва ростверка расположена выше глубины промерзания.
Величина нагрузки, передаваемой ростверком на грунт, может определяться из условия равенства осадок плиты ростверка и свайного фундамента. При этом в пределах сжимаемой толщи грунтов под ростверком трение по боковой поверхности свай должно полностью исключаться.
3.6.28. Расчет неравномерности осадок свайных фундаментов обязателен для разноэтажных зданий, зданий примыкающих к существующим, высотных точечных зданий, зданий (более 12 этажей); во всех случаях, когда концы свай опираются в грунты с модулем деформации Е <= 10000 кПа, при различной длине сваи под одним зданием, а также при разнице нагрузок на кусты свайных фундаментов или участки ленточных ростверков более 50%.
3.6.29. Определение осадок свайных фундаментов должно производиться в соответствии с СНиП 2.02.03-85.
3.6.30. Расчет на прочность всех свайных ростверков должен производиться по СНиП 2.03.01-84.
Расчет ленточных ростверков с однорядным расположением свай с шагом l <= d + 2h0 (рис. 3.13), нагруженных равномерно-распределенной нагрузкой (стены фундаментов из бетонных блоков, кирпича или из крупных панелей), на продавливание может не производиться; арматура назначается конструктивно в количестве 0,005 от площади сечения bh0 (b - ширина, h0 - рабочая высота ростверка).
Свободное сопряжение сваи с ростверком должно проверяться на местное сжатие (смятие) согласно СНиП 2.03.01-84.
При заделке голов свай в ростверк без оголения арматуры производится проверка на продавливание.
3.6.31. Расчет свай на действие вертикальной и горизонтальной нагрузки и момента производится в соответствии с прил. 1 СНиП 2.02.03-85.
3.6.32. Типовая конструкция оголовка (см. табл. 3.6) для применения в С.-Петербурге рассчитана на допустимую нагрузку на сваю 500 кН с эксцентриситетом 5 см.
3.6.33. Расчет свай с оголовком выше поверхности земли на вертикальную нагрузку должен производиться по прочности с учетом случайного эксцентриситета в соответствии с СНиП 2.03.01-84.
Рис. 3.13. Расчетная схема ростверка
рис. 3.13Таблица 3.6.
Оголовки для забивных свай
Значение эксцентриситета при расчете должно приниматься равным допускаемым отклонениям головы сваи. Для безростверковых фундаментов при расположении свай в пределах высоты подвала до 2 м рекомендуется эксцентриситет принимать равным 2 см.
Продольный изгиб свай, полностью находящихся в грунте, не учитывается.
Конструкция свайных фундаментов
3.6.34. С целью обеспечения большей равномерности осадок фундаментов, снижения расхода материалов и стоимости назначение размеров и количества свай должно производиться с учетом наиболее полного использования допустимой расчетной нагрузки на сваю, определенной по несущей способности грунта и материала. Выравнивание вертикальных нагрузок на сваи достигается изменением расстояний между ними в ленточных фундаментах; количеством свай в кустах и в свайных полях; длиной и, в отдельных случаях, назначением свай различного сечения. Рекомендуется производить оптимизацию решения по приведенным затратам.
Недогрузка отдельных свай от вертикальных нагрузок допускается до 15, а перегрузка - до 5%.
3.6.35. Сваи, как правило, должны прорезать толщу слабых грунтов (прорезка торфа и заторфованных грунтов обязательна) и входить в плотные грунты:
а) в пески крупные и средней крупности, глины и суглинки с показателем текучести IL < 0,25 не менее 0,5 м;
б) в другие грунты - не менее 1,0 м.
Если на слое грунта, принятого за основание, залегают торф, заторфованные грунты или пылевато-глинистые грунты текучей консистенции, нижние концы свай должны быть заглублены в подстилающие плотные грунты не менее чем на 2 м.
Набивные сваи и сваи-оболочки с уширенной пятой должны входить в несущий пласт грунта на глубину не менее диаметра уширения.
Круглые полые сваи без острия и сваи-оболочки, расчитываемые# с учетом грунтового ядра (погружение без выемки или с частичной выемкой грунта) должны входить в несущий слой не менее чем на 2 м.
Если под несущим слоем свайного фундамента залегают слои более слабых грунтов, то ниже острия свай должен оставаться несущий слой, толщина которого должна проверяться расчетом, но быть не менее 1,5 м.