Свод правил по проектированию и строительству СП 50-102-2003 "Проектирование и устройство свайных фундаментов" (одобрен постановлением Госстроя РФ от 21 июня 2003 г. N 96) стр. 30

Приложение Д

(рекомендуемое)

Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

Д.1 Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен производиться в соответствии со схемой, приведенной на рисунке Д.1, и включать следующие операции:

а) расчет свай по деформациям, предусматривающий проверку соблюдения условий (Д.1) и (Д.2):

; (Д.1)

; (Д.2)

где и - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые в соответствии с указаниями Д.4;

и - предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;

б) расчет устойчивости грунта основания, окружающего сваю, выполняемый в соответствии с требованиями Д.6;

831 × 1125 пикс.     Открыть в новом окне

в) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий: сжимающей силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняют в зависимости от материала свай согласно требованиям 7.1.7, а расчетные значения сжимающих сил , изгибающих моментов и поперечных сил , действующих в различных сечениях сваи, определяют согласно требованиям Д.7.

В случае жесткой заделки сваи в ростверк, если исключается возможность поворота ее головы (например, в жесткий ростверк с двумя рядами свай или более, установленных в направлении действия горизонтальной силы), в расчетах необходимо учитывать момент заделки , действующий в месте сопряжения сваи с ростверком и определяемый в соответствии с указаниями Д.8.

Д.2 При расчете свай на горизонтальную нагрузку грунт, окружающий сваю, допускается рассматривать как линейно-деформируемую среду, характеризующуюся коэффициентом постели , .

Расчетное значение коэффициента постели , , грунта на боковой поверхности сваи при отсутствии опытных данных допускается определять по формуле

, (Д.3)

где K - коэффициент пропорциональности, , принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по таблице Д.1;

z - глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяют коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке.

При наличии в пределах длины сваи нескольких слоев грунта рекомендуется для определения сопротивления грунта на боковой поверхности сваи пользоваться одним приведенным значением коэффициента пропорциональности K, принимаемым в зависимости от грунтов, расположенных до глубины , м, отсчитываемой от поверхности грунта при высоком ростверке или от подошвы ростверка при низком ростверке

, (Д.4)

где d - наружный диаметр круглого или сторона квадратного или прямоугольного сечения сваи, параллельная плоскости действия нагрузки, м;

- коэффициент, принимаемый равным 1,5 м.

Если в пределах глубины расположено два слоя грунта, то приведенное значение К определяют по формуле

205 × 68 пикс.     Открыть в новом окне

, (Д.5)

где - толщина первого (верхнего) слоя грунта, м;

и - коэффициенты пропорциональности, принимаемые по таблице Д.1, для грунтов I и II слоев.

Д.3 Расчеты свай по предельным состояниям двух групп следует выполнять с использованием значений приведенной глубины погружения сваи в грунт и приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , определяемых по формулам:

, (Д.6)

, (Д.7)

где l и z - действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт и действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, соответственно отсчитываемые от поверхности грунта при высоком ростверке или от подошвы ростверка при низком ростверке, м;

- коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле

, (Д.8)

где K - то же, что и в формуле (Д.3);

- условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай-оболочек, а также свай-столбов и набивных и буровых свай с диаметром стволов от 0,8 м и более м, а для остальных видов и размеров сечений свай м;

d - наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения сваи в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;

Е - начальный модуль упругости бетона сваи при сжатии и растяжении, кПа, для железобетонных свай; модуль упругости древесины для деревянных свай;

I - момент инерции поперечного сечения сваи, .

Таблица Д.1

┌───────────────────────────────────┬───────────────────────────────────┐
│ Грунты, окружающие сваю, и их │ Коэффициент пропорциональности К, │
│ характеристики │ кН/м4, для свай │
│ ├─────────────────┬─────────────────┤
│ │ забивных │ набивных, │
│ │ │ буровых, │
│ │ │ свай-оболочек и │
│ │ │ свай-столбов │
├───────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│Глины и суглинки текучепластичные│ 650-2500 │ 500-2000 │
│(0,75 < I_L <= 1) │ │ │
├───────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│Глины и суглинки мягкопластичные│ 2500-5000 │ 2000-4000 │
│(0,5 < I_L <= 0,75); супеси│ │ │
│пластичные (0 <= I_L <= 1); пески│ │ │
│пылеватые (0,6 <= е <= 0,8) │ │ │
├───────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│Глины и суглинки тугопластичные и│ 5000-8000 │ 4000-6000 │
│полутвердые (0 <= I_L <= 0,5); │ │ │
│супеси твердые (I_L < 0); пески│ │ │
│мелкие (0,6 <= е <= 0,75); пески│ │ │
│средней крупности (0,55 <= е │ │ │
│<= 0,7) │ │ │
├───────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│Глины и суглинки твердые (I_L < 0);│ 8000-13000 │ 6000-10000 │
│пески крупные (0,55 <= e <= 0,7) │ │ │
├───────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤
│Пески гравелистые (0,55 <= е <=│ - │ 10000-20000 │
│0,7); гравий и галька с песчаным│ │ │
│заполнителем │ │ │
├───────────────────────────────────┴─────────────────┴─────────────────┤
│ │
│Примечания │
│ │
│1 Меньшие значения коэффициента К в таблице соответствуют более высоким│
│значениям показателя текучести I_L глинистых и коэффициентов пористости│
│е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения│
│коэффициента К - соответственно более низким значениям I_L и е. Для│
│грунтов с промежуточными значениями характеристик I_L и е значения│
│коэффициента К определяются интерполяцией. │
│ │
│2 Коэффициент К для плотных песков должен приниматься на 30% выше, чем│
│наибольшие значения указанных в таблице коэффициентов K для заданного│
│вида грунта. │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Под глубиной l следует понимать фактическую глубину погружения свай при опирании их на дисперсный или скальный грунт в случае отсутствия заделки (забуривания) в него. В случаях когда набивные и буровые сваи, сваи-оболочки или сваи-столбы заделаны не менее чем на 0,5 м в невыветрелый скальный грунт, глубину l определяют по формуле

, (Д.9)

где - глубина расположения кровли невыветрелого скального грунта, м, отсчитываемая от поверхности грунта при высоком ростверке или от подошвы ростверка при низком ростверке;

- дополнительная глубина, м, принимаемая равной:

а) при заделке нижнего конца сваи в магматические породы (гранит, диорит, базальт и др.) - 0;

б) при заделке в прочие породы - d/2.

Д.4 Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка , м, и угол ее поворота , рад, следует определять по формулам:

, (Д.10)

, (Д.11)

где Н и М - расчетные значения поперечной силы, кН, и изгибающего момента, , действующие на голову сваи (см. рисунок Д.1);

- длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта под ростверком;