книги / Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Основания и фундаменты

Погружение свай производится молотами, вибропо­ гружателями и вибромолотами.

В последние годы получили распространение желе­ зобетонные сваи с предварительно напряженной арма­ турой — струнной и пучковой. Такие сваи более эконо­ мичны. Несущая способность трубчатых свай высока и достигает 250—300 т.

Т р у б ч а т ы е ж е л е з о б е т о н н ы е с в а и б е з о с т р и я (с открытым нижним концом). Про­ веденные в последние годы исследования [14, 19, 21] показывают, что трубчатые железобетонные сваи диамет­ ром 600 мм н выше целесообразно погружать с откры­ тым нижним концом без выемки или с частичной выемкой

ного железобетона по типовым чертежам Ленпроекта. Номенклатура этих свай помещена в табл. 11.4.

Звенья сваи армированы стержневой горячекатаной арматурой периодического профиля диаметром 10 л« « класса А-П (продольная арматура) и обыкновенной арма­ турной проволокой класса A-I (спираль диаметром 5 л«л«).

Как правило, малоармированные трубы приме­ няются с гладкими торцами (без соединительного и ноже­ вого колец). Изготовление свай, снабженных стальными ножевыми кольцами, производится в необходимых слу­ чаях по специальному заказу.

Погружение малоармнрованных трубчатых свай может производиться любыми сваебойными средствами:

молотами, дизель-молотами, вибромоло­ тами и вибропогружателями.

в) Стальные сваи

Рис. 11.8. Схема сборной железобетонной трубчатой сваи

грунта из внутренней полости сваи, с заполнением в слу­ чае необходимости верхней части полости бетоном.

В гидротехническом и промышленном строительстве при значительных нагрузках более 100 т применяются трубчатые сваи из отдельных секций, соединяемых между собой с помощью стальных соединительных колец на болтах или на сварке. Этн сваи обычно устраиваются диаметром не более 1600 мм при толщине стенки 800-— 1200 мм.

Па рис. 11.8 дана схема сборной железобетонной трубчатой сваи диаметром 1600 мм с металлической ножевой секцией. К фланцам нли кольцам приваривают продольные рабочие стержни каркаса сваи. Поперечная арматура представляет собой спираль из стальной про­ волоки диаметром 5 мм.

В табл. 11.3 приведена номенклатура сборных желе­ зобетонных ненапряженных трубчатых свай конструкции ВНИИГС наружным диаметром 660, 780, 1000 и 1200 мм\

В массовом гражданском строительстве [6 и 9] прн нагрузках на сваю не более 100 т применяются малоармироц.ижые трубчатые сваи, выпускаемые заводами сбор­

рованных свай представлены на рис. 11.9. Самый простой вид комбинированной сваи показан на рис. 11.9, а. Свая состоит из нижней деревянной части, погружаемой ниже горизонта грунтовых вод, и верхней железобетон­ ной части. Соединение частей осуществляется с помощью штыря, заделанного в железобетонную часть; деревян­ ная часть снабжена сверху стальным бугелем.

Второй тип комбинированной сван (рис. 11.9,6) также имеет нижнюю деревянную часть, но верхняя часть представляет собой оболочку, заполненную бето­ ном после забивкн всей сван. Оболочка может быть ме­ таллической и железобетонной. Погружается свая с по­ мощью специального подбабка. В третьем типе комбини­ рованной сваи (рис. 11.9, в) верхняя бетонная часть уст­ раивается набивной. Изготовление и погружение такой сваи состоит из следующих операций: обсадная труба, длина которой на 1,5—2,0 м больше расстояния от по­ верхности грунта до горизонта грунтовых вод, с помощью специального сердечника погружается ниже указанного горизонта. Затем сердечник извлекается, а на его место устанавливается деревянная свая и забивается до проект­ ной отметки с помощью того же сердечника, используе­ мого в качестве подбабка. После этого сердечник уда­ ляется, в трубу укладываются порции жесткого бетона, который уплотняется, и труба поднимается вверх. Верх­ няя часть сван армируется. Голова деревянной сваи вхо­ дит в бетон на 0,5—0,6 м.

Номенклатура малоармированных железобетонных трубчатых свай конструкции Ленпроект

2.Марка бетона для всех свай принята 300.

3.Обозначения расшифровываются следующим образом: С-500-6 — свая наружным диаметром 660 мм, длиной 6 м; С-600-9 — свая наружным диаметром 780 мм, длиной 9 м.

Погружаются комбинированные сваи обычно с по­ мощью молотов. Нагрузки иа такие сваи не превышают 25—30 т. Основным недостатком комбинированных свай является непрочность стыка, вследствие чего свая может

Рис. 11.9. Комбинированные сваи

а — первый тип; 6 — второй; в — третий; 1 — железобетонная часть сваи; 2 — стальной штырь; 3 — деревянная часть; 4 — оболочка; 5 — бетонная набивная часть

работать только на осевую сжимающую нагрузку. При этом свая должна быть полностью погружена п грунт, а верх деревянной сваи должен находиться ниже наинизшего уровня грунтовых вод.

Применяются комбинированные сваи в строительстве

в грунте путем устройства в нем скважин соответствую­ щей длины и сечения, которая затем заполняется бетоном. По способу изготовления наиболее распространенные в СССР виды набивных свай могут быть подразделены иа две группы:

Первая группа — сваи, при изготовлении которых отверстие (скважина) в грунте образуется бурением.

Кэтой группе относятся:

1)сваи, бурение скважии для которых производится

сприменением обсадных труб, извлекаемых по мере за­

полнения скважины бетоном (так называемые сваи Стра­ уса и их разновидности);

2) сваи, бурение скважин для которых осуществ­ ляется без обсадных труб под глинистым раствором (по способу проф. Маиьковского [8]), а бетонирование выполняется по способу НИИ оснований [121 или ЦНИИС [28].

Вторая группа — сваи, при изготовлении которых отверстие в грунте образуется погружением стальной трубы с закрытым концом. Сюда относятся частотрамбованные и вибронабивные сваи.

а) Набивные бетонные сваи, устраиваемые в буровой скважине

По способу уплотнения бетонной смеси такие сваи в свою очередь подразделяются на бетонируемые с трам­ бованием (сваи Страуса) и пневмонабивные, при бетони­ ровании которых для уплотнения бетонной смеси исполь­ зуется сжатый воздух.

С в а и С т р а у с а . Бетонирование свай Страуса [3, 27] допускается только при отсутствии воды в обсад­ ной трубе, при этом бетон марки 150—200 должен быть пластичным и иметь осадку конуса 30—40 мм. Высота каждой загруженной в трубу порции бетона должна быть

1 Е Ш Ш

ных буровых агрегатов французской фирмы «Беното» для устройства бетонных набивных свай большого диа­ метра до 1,5 м [29]. Эта установка полностью механизи­ рует процесс изготовления набивных свай. Буровая труба легко погружается и извлекается благодаря вращательно­ поступательному движению, осуществляемому с помощью специального гидравлического устройства (рис. 11.11). Грунт извлекается специальным ударным грейфером (рис. 11.11, II и III). В готовую скважину

Рис. 11.11. Схема изготовления свай «Беното»

I — гидравлическое устройство для вращательно-поступа­ тельного движения трубы: II — погружение обсадной трубы; 111 — выемка грунта специальным одноканатным ударным грейфером; IV — бетонирование ствола сван н извлечевие обсадной трубы

Рис. 11.10. Схема изготовления сваи Страуса

не более 1 м, для того чтобы можно было уплотнить смесь без образования бетонной пробки. Трамбование произво­ дится до тех пор, пока высота бетонного столба в трубе уменьшится на 0,3—0,4 м.

Па рис. 11.10 показан процесс изготовления свай Страуса. Длина свай обычно 6—12 м при диаметре обсад­ ной трубы 400 мм, несущая способность колеблется в сла­ бых грунтах от 20 до 40 т, а при опнрании на скальные породы может достигать 80—100 т. Основным преиму­ ществом свай Страуса является возможность изготовления их почти без сотрясений грунта и без применения высо­ кого копра, что создает благоприятные условия для ра­ боты по усилению старых и устройству новых фундамен­ тов вблизи зданий и внутри их. Недостатком свай яв­ ляется низкая производительность труда, что связано с применением ручного бурения скважины, необходи­ мость бетонирования сваи насухо и, наконец, относи­ тельно невысокая несущая способность по грунту и материалу.

На открытых площадках при устройстве свай Стра­ уса рекомендуется использовать механизированные ме­ тоды бурения скважин. Применяются сваи в граждан­ ском и преимущественно в промышленном строительстве, главным образом при усилении существующих фунда­ ментов.

( п а и « Бе н ото». В последние годы Советский Союз приобрел несколько самоходных механизирован­

(рнс. 11.11, I V ) - , бетон уплотняется одновременно с извле­ чением обсадной трубы. Буровые агрегаты рассматри­ ваемого типа снабжаются сменным оборудованием для работы в разных грунтах. Сваи типа «Беното» могут уст­ раиваться наклонными (с уклоном до 12° к вертикали) и иметь уширенную пяту.

являются более совершенными, чем сваи Страуса. Про­ цесс изготовления пневмонабивной сваи показан на рис. 11.12. Он состоит из следующих операций: обсадная труба погружается любым из возможных способов с уда­ лением грунта, затем в верхней ее части прикрепляется шлюзовой аппарат, который включается в сеть воздухо­ провода. После отжатая остатков воды и грунта присту­ пают к бетонированию сваи пластичной бетонной смесью с осадкой конуса 120—160 мм через шлюзовой аппарат давлением 1,5—3,0 am. После заполнения трубы бетоном на 2,5—3 м шлюзование бетона можно прекратить, следя за притоком воды. При прессовании и подъеме трубы бетон в скважине раздается в стороны за счет уплотнения грунта. Давление воздуха при этом дости­ гает 30—40 am.

При необходимости пневмонабивные сваи могут вы­ полняться армированными.

Пневмонабивные сваи изготавливаются длиной до 15 м при диаметре трубы 350—400 мм и имеют несущую способность до 50—80 т. Не исключена возможность изготовления свай и больших размеров. Особо следует рекомендовать применение таких сван в водонасыщен­ ных грунтах, обладающих большим коэффициентом филь­ трации и при отсутствии оборудования для извлечения

обсадных труб из грунта. Используются такие сваи в ос­ нованиях промышленных и гражданских сооружений.

Б у р о в ы е с в а и , б е т о н и р у е м ы е п о д

Рис. 11.12. Схема изготовления пневмоиабивной сваи

1 — шлюзовый аппарат; 2 — обсадная труба; 3 — готовая свая

производится без обсадных труб, под глинистым раст­ вором. Последний создает гидродинамическое давление, исключающее возможность обрушения стенок скважины. Буровые железобетонные сваи изготовляются без ушире-

Рис. 11.13. Схема буровой сваи системы ЦНИИС

пята; 4 — железобетонная или металлическая оболочка

ния и с уширением на конце сваи. Уширение позволяет сократить количество свай и более полно использовать их материал.

Процесс изготовления буровой сваи на сухом месте складывается из следующих операций (рис. 11.13, а):

1) после монтажа на копре буровой колонны на месте будущей скважины с последующим разбуриванием уста­

навливается и осаживается обсадный металлический пат­ рубок высотой 2—2,5 м;

2) буровая колонна с фрезой опускается в сква­ жину для дальнейшего бурения ствола сваи с последую­ щей периодической заливкой скважины глинистым раст­ вором с удельным весом 1,2—1,4 т/ма, который не дол­ жен опускаться ниже низа патрубка. С помощью фрезы удаляется грунт;

3)после пробуривания скважины до отметки уширения к наголовнику присоединяются шланги масляного насоса и производится бурение уширения;

4)при необходимости устанавливается арматурный каркас в скважину;

5)внутрь арматурного каркаса в скважину опу­ скают бетонолитную трубу для бетонирования способом ВПТ;

5) бетонируются сваи.

На местности, покрытой водой, верхняя часть ствола выполняется в железобетонной или металлической обо­ лочке (рис. 11.13,6), которая погружается ниже дна акватории в процессе бурения.

Буровые сваи, бетонируемые под глинистым раство­ ром, целесообразно применять при устройстве опор глу­ бокого заложения с большими нагрузками. При диаметре ствола сваи 125 см, уширении 300 см и длине до 25 м предельная нагрузка на одну сваю достигает 2000 т.

6)Набивные сваи, устраиваемые с применением инвентарной стальной трубы с закрытым

иижним концом

Ч а с т о т р а м б о в а н н ы е с в а и [22]. Для их изготовления делается в грунте скважина путем забивки в него обсадной трубы, свободно опертой на специальный башмак. Труба после заполнения ее бетоном извлекается из грунта, а бетон, выходя из трубы, заполняет сква­ жину. В случае необходимости набивные частотрамбо­ ванные сваи могут изготовляться армированными.

Забивка и извлечение обсадной трубы из грунта производится при помощи специального копра Т-135, оборудованного паровоздушным молотом одиночного действия СССМ-582 с полуавтоматическим парораспре­ делением. Этот же молот приспособлен для трамбования бетона в скважине. С помощью указанного оборудования могут изготовляться сваи диаметром 325, 377 и 426 мм на глубину до 25 ж с несущей способностью до 120 т .

Схематически процесс изготовления сваи состоит из следующих операций (рис. 11.14):

1)в грунт забивается обсадная труба; последняя при этом свободно опирается нижним концом на чугун­ ный башмак;

2)при надобности в трубу устанавливается арматур­ ный каркас, состоящий из четырех-шести стержней диа­ метром 14—20 мм и спирали из 6-мм проволоки с шагом 15 см;

3)труба заполняется бетоном и затем извлекается из грунта.

Особенно следует рекомендовать частотрамбованные сваи в основании гражданских и промышленных соору­ жений в случаях:

1) когда их необходимо изготовить до начала земля­ ных работ по отрывке котлована; в этом случае забитую обсадную трубу до проектной отметки заполняют бето­ ном, а выше этой отметки — грунтом;

2) при стесненной территории строительной пло­ щади, когда доставка готовых свай с завода железобе­ тонных изделий и их хранение затруднены;

3) когда условия службы свай в сооружениях не требуют применения арматуры.

В и б р о н а б и в н ы е с в а и [1 и 23]. С появле­ нием вибропогружателей возникла возможность выпуска индустриальным методом набивных свай. С помощью вибратора погружается инвентарная труба с теряемым железобетонным (рис. 11.15) или инвентарным (раскры­ вающимся) башмаком (рис. 11.16) на нужную глубину.

I

Вибронабивные сваи с уширенной пятой [18] изго­ тавливаются в основном тем же оборудованием, что и сваи без уширения. Бетонное уширение выполняется при помощи вибротрамбования специальной трамбовкой пробки бетонной смеси, загруженной в инвентарную трубу после ее погружения на проектную глубину.

Ж Ж

После ее заполнения бетонной смесью (осадка конуса 2—3 см) она извлекается с вибрированием, при котором смесь в процессе извлечения трубы, приобретая свойство тяжелой жидкости, получает достаточно плотное сложе­

Длина вибронабивных свай колеблется в пределах 5—15 .и, а диаметр — от 300 до 400 мм. Такие сваи ре­ комендуется применять в тех же случаях, что и частотрамбованные. Особенно они целесообразны там, где в зависимости от грунтовых условий сваи погружаются различной длины, а также в районах, где нет заводов, выпускающих готовые сван. Несущая способность вибронабивных свай в слабых грунтах достигает 30—40 ш.

Процесс образования уширенной пяты следующий (рис. 11.17). С помощью вибратора, поддерживаемого краном, в грунт погружается инвентарная труба с теряе­ мым железобетонным башмаком, который герметично (посредством двух витков просмоленного каната) закры­ вает полость трубы. После погружения трубы па проект-

Ы

Рис. 11.16. Инвентарный раскрывающийся башмак кон­ струкции инж. Рыбина

ную длину вибропогружатель с нее снимается, в трубу забрасывается небольшое количество бетонной смеси и опускается трамбовка на штанге, жестко скрепленная с тем же вибропогружателем. При включении последнего происходит втрамбование бетонной пробки с теряемым башмаком в грунт, причем под трубой образуется пята. Затем после установки арматурного каркаса труба запол­ няется смесью и извлекается из грунта краном при по­ мощи того же вибратора, а бетон при этом хорошо уплот-

няется, образуя тело сваи. Скорость извлечения трубы должна быть не более 2 м/мин, чтобы бетон укладывался в грунт с наибольшей плотностью.

6 —• каркас; 7 — ствол тела сваи

Сваи с уширенной пятой данного типа рекомен­ дуется применять в легких и средних грунтовых уеловиях для увеличения (в 1,5—2 раза) несущей способности вибронабивных свай.

В. СВАИ СМЕШАННОГО ТИПА

Т р у б ч а т ы е с т а л ь н ы е с в а и , з а п о л ­ н я е м ы е б е т о н о м [16]. Такие сваи устраиваются из стальных трубчатых элементов круглого или иного замкнутого поперечного сечения, заполняемых бетоном после погружения в грунт. Эти сваи менее экономичны, чем железобетонные, и вследствие этого для строитель­ ства капитальных сооружений нецелесообразны. Они пригодны в условиях строительства на открытых аква­ ториях, где важную роль приобретает прочность и устой­ чивость возводимого сооружения.

В и н т о в ы е с в а и [24 и 26]. Такие сваи устраи­ ваются из стального трубчатого ствола, заполняемого после погружения в грунт бетоном, снабжаемого одной или несколькими винтовыми лопастями. При вращении ствол ввинчивается в грунт. Применение этих свай воз­ можно лишь при наличии специального оборудования в грунтах, где нет больших камней и других твердых

включений. Преимущество их заключается в том, что завинчивание не сопряжено с сотрясениями грунта, при­ сущими забивным сваям. Другой положительной сторо­ ной является высокая несущая способность, в частности большое сопротивление выдергиванию.

Конструкция винта свай определяется характером грунтов. Для слабых грунтов применяются цилиндрические'винты с незначительным шагом и большим диа­ метром для распространения давления на большую пло­ щадь (рис. 11.18, а). При средних грунтах используются винтовые наконечники несколько меньшего диаметра (рис. 11.18, б). Для плотных грунтов наконечники имеют

коническую форму при нескольких оборотах и большом шаге (рис. 11.18, в).

150

■Рис. 11.18. Конструкции винтовых лопастей

а— для слабых грунтов; 6 — для грунтов средней плотно­

сти; в — для плотных грунтов

Металлический ствол сваи, открытый снизу или закрытый конусным наконечником, при значительной длине состоит из звеньев, соединяемых в стыках специ­ альными фланцами на болтах или сваркой встык с на­ кладками. При завинчивании полой открытой снизу сваи грунт внутри ее поднимается вверх; это облегчает опускание сваи, так как она смещает в стороны ничтож­ ный объем грунта. Погружаются винтовые сваи-оболочки в грунт как закрытые снизу, так и открытые при помощи крана или копра последовательным соединением отдель­ ных секций, а завинчиваются специальным электрока­ бестаном, состоящим из сварного корпуса, внутри кото­ рого смонтирована система приводных шестерен.

В СССР для винтовых закрытых снизу свай приме­ няют стальные оболочки диаметром от 275 мм (с лопа­ стями диаметром 1 м) до 1200 мм (с лопастями диа­ метром 2,5 м).

Винтовые сваи могут быть вертикальными и наклон­ ными, и используются они преимущественно в портовом строительстве и при постройке мостов. Железобетонные оболочки вследствие слабой сопротивляемости кручению не нашли широкого применения для винтовых свай. Указания по расчету винтовых свай приводятся в работе

п о с о б В и л ь г е л ь м и. Первоначально за­ бивается или погружается бурением открытая снизу оболочка (обсадная труба). Из внутренней полости обо­ лочки удаляется грунт, опускается заряд взрывчатого вещества ВВ и скважина заполняется бетонной смесью. Затем трубу приподнимают на 1 —1,5 м и взрывают заряд. Полученное уширение заполняется бетоном, после чего заполняется бетоном и ствол сваи. В некоторых случаях

Рис. 11.19. Схема устройства камуфлетных свай

сваи по способу Луга приведена на рис. 11.19. Работы по изготовлению этих свай заключаются в следующем. Сначала погружают до требуемой глубины оболочку, закрытую конусным наконечником, что позволяет полу­ чить свободную от воды и грунта полость сваи (I). В нижний конец оболочки опускают заряд взрывчатого вещества с электродетонатором, от которого выводят электропровода к подрывной машинке или к иному источнику тока (II). Затем полость сваи заполняют литым бетоном с осадкой конуса 20—25 см и заряд взры­ вают (III). Таким образом, получается бетонное уширеш.е, связанное с бетоном, оставшимся в оболочке (IV). Затем заполняют остальную часть трубы бето­ ном (V). В верхнюю часть ствола сваи устанавливают каркас. Количество ВВ берут из такого расчета, чтобы после заполнения камуфлета в оболочке оставался еще столб бетона высотой примерно 2 м. Это необходимо для получения надежной связи между уширением ителомсваи.

Камуфлетные сваи могут быть использованы во всех областях строительства. Указания по определению раз­ меров уширений камуфлетных свай и необходимых для их образования величин зарядов ВВ можно найти в Тех­ нических условиях 14 и 26].

§3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

•ОДИНОЧНОЙ СВАИ

а) Сваи-стойки, работающие иа осевую нагрузку

Расчетное сопротивление сваи-стойки Р, работающей на вертикальную сжимающую нагрузку и опирающейся нижним концом на крупнообломочные или скальные грунты, определяется как наименьшее из сопротивлений: материала сваи, как центрально сжатого элемента или грунта, воспринимающего давление нижнего конца. При этом надо стремиться так запроектировать сваю, чтобы несущая ее способность по материалу была пре­ дельно близка к несущей способности сваи по грунту.

Расчетное сопротивление по грунту свай-стоек, ра­ ботающих на осевое сжатие, определяется по формуле

Ъ. — коэффицйент однородности грунта; . т — коэффициент условий работы;

R u — нормативное предельное сопротивление грунта в плоскости нижнего конца сваи в т/м2, при­ нимаемое по табл. 11.5;

F — площадь поперечного сечения нижнего конца сваи в м2.

При вычислении величины расчетного сопротивления сваи-стойки продольный изгиб учитывается в следующих случаях:

1)когда свая входит в состав свайного фундамента

свысоким свайным ростверком;

2)когда свая располагается в толще весьма слабых грунтов — торфов, разжиженных глинистых грунтов или слабых илов.

В обоих случаях при определении расчетной свобод­ ной длины сваи и назначении коэффициента уменьшения расчетного сопротивления принимаются во внимание ее действительная длина на участке, не окруженном грун­ том или находящемся в слое весьма слабого грунта, и вид заделки головы в ростверк; нижний конец считается жестко защемленным на глубине, равной 5-кратной ра­ бочей высоте площади поперечного сечения (считая от уровня поверхности грунта или от уровня подошвы слоя весьма слабого грунта).

Расчетное сопротивление по материалу свай-стоек, находящихся в грунте и работающих на осевое сжатие,

Ж е л е з о б е т о н н ы е т р у б ч а т ы е с в а и ,

R.ilc — расчетное сопротивление растяжению спирали в т/м2.

С т а л ь н ы е т р у б о б е т о н н ы е о б о л о ч к и :

При использовании стальных оболочек или сталь­ ных свай площадь f-\ поперечного сечения необходимо снижать, считая, что под влиянием коррозии размеры поперечного сечения по всему наружному контуру уменьшаются на 2—3 мм.

Величина коэффициента условий работы т, как правило, берется равной 1; при применении набивных свай эту величину рекомендуется снижать до 0,9. Рас­ четные величины в формулах (11.2)— (11.6) принимаются по нормам проектирования деревянных, бетонных и железобетонных конструкций (СНиП П-В. 4-62 и П-В. 1-62).

/" — нормативное предельное сопротив­

ление сил трення слоев грунта в т/м2, принимаемое по табл. 11.6, где средняя глубина расположения слоя грунта соответствует расстоя­ нию от наинизшего уровня воды до середины толщины слоя /;. При наличии торфов боковое трение грунтов выше подошвы низшего слоя торфа учитывается со знаком минус, причем для торфа прини­

ответствующее значение коэффициента а,-; коэффициент однородности грунта k как по СНиП П-Б. 5-62, так и СН 200—62 принимается равным 0,7; коэффициент усло­ вий работы т для расчетов свайных фундаментов про­ мышленных и гражданских зданий СНиП П-Б. 5-62 рекомендует принимать равным 1.

Рекомендуемые значения характеристик R H и

лобовых и боковых предельных сопротивлений грунта приводятся по СН 200—62, указания которых в основном не расходятся с указаниями СНиП П-Б. 5-62, но яв­ ляются более полными; эти значения даны в табл. 11.5. и 11.6.

Т а б л и ц а 11.5

Нормативные предельные сопротивления грунта основания R" в т м 2

б) Висячие сваи, работающие на осевые нагрузки

Расчетное сопротивление висячих свай, работающих на осевую сжимающую нагрузку, определяется предва­ рительным расчетом и уточняется по данным контроль­ ных испытаний пробных свай на месте постройки. Виды испытаний, их состав и порядок проведения, а также методика обработки опытных данных со всеми необходи­ мыми справочными данными приводятся в последнем

и— периметр поперечного сечения ство­ ла сваи или оболочки в м', если сваи имеют непостоянное попереч­ ное сечение, то для каждого /-го

слоя грунта принимается периметр среднего поперечного сечения сваи на этом участке;

Согласно СН 200—62 в расчетах несущей способности камуфлетных свай значения R" умножаются на коэффи­ циенты, указанные в табл. 11.8.

Табл. 11.8 можно пользоваться также в расчетах свай с уширенной пятой не только камуфлетных, но и других видов.

Для забивных свай, а также для трубчатых свай с открытым нижним концом диаметром не более 800 мм, погружаемых забивкой в любые грунты (вибропогружа­ телями — только в песчаные грунты), и с оставлением грунтового ядра на высоту не менее трех диаметров ве­ личина R " определяется по табл. 11.5.

При погружении с подмывом и последующей добивкой после отключения подмыва вводится коэффициент 0,9.

Т а б л и ц а 11.7

Коэффициент а (

Виброиогружепие в грунты

За­ Тип свай бивка су­

пески супеси гли н ки ГЛИНЫ

Т а б л и ц а 11.8

Коэффициенты к сопротивлению R" для камуфлетных свай

в) Практические приемы расчета свай на горизонтальную (изгибающую) нагрузку

По характеру работы при горизонтальных нагрузках сваи разделяются на: 1) гибкие сваи; 2) жесткие сваи. К гибким относятся сваи с коэффициентом относительной

длины а = ^- > 20, к жестким—с коэффициентом а <20.

Здесь L — полная длина сваи,

d — диаметр круглой или сторона квадратной сваи.

Расчет гибких свай производится в предположении, что нижний конец жестко заделан в грунте на некоторой глубине /0 от расчетной поверхности грунта, ниже кото­ рого свая не перемещается и не деформируется, а верх­ ний — свободен или закреплен в ростверке. Вид закре­ пления зависит от конструкции ростверка — в жестких железобетонных или массивных бетонных ростверках сваю можно считать жестко защемленной, в деревянных ротсверках — закрепленной шарнирно.

Для установления зависимости между горизонталь­ ной силой Рг, приложенной на уровне подошвы рост­ верка, и смещением Д в направлении действия этой силы используются формулы, учитывающие влияние отпора грунта на участке /„ длины сваи.

В соответствии с изложенным для низкого свайного ростверка имеем:

при шарнирном соединении сваи с ростверком

11ри грунтах крупнообломочных (щебенистых, галечннковых и валунных) и связных твердой консистен­ ции (при В с 0) принимается R n - 2000 m/л 2.

При опирании забивной сваи на скальные грунты принимается R H-- 1,4 R, где R — расчетное сопротивле­ ние осевому сжатию скальных грунтов, вычисляемому согласно указаниям СИ 200— 62, но не менее 2000 т/м2.

Для определения расчетного сопротивления одиноч­ ной сваи, подвергающейся осевому выдергивающему усилию, пользуются формулой

табл. 11.10. Предельная величина Д устанавливается по условиям эксплуатации конструкций, но во всяком случае не должна превышать 10 мм [29J.

В расчетах высоких свайных ростверков допу­ скается пользоваться приводимыми в табл. 11.10 реко­ мендуемыми значениями /0, но влияние отпора грунта в пределах этой глубины не учитывается, и сопротивле­ ние сваи или системы свай определяется по общим пра­ вилам строительной механики в предположении, что

свая от места заделки в грунте (на глубине /0) до места соединения с ростверком свободна от связей с грунтом по всей длине.

Пользуясь данными таблицы, следует иметь в виду, что глубина заделки должна быть во всяком случае не менее. 1,5 м.

Расчет жестких свай на горизонтальную нагрузку рекомендуется производить по методике ЦНИИС.

Т а б л и ц а 11.10

Значения расчетной глубины 1„ и коэффициента отпора грунта р

§ 4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

а) Выбор типа конструкции и размеров свай

Выбор типа конструкции и размеров свай зависит от геологических и гидрогеологических условий строитель­ ной площадки, конструктивных особенностей и разме­ ров сооружения, интенсивности нагрузок, передаваемых им на основание, и производственных возможностей строительных организаций, которым может быть пору­ чено выполнение свайных работ.

Ориентировочные данные, необходимые для обосно­ ванного выбора типа конструкции сваи с учетом выше­ указанных факторов были приведены в § 2 настоящей главы при описании существующих конструкций свай. Окончательный выбор типа сваи должен производиться на основании технико-экономического сравнения воз­ можных вариантов, с учетом производственных возмож­ ностей местных строительных организаций. Что же ка­ сается размеров свай, то при проектировании свайных оснований и фундаментов ими приходится задаваться исходя из следующих соображений.

Г л у б и н а п о г р у ж е н и я с в а й зависит в основном от геологических условий строительной пло­ щадки. В тех случаях, когда на сравнительно небольшой глубине от поверхности последней залегают скальные породы, обычно применяются сваи-стойки; глубина по­ гружения при этом определяется положением кровли скалы. Нижние концы забивных свай должны доходить до поверхности скалы, при применении набивных (буро­ вых) свай в некоторых случаях может оказаться выгод­ ным заглубление нижних концов в толщу скальной породы на глубину, обеспечивающую получение высо­ кого расчетного сопротивления. Так может, в частности, обстоять дело, когда верхний слой скальной породы разрушен и не обладает достаточной прочностью.

В тех случаях, когда породы залегают на большой глубине и приходится применять висячие сваи, необ­ ходимо стремиться к тому, чтобы пройти сваями всю толщу слабых грунтов и завести нижние концы свай в подстилающий эту толщу слой прочного грунта. Глу­ бина погружения свай в этот последний слой опреде­ ляется с одной стороны требованиями расчета (необходи­ мостью получения соответствующего расчетного сопро­ тивления свай), с другой (для забивных свай) — возмож­ ностью забивки исходя из последнего требования. Не следует назначать глубину забивки свай в твердые глины с коэффициентом пористости е sg 0,5 более 0,8 м, в круп­ нообломочные — более 1 м и в плотные гравелистые пески — более 1,5—2 м.

Если же и скальные породы находятся на недосягае­ мой глубине и грунтовая толща не имеет четко выражен­ ных слабых и прочных слоев, глубина погружения свай определяется только требованиями расчета. Практически в этом случае следует поступать так; предварительно задаться основными размерами свайных фундаментов и примерным размещением свай в плане, приближенно вычислить нагрузку, приходящуюся на сваю, а затем на основании имеющейся характеристики геологических условий площадки найти необходимую глубину погру­ жения по формуле (11.8). Рекомендуется выполнить та­ ким образом несколько сравнительных подсчетов, с тем чтобы выбрать наиболее рациональное соотношение между плановыми размерами фундаментов и глубиной погружения свай. При этом следует иметь в виду, что экономически почти всегда наиболее выгодным оказы­ вается фундамент с меньшим числом более длинных свай, чем фундамент с большим числом коротких. Следует иметь в виду, что на объектах массового строительства, в особенности — жилищного и при наличии средств механизации применение свай может явиться технически обоснованным и экономически выгодным не только в сла­ бых грунтах, но и в плотных, что позволяет отказаться от земляных работ и от массивных сборных фундаментов. В таких случаях возможно успешное применение корот­ ких (4—6 м) свай, которые обладают высокой несущей способностью.

Глубина погружения свай в рассматриваемых грун­ товых условиях во всяком случае принимается не менее наибольшего размера в плане прямоугольного фундамента или не менее двухкратной ширины ленточного фунда­ мента.

Д л и н а с в а и определяется разностью отметок подошвы ростверка и нижнего конца сваи, а также глу­ биной ее заделки в ростверк.

Г л у б и н а заложения подошвы свайного ростверка должна назначаться с учетом:

наличия подвалов и подземных коммуникаций; геологических и гидрогеологических условий строи­

тельства; величины и характера нагрузок, действующих на

основания; возможности пучения грунтов при промерзании;

глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений.

С целью получения экономически наиболее выгод­ ного решение при проектировании низких свайных ростверков глубину заложения подошвы ростверка сле­ дует принимать наименьшей из возможных при имею­ щихся геологических и гидрогеологических условиях и заданной характеристики здания и сооружения, но не

енее 0,5 м, считая от спланированного уровня площадки. грунтах, подверженных пучению, при нагрузках на сваи в основании, меньших сопротивления свай выпучи­ ванию, обусловленному смерзанием с грунтом, глубина