- •Строительные нормы и правила сНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты
- •Общие положения
- •2. Виды свай
- •3. Основные указания по расчету
- •4. Расчет несущей способности свай сваи-стойки
- •Висячие забивные сваи всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта
- •Висячие набивные и буровые сваи и сваи-оболочки, заполняемые бетоном
- •Винтовые сваи
- •Учет отрицательных (негативных) сил трения грунта на боковой поверхности свай
- •5. Определение несущей способности свай по результатам полевых исследований
- •6. Расчет свайных фундаментов и их оснований по деформациям
- •7. Конструирование свайных фундаментов
- •8. Особенности проектирования свайных фундаментов в просадочных грунтах
- •9. Особенности проектирования свайных фундаментов в набухающих грунтах
- •10. Особенности проектирования свайных фундаментов на подрабатываемых территориях
- •11. Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах
- •12. Особенности проектирования свайных фундаментов опор воздушных линий электропередачи
- •13. Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных сельских зданий
- •Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
- •Определение осадки ленточных свайных фундаментов
- •Определение осадки одиночной сваи
- •Содержание
- •Поправки к сНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты
Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
1. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы „свая — грунт".
Схема нагрузок на сваю
В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели сz, кН/м3 (тс/м3).
Расчетные значения коэффициента постели сz грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле
(1)
где К — коэффициент пропорциональности, кН/м4 (тс/м4), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. 1;
z— глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;
c — коэффициент условий работы.
Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности а.
Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы c в формуле (1) принимается c = 1. Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы „свая — грунт", принимая коэффициент условий работы c . в формуле (1) равным 3.
2. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:
а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием
, (2)
где H — расчетное значение поперечной силы, кН (тс) , действующей на одну сваю;
Fd — несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п. 10;
k — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4;
б) проверку устойчивости грунта, согласно п. 13, в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта;
в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи up и угла ее поворота h :
up uu (3)
p u (4)
где up, p - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п. 5;
uu u - предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;
Таблица 1
Грунты, окружающие сваи, и их характеристики |
Коэффициент пропорциональности К, кН/м4 (тс/м4)
|
Прочностный коэффициент пропорциональности а, кН/м3 (тс/м3)
|
Пески крупные (0,55 е 0,7); глины и суглинки твердые (IL<0) |
18 000-30 000(1800-3000) |
71-92(7,1-9,2) |
Пески мелкие (0,6 c 0,75); пески средней крупности (0,55 e 0,7); супеси твердые (IL<0); глины и суглинки тугопластичные и полутвердые (0 IL 0,5) |
12 000-18 000 ( 1200-1800) |
60-71 (6,0-7,1) |
Пески пылеватые (0,6 e 0,8); супеси пластичные (0 IL 1); глины и суглинки мягкопластичные (0,5 IL 0,75) |
7000-12 000(700-1200) |
44-60 (4,4-6,0) |
Глины и суглинки текучепластичные (0,75 IL 1) |
4000-7000(400-700) |
26-44 (2,6-4,4) |
Пески гравелистые (0,55 e 0,7); крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем |
50 000-100 000 (5000-10000)
|
100-120(10-12) |
П р и м е ч а н и я: 1. Меньшие значения коэффициента К соответствуют более высоким значениям показателя текучести IL глинистых и коэффициентов пористости е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения коэффициента К — соответственно более низким значениям IL и е. Для грунтов с промежуточными значениями характеристик IL и е значения коэффициента К определяются интерполяцией. 2. Коэффициент К для плотных песков должен приниматься на 30% выше, чем наибольшие значения указанных в табл. 1 коэффициентов К для заданного вида грунта.
|
г) 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 — вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п. 3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп. 8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях — согласно требованиям пп. 14 и 15.
3. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы „свая — грунт" принимается образование на глубине zz (в пределах или на .границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент Мu, кНм (тcм) , равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый - в месте заделки сваи в ростверк, второй — в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира.
4. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , приведенной глубины погружения сваи в грунт , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны , приведенных расчетных значений поперечной силы и изгибающего момента , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силыel = , соответствующего границе упругой работы системы “свая — грунт" при zi = 0, приведенных значений граничного горизонтального перемещения и граничного угла поворота при низком ростверке в уровне его подошвы при = 0, приведенных значений перемещений и угла поворота сваи, которые определяются по формулам:
= z (5)
= zi (6)
= l (7)
, (8)
, (9)
, (10)
где z, zi , l— действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м;
—коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле
, (11)
где К — то же, что в формуле (1) ;
Е — модуль упругости материала сваи, кПа (тс/м2);
I — момент инерции поперечного сечения сваи, м4;
bр — условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более bр = d + 1, м, а для остальных размеров сечений свай bр = 1,5d + 0,5, м;
c — коэффициент условий работы, принимаемый согласно п. 1;
d — наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;
а — прочностный коэффициент пропорциональности, кН/м3 (тс/м3), определяемый по табл. 1; значения и определяются по табл. 2 и 3 при = 0.
5. Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка up м, и угол ее поворота p, рад, следует определять по формулам:
up = uo +; (12)
p =o +, (13)
где Н, М - расчетные значения поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН•м (те•м) .действующие на голову сваи (см. чертеж) ;
lo - длина участка сваи, м, равная расстоянию от подошвы ростверка до поверхности грунта;
E, I - то же, что в формуле (11) ;
uo, 0- горизонтальное перемещение, м, и угол поворота поперечного сечения сваи, рад. в уровне поверхности грунта при высоком ростверке, а при низком ростверке — в уровне его подошвы, определяемые по указаниям п. 7 при двухстадийном расчете и по указаниям п. 12 при одностадийном расчете свай.
П р и м е ч а н и е. В настоящем приложении считаются положительными:
момент и горизонтальная сила, приложенные к голове сваи, если момент и сила направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;
изгибающий момент и поперечная сила в сечении сваи, если момент и сила. передающиеся от верхней условно отсеченной части сваи на нижнюю, направлены соответственно по часовой стрелке и вправо;
горизонтальное смещение сечения сваи и его поворот, если они направлены соответственно вправо и по часовой стрелке.
6. Горизонтальная сила Н, кН (тc), соответствующая границе упругой работы системы „свая-грунт", при двухстадийном расчете определяется по формуле
, (14)
7. Горизонтальное перемещение u0, м, и угол поворота0, рад, при двухстадийном расчете следует определять по формулам:
а) при Н Не1
, (15)
, (16)
б) при Н > Не1
, (17)
, (18)
где H - расчетное значение поперечной силы, кН (тc) , прикладываемой к голове сваи;
Hel — граничное значение поперечной силы, определяемой по формуле (14), где el определяется по табл. 2 и 3 в зависимости от значения при zi, = 0;
—определяются по табл. 2 и 3 в зависимости от значения силы , рассчитываемой по формуле (8).
П р и м е ч а н и е. При приведенной длине сваи < 2,6 следует пользоваться табл. 2 и 3 для = 2,6, при этом значение допускаемого перемещения сваи в уровне поверхности грунта не должно превышать 2 см.
8. Расчетный изгибающий момент Мz, кН м (тc м) , поперечную силу Hz, кН (тc) , действующие на глубине z в сечении сваи, следует определять при допущении двух стадий работы системы „свая-грунт" в пределах упругой зоны грунта по формулам:
, (19)
(20)
- приведенные значения фиктивных начальных параметров, определяемые в зависимости от значений H и l по табл. 2 и 3;
Ai, Bi, Ci, Di— коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 4 в зависимости от глубины .
Таблица 2
Приведенная длина |
Параметры для расчета свай при шарнирном их сопряжении с ростоверком | |||||||
участка сваи
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6 |
0,316 0,388 0,478 0,578 0,682 0,785 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,238 1,603 2,174 3,108 4,772 |
0,642 0,802 1,032 1,377 1,904 2,767 |
1,000 1,238 1,602 2,170 3,082 4,631 |
-0,642 -0,801 -1,030 -1,359 -1,804 -2,340 |
0,316 0,392 0,513 0,730 1,155 2,086 |
0,000 0,000 -0,010 -0,067 -0,279 -0,960 |
2,8 |
0,344 0,422 0,520 0,631 0,748 0,864 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,236 1,594 2,142 2,997 4,389 |
0,643 0,795 1,020 1,349 1,826 2,541 |
1,000 1,236 1,593 2,139 2,973 4,266 |
-0,643 -0,795 -1,018 -1,331 -1,734 -2,168 |
0,344 0,426 0,555 0,778 1,191 2,009 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,260 -0,840 |
3,0 |
0,366 0,450 0,556 0,678 0,808 0,939 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,237 1.593 2,134 2,955 4,216 |
0,644 0,797 1,022 1,347 1,806 2,454 |
1,000 1,237 1,593 2,131 2,932 4,103 |
-0,644 -0,797 -1,020 -1,329 -1,717 -2,110 |
0,366 0,454 0,591 0,823 1,238 2,007 |
0,000 0,000 -0,010 -0,064 0,252 -0,780 |
3,2 |
0,383 0,472 0,585 0,716 0,860 1,008 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,238 1,598 2,141 2,956 4,167 |
0,648 0,803 1,031 1,360 1,819 2,446
|
1,000 1,238 1,598 2,138 2,932 4,056 |
-0,648 -0,803 -1,029 -1,342 -1,730 -2,114 |
0,383 0,475 0,619 0,862 1,287 2,046 |
0,000 0,000 -0,010 -0,064 -0,250 -0,755 |
3,4 |
0,395 0,487 0,606 0,746 0,903 1,067 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,241 1,604 2,155 2,978 4,183 |
0,653 0,810 1,043 1,379 1,848 2,480 |
1,00 1,241 1,604 2,152 2,955 4,075 |
-0,653 -0,810 -1,141 -1,361 -1,759 -2,150 |
0,395 0,491 0,641 0,893 1,333 2,102 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,251 -0.750 |
3,6 |
0,403 0,497 0,620 0,768 0,935 1,115 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,243 1,611 2,170 3,009 4,233 |
0,658 0,817 1,054 1,398 1,881 2,531 |
1,000 1,243 1,611 2,167 2,985 4,124 |
-0,658 -0,817 -1,052 -1,381 -1,791 -2,199 |
0,403 0,501 0,656 0,916 1,370 2,160 |
0,000 0,000 -0,010 -0,065 -0,254 -0,757 |
3,8 |
0,407 0,503 0,629 0,782 0,967 1,150 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,244 1,616 2,183 3,038 4,321 |
0,661 0,823 1,064 1,415 1,910 2,583 |
1,000 1,244 1,616 2,108 3,014 4,181
|
-0,661 -0,823 -1,062 -1,397 -1,819 -2,247 |
0,407 0,507 0,665 0,932 1,398 2,211 |
0,000 0,000 -0,010 -0,066 -0,258 -0,768 |
4,0 |
0,409 0,507 0,634 0,790 0,941 1.174 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,245 1,620 2,193 3,061 4,342 |
0,664 0,827 1,070 1,427 1,933 2,626 |
1,000 1,245 1,620 2,189 3,037 4,231 |
-0,664 -0,827 -1,068 -1,409 -1,841 -2,285 |
0,409 1,510 0,670 0,941 1,417 2,250 |
0,000 0,000 -0,010 -0,067 -0,260 -0,778 |
Таблица 3
Приведенная длина |
Параметры для расчета свай при их жесткой заделке в ростоверк |
| ||||||||
участка сваи |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
2,6 |
0,927 0,963 1,061 1,210 1,407 1,656 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,039 1,158 1,374 1,733 2,337
|
-0,943 -0,980 -1,089 -1,275 -1,552 -1,960 |
1,000 1,039 1,158 1,372 1,718 2,258
|
0,000 0,000 0,000 0,009 0,054 0,234
|
0,927 0,964 1,074 1,281 1,644 2,314
|
-0,943 -0,981 -1,094 -1,308 -1,700 -2,471
|
Mof |
|
2,8 |
0,947 0,984 1,083 1,232 1,425 1,660 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,00 1,039 1,156 1,365 1,709 2,156 |
-0,938 -0,975 -1,081 -1,260 -1,522 -1,890
|
1,000 1,039 1,156 1,363 1,692 2,183 |
0,000 0,000 0,000 0,008 0,052 0,217 |
0,947 0,985 1,096 1,301 1,652 2,273 |
-0,938 -0,975 -1,086 -1,292 -1,663 -2,365 |
|
|
3,0 |
0,972 1,010 1,111 1,263 1,457 1,687 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,039 1,155 1,361 1,690 2,202 |
-0,940 -0,977 -1,083 -1,259 -1,512 -1,856 |
1,000 1,039 1,155 1,359 1,676 2,133 |
0,000 0,000 0,000 0,008 0,050 0,204 |
0,972 1,011 1,124 1,331 1,678 2,268 |
-0,940 -0,977 -1,087 -1,291 -1,649 -2,304 |
|
|
3,2 |
0,998 1,036 1,141 1,298 1,496 1,729 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,039 1,156 1.361 1,684 2,174 |
-0,947 -0,984 -1,092 -1,269 -1,519 -1,852 |
1,000 1,039 1,156 1,359 1,670 2,180 |
0,000 0,000 0,000 0,008 0,049 0,197 |
0,998 1,037 1,154 1,365 1,714 2,291 |
-0,947 -0,984 -1,096 -1,300 -1,655 -2,286 |
|
|
3,4 |
1,021 0,061 1,169 1,331 1,537 1,777 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,040 1,157 1,363 1,685 2,168 |
-0,957 -0,995 -1,105 -1,285 -1,538 -1,870 |
1,000 1,040 1,574 1,361 1,672 2,102 |
0,000 0.000 0,000 0,008 0,049 0,194 |
1,021 1,062 1,182 1,398 1,755 2,333 |
-0,957 -0,955 -1,109 -1,316 -1,673 -2,298 |
|
|
3,6 |
1,040 1,081 1,192 1,360 1,574 1.825 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,040 1,159 1,367 1,692 2,174 |
-0,968 -1,007 -1,118 -1,303 -1.562 -1,900 |
1,000 1,040 1,159 1,365 1,678 2,109 |
0,000 0,000 0,000 0,008 0,049 0,194 |
1,040 1,082 1,206 1.428 1,794 2,382 |
-0,968 -1,007 -1,123 -1,334 -1,698 -2,328 |
|
|
3,8 |
1,054 1,096 1,210 1,383 1,606 1,867 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,040 1,160 1,371 1,700 2,188 |
-0,977 -1.017 -1,131 -1,320 -1,586 -1,933 |
1,000 1,040 1,160 1,369 1,686 2,122 |
0,000 0,000 0,000 0,008 0,050 0,195 |
1,054 1,097 1,224 1,452 1,827 2,429 |
-0,977 -1,017 -1,136 -1,352 -1,723 -2,364 |
|
|
4,0 |
1,064 1,107 1,223 1,400 1,629 1,901 |
0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,50 |
1,000 1,041 1,162 1,375 1,708 2,103 |
-0,982 -1,026 -1,142 -1.344 -1,606 -1,964 |
1,000 1,041 1,162 1,373 1,694 2,137 |
0,000 0,000 0,000 0,009 0,050 0,197 |
1,064 1,108 1,237 1,470 1,853 2,469 |
-0,985 -1,026 -1,146 -1,366 -1,775 -2,399 |
|
|
Во второй стадии работы сваи расчетный изгибающий момент Мz, кН•м (тс•м), поперечную силу Hzi., кН (тc) , действующие на глубине zi в пределах пластической зоны грунта, следует определять по формулам:
, (21)
, (22)
где zi, — глубина расположения сечения сваи в грунте, м, в пределах пластической зоны по отношению к подошве низкого ростверка.
9. 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 формуле (21) вместо М следует принимать расчетный момент заделки Mf, действующий в месте сопряжения сваи с ростверком.
Расчетный момент заделки Mf, кН м (тc м), определяется по формуле
, (23)
где — приведенный момент, определяемый по табл. 3 в зависимости от значений .
10. Несущая способность системы „свая—грунт" при действии горизонтальной силы определяется по формулам:
1) для сваи, не имеющей жесткой заделки в ростверк,
, (24)
где zz - расстояние, м, от поверхности грунта до местоположения пластического шарнира, которое определяется из уравнения
, (25)
здесь e - эксцентриситет приложения внешней нагрузки к свае, м;
Mu- предельный изгибающий момент, воспринимаемый поперечным сечением сваи, с учетом продольной силы, кН•м (тc•м);
1 - коэффициент, равный единице, кроме случаев расчета фундаментов распорных сооружений, для которых 1 = 0,7;
2 - коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной нагрузке, определяемый по формуле
, (26)
где Mc - момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов свай, кН • м (тc • м);
Mt - то же, от внешних временных расчетных нагрузок, кН м (тc м);
- - коэффициент, принимаемый = 2,5, за исключением случаев расчета:
|
Коэффициенты | |||||||||||
Приведенная глубина располо-жения сечения сваи в грунте |
A1 |
B1 |
C1 |
D1 |
A3 |
B3 |
C3 |
D3 |
A4 |
B4 |
C4 |
D4 |
0,0 |
1,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,1 |
1,000 |
0,100 |
0,005 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,100 |
-0,005 |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,2 |
1,000 |
0,200 |
0,020 |
0,001 |
-0,001 |
0,000 |
1,000 |
0,200 |
-0,020 |
-0,003 |
0,000 |
1,000 |
0,3 |
1,000 |
0,300 |
0,045 |
0,005 |
-0,005 |
-0,001 |
1,000 |
0,300 |
-0,045 |
-0,009 |
-0,001 |
1,000 |
0,4 |
1,000 |
0,400 |
0,080 |
0,011 |
-0,011 |
-0,002 |
1,000 |
0,400 |
-0,080 |
-0,021 |
-0,003 |
1,000 |
0,5 |
1,000 |
0,500 |
0,125 |
0,021 |
-0,021 |
-0,005 |
0,999 |
0,500 |
-0,125 |
-0,042 |
-0,008 |
0,999 |
0,6 |
0,999 |
0,600 |
0,180 |
0,036 |
-0,036 |
-0,011 |
0,998 |
0,600 |
-0,180 |
-0,072 |
-0,016 |
0,997 |
0,7 |
0,999 |
0,700 |
0,245 |
0,057 |
-0,057 |
-0,020 |
0,996 |
0,699 |
-0,245 |
-0,114 |
-0,030 |
0,994 |
0,8 |
0,997 |
0,799 |
0,320 |
0,085 |
-0,085 |
-0,034 |
0,992 |
0,799 |
-0,320 |
-0,171 |
-0,051 |
0,989 |
0,9 |
0,995 |
0,899 |
0,405 |
0,121 |
-0,121 |
-0,055 |
0,985 |
0,897 |
-0,404 |
-0,243 |
-0,082 |
0,980 |
1,0 |
0,992 |
0,997 |
0,499 |
0,167 |
-0,167 |
-0,083 |
0,975 |
0,994 |
-0,499 |
-0,333 |
-0,125 |
0,967 |
1,1 |
0,987 |
1,095 |
0,604 |
0,222 |
-0,222 |
-0,122 |
0,960 |
1,090 |
-0,603 |
-0,443 |
-0,183 |
0,946 |
1,2 |
0,979 |
1,192 |
0,718 |
0,288 |
-0,287 |
-0,173 |
0,938 |
1,183 |
-0,716 |
-0,575 |
-0,259 |
0,917 |
1,3 |
0,969 |
1,287 |
0,841 |
0,365 |
-0,365 |
-0,238 |
0,907 |
1,273 |
-0,838 |
-0,730 |
-0,356 |
0,876 |
1,4 |
0,955 |
1,379 |
0,974 |
0,456 |
-0,455 |
-0,319 |
0,866 |
1,358 |
-0,967 |
-0,910 |
-0,479 |
0,821 |
1,5 |
0,937 |
1,468 |
1,115 |
0,560 |
-0,559 |
-0,420 |
0,811 |
1,437 |
-1,105 |
-1,116 |
-0,630 |
0,747 |
1,6 |
0,913 |
1,553 |
1,264 |
0,678 |
-0,676 |
-0,543 |
0,739 |
1,507 |
-1,248 |
-1,350 |
-0,815 |
0,652 |
1,7 |
0,882 |
1,633 |
1,421 |
0,812 |
-0,808 |
-0,691 |
0,646 |
1,566 |
-1,396 |
-1,613 |
-1,036 |
0,529 |
1,8 |
0,843 |
1,706 |
1,584 |
0,961 |
-0,956 |
-0,867 |
0,530 |
1,612 |
-1,547 |
-1,906 |
-1,299 |
0,374 |
1,9 |
0,795 |
1,770 |
1,752 |
1,126 |
-1,118 |
-1,074 |
0,385 |
1,640 |
-1,699 |
-2,227 |
-1,608 |
0,181 |
2,0 |
0,735 |
1,823 |
1,924 |
1,308 |
-1,295 |
-1,314 |
0,207 |
1,646 |
-1,848 |
-2,578 |
-1,966 |
-0,057 |
2,2 |
0,575 |
1,887 |
2,272 |
1,720 |
-1,693 |
-1,906 |
-0,271 |
1,575 |
-2,125 |
-3,360 |
-2,849 |
-0,692 |
2,4 |
0,347 |
1,874 |
2,609 |
2,195 |
-2,141 |
-2,663 |
-0,949 |
1,352 |
-2,339 |
-4,228 |
-3,973 |
-1,592 |
2,6 |
0,033 |
1,755 |
2,907 |
2,724 |
-2,621 |
-3,600 |
-1,877 |
0,917 |
-2,437 |
-5,140 |
-5,355 |
-2,821 |
2,8 |
-0,385 |
1,490 |
3,128 |
3,288 |
-3,103 |
-4,718 |
-3,108 |
0,197 |
-2,346 |
-6,023 |
-6,990 |
-4,445 |
3,0 |
-0,928 |
1,037 |
3,225 |
3,858 |
-3,540 |
-6,000 |
-4,688 |
-0,891 |
-1,969 |
-6,765 |
-8,840 |
-6,520 |
3,5 |
-2,928 |
-1,272 |
2,463 |
4,980 |
-3,919 |
-9,544 |
-10,340 |
-5,854 |
1,074 |
-6,789 |
-13,692 |
-13,826 |
4,0 |
-5,853 |
-5,941 |
-0,927 |
4,548 |
-1,614 |
-11,731 |
-17,919 |
-15,076 |
9,244 |
-0,358 |
-15,611 |
-23,140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) особо ответственных сооружений, для которых при 2,6 принимается = 4 и при 5 принимается = 2,5; при промежуточных значениях значение определяется интерполяцией;
б) фундаментов с однорядным расположением свай на внецентренно приложенную вертикальную сжимающую нагрузку, для которые следует принимать = 4 независимо от значения;
2) для сваи, имеющей жесткую заделку в низкий ростверк, несущую способность Fd следует определять по формуле
, (27)
11. При статическом расчете свай в составе куста, если допускается возможность развития второй стадии напряженно-деформированного состояния системы «свая—грунт», следует учитывать их взаимодействие. В этом случае расчет производится как для одиночной сваи, но коэффициенты пропорциональности К и а умножаются на понижающий коэффициент i определяемый по формуле
, (28)
где c — коэффициент, учитывающий уплотнение грунта при погружении свай и принимаемый: c = 1,2 для забивных свай сплошного сечения и c = 1 для остальных видов свай;
d — диаметр или сторона поперечного сечения сваи, м;
, (29)
хi, уi, — координаты оси i-й сваи в плане, причем горизонтальная нагрузка приложена в направлении оси х,
xj,yj— то же, для j-й сваи.
Произведение в формуле (28) распространяется только на сваи куста, непосредственно примыкающие к i-й свае.
12. При одностадийном расчете свай горизонтальное перемещение u0 , м, и угол поворота 0, рад, следует определять по формулам:
u0=H0 HH+M0 HM, (30)
0=H0 MH+M0 MM, (31)
где H0 , M0 — расчетные значения соответственно поперечной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН м (тс м), в рассматриваемом сечении сваи, принимаемые равными H0 = Н и М0 = М + Hl0 [ здесь Н и М— то же, что в формулах (12) и (13)];
НН — горизонтальное перемещение сечения, м/кН (м/тс) , от действия силы H = 1, приложенной в уровне поверхности грунта;
HM — горизонтальное перемещение сечения, 1/кН (1/тс), от момента M=1, действующего в уровне поверхности грунта;
MH ‑угол поворота сечения, 1/кН (1/тс), от силы Н = 1 ;
MM ‑угол поворота сечения, 1/(кН м), [1/(тс м)], от момента М = 1.
Перемещения НН , MН =НM , MM вычисляются по формулам:
, (32)
, (33)
, (34)
где ,Е, I —то же, что и в формуле (11);
A0, B0 , C0 — безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 5 в зависимости от приведенной глубины погружения сваи в грунт, определяемой по формуле (7).
При значении , соответствующем промежуточному значению, указанному в табл. 5, его следует округлить до ближайшего табличного значения.
13. Расчет устойчивости основания, окружающего сваю, должен производиться по условию (35) ограничения расчетного давления z, оказываемого на грунт боковыми поверхностями свай:
(Iz tgI+сI), (35)
где z — расчетное давление на грунт, кПа (тс/м2) , боковой поверхности сваи, определяемое по формуле на следующих глубинах z, м, отсчитываемых при высоком ростверке от поверхности грунта, а при низком ростверке — от его подошвы [ при z 2,5 — на двух глубинах, соответствующих z = l/3 и z=l; при >2,5— на глубине z =0,85/, где определяется по формуле (11)];
I - расчетный удельный (объемный) вес грунта ненарушенной структуры, кН/м3 (тс/м3), определяемый в водонасыщенных грунтах с учетом взвешивания в воде;
I, cI — расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кПа (тс/м2), принимаемые в соответствии с указаниями п. 3.5;
коэффициент, принимаемый для забивных свай и свай-оболочек = 0,6, а для всех остальных видов свай = 0,3;
1, 2 — значения коэффициентов те же, что и в формуле (24).
Таблица 5
Приве-денная глубина погру-жения сваи |
При опирании сваи на нескальный грунт |
При опирании сваи на скалу |
При заделке сваи в скалу | ||||||
|
A0 |
B0 |
C0 |
A0 |
B0 |
C0 |
A0 |
B0 |
C0 |
0,5 |
72,004 |
192,026 |
576,243 |
48,006 |
96,037 |
192,291 |
0,042 |
0,125 |
0,500 |
0,6 |
50,007 |
111,149 |
278,069 |
33,344 |
55,609 |
92,291 |
0,072 |
0,180 |
0,600 |
0,7 |
36,745 |
70,023 |
150,278 |
24,507 |
35,059 |
50,387 |
0,114 |
0,244 |
0,699 |
0,8 |
28,140 |
46,943 |
88,279 |
18,775 |
23,533 |
29,763 |
0,170 |
0,319 |
0,798 |
0,9 |
22,244 |
33,008 |
55,307 |
14,851 |
16,582 |
18,814 |
0,241 |
0,402 |
0,896 |
1,0 |
18,030 |
24,106 |
36,486 |
12,049 |
12,149 |
12,582 |
0,329 |
0,494 |
0,992 |
1,1 |
14,916 |
18,160 |
25,123 |
9,983 |
9,196 |
8,836 |
0,434 |
0,593 |
1,086 |
1,2 |
12,552 |
14,041 |
17,944 |
8,418 |
7,159 |
6,485 |
0,556 |
0,698 |
1,176 |
1,3 |
10,717 |
11,103 |
13,235 |
7,208 |
5,713 |
4,957 |
0,695 |
0,807 |
1,262 |
1,4 |
9,266 |
8,954 |
10,050 |
6,257 |
4,664 |
3,937 |
0,849 |
0,918 |
1,342 |
1,5 |
8,101 |
7,349 |
7,838 |
5,498 |
3,889 |
3,240 |
1,014 |
1,028 |
1,415 |
1,6 |
7,154 |
6,129 |
6,268 |
4,887 |
3,308 |
2,758 |
1,186 |
1,134 |
1,480 |
1,7 |
6,375 |
5,189 |
5,133 |
4,391 |
2,868 |
2,419 |
1,361 |
1,232 |
1,535 |
1,8 |
5,730 |
4,456 |
4,299 |
3,985 |
2,533 |
2,181 |
1,532 |
1,321 |
1,581 |
1,9 |
5,190 |
3,878 |
3,679 |
3,653 |
2,277 |
2,012 |
1,693 |
1,397 |
1,617 |
2,0 |
4,737 |
3,418 |
3,213 |
3,381 |
2,081 |
1,894 |
1,841 |
1,460 |
1,644 |
2,2 |
4,032 |
2,756 |
2,591 |
2,977 |
1,819 |
1,758 |
2,080 |
1,545 |
1,675 |
2,4 |
3,526 |
2,327 |
2,227 |
2,713 |
1,673 |
1,701 |
2,240 |
1,586 |
1,685 |
2,6 |
3,163 |
2,048 |
2,013 |
2,548 |
1,600 |
2,687 |
2,330 |
1,596 |
1,687 |
2,8 |
2,905 |
1,869 |
1,889 |
2,453 |
1,572 |
1,693 |
2,371 |
1,593 |
1,687 |
3,0 |
2,727 |
1,758 |
1,818 |
2,406 |
1,568 |
1,707 |
2,385 |
1,586 |
1,691 |
3,5 |
2,502 |
1,641 |
1,757 |
2,394 |
1,597 |
1,739 |
2,389 |
1,584 |
1,711 |
4,0 |
2,441 |
1,621 |
1,751 |
2,419 |
1,618 |
1,750 |
2,401 |
1,600 |
1,732 |
П р и м е ч а н и е. Если расчетные горизонтальные давления на грунт (z не удовлетворяют условию (35), но при этом несущая способность свай по материалу недоиспользована и перемещения свай меньше предельно допускаемых значений, то при приведенной глубине свай >2,5 расчет следует повторить, приняв уменьшенное значение коэффициента пропорциональности К. При новом значении К необходимо проверить прочность сваи по материалу, ее перемещения, а также соблюдение условия (35).
14. Расчетное давление z, кПа (тс/м2) , на грунт по контакту с боковой поверхностью сваи, возникающее на глубине z, а также расчетный изгибающий момент Mz, кН м (тc м), поперечную силу Hz., кН (тс) , и продольную силу H, кН (тc) , действующие на глубине z в сечении сваи, при одностадийном расчете свай следует определять по формулам:
, (36)
, (37)
, (38)
Nz=N, (39)
где К — коэффициент пропорциональности, определяемый по табл. 1
, E, I — то же, что и в формуле (11);
—приведенная глубина, определяемая по формуле (5) в зависимости от значении действительной глубины z, для которой определяются значения давления z, момента Mz и поперечной силы Hz;
H0, M0, l0, u0, 0 — то же, что и в пп. 5 и 12;
А1,А2, А4— коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 4;
B1, B2, B4 ,
C1, C2, C4.
D1, D2, D4
N — расчетная осевая нагрузка, кН (тc) , передаваемая на голову сваи.
15. Расчетный момент заделки М кН м (тc м), учитываемый при одностадийном расчете свай, имеющих жесткую заделку в ростверк, который обеспечивается невозможностью поворота головы сваи, следует определять по формуле
, (40)
где все буквенные обозначения те же, что и в предыдущих формулах.
При этом знак „минус" означает, что при горизонтальной силе Н, направленной слева направо, на голову сваи со стороны заделки передается момент, направленный против часовой стрелки.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПИРАМИДАЛЬНЫХ СВАЙ С НАКЛОНОМ БОКОВЫХ ГРАНЕЙ ip>0,025
Несущую способность, Fd, кН (кгс), 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
, (1)
где Ai— площадь боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, м2 (см2);
— угол конусности сваи, град;
I,i, cI,i‑ расчетные значения угла внутреннего трения, град, и сцепления, кПа (кгс/см2), i-го слоя грунта;
d — сторона сечения нижнего конца сваи, м;
n1, n2 — коэффициенты, значения которых приведены в таблице.
Сопротивления грунта под острием сваи рi и на ее боковой поверхности рi,, кПа (кгс/см2), определяются по формуле
, (2)
где Еi — модуль деформации грунта i-го слоя, кПа (кгс/см2), определяемый по результатам прессиометрических испытаний;
vi — коэффициент Пуассона i-го слоя грунта, принимаемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83;
‑ коэффициент, значения которого приведены в таблице.
Давления грунта po,i и pp,i кПа (кгс/см2), определяются по формулам:
, (3)
pp,i=po,i,(1+sinI,i )+cI,i cosI,i , (4)
где I,i — удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3 (кгс/см3);
hi — средняя глубина расположения i-го слоя грунта, м.
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 |
П р и м е ч а н и е: Для промежуточных значений угла внутреннего трения I ,i , значения коэффициентов n1 , n2 и определяются интерполяцией.
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое