СП 24.13330.2011

     
     
СВОД ПРАВИЛ

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Pile foundations

Актуализированная редакция
СНиП 2.02.03-85
         

     
Дата введения 2011-05-20

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова - институт АО "НИЦ "Строительство" (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 786 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 24.13330.2010

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.

Опечатки внесены изготовителем базы данных

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 3 декабря 2016 г. N 885/пр c 04.06.2017; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 20 ноября 2018 г. N 734/пр c 21.05.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 40/пр c 25.07.2019

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год; М.: Стандартинформ, 2019

 

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.

Разработан НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство": д-ра техн. наук Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин и канд. техн. наук И.В.Колыбин - руководители темы; д-ра техн. наук: А.А.Григорян, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г.Алексеев, В.А.Барвашов, С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, A.M.Дзагов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, В.В.Михеев, Д.Е.Разводовский, В.Г.Федоровский, О.А.Шулятьев, П.И.Ястребов, инженеры Л.П.Чащихина, Е.А.Парфенов, при участии инженера Н.П.Пивника.

Изменение N 2 разработано институтом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский; исполнители - д-р техн. наук Н.З.Готман, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд.техн. наук П.И.Ястребов) при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева.

Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, д-р техн. наук Н.З.Готман, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.В.Сёмкин, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук П.И.Ястребов, при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева).

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

     1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее - сооружений).

Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.

     2 Нормативные ссылки

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент

ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия

ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 16.13330.2017 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции" (с изменением N 1)

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменением N 1)

СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах" (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (с изменением  N 1)

СП 26.13330.2012 "СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками" (с изменением N 1)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы" (с изменением N 1)

СП 38.13330.2018 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"

СП 40.13330.2012 "СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные"

СП 41.13330.2012 "СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений"

СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"

СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, 2, 3)

СП 64.13330.2017 "СНиП II-25-80 Деревянные конструкции" (с изменением N 1)

СП 71.13330.2017 "СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия"

СП 126.13330.2017 "СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве"

СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (с изменениями N 1, 2)

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

           

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

     3 Термины и определения

Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем СП, приведены в приложении А.

Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.

     4 Общие положения

4.1 Основное назначение свай - это прорезка залегающих с поверхности слабых слоев грунта и передача действующей нагрузки на нижележащие слои грунта, обладающие более высокими механическими показателями. Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;

г) действующих на фундаменты нагрузок;

д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;

е) экологических требований;

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений;

и) геоподосновой или инженерной цифровой модели местности (ИЦММ) с отображением подземных и надземных сооружений и коммуникаций;

к) технических условий, выданных всеми уполномоченными заинтересованными организациями.

Примечание - Допустимо применение свай для снижения величины осадки фундаментов или для устройства армирования грунтов.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

Рекомендуется выполнять технико-экономическое сравнение возможных вариантов проектных решений с использованием критериев конструктивной и экономической эффективности.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

4.3 При проектировании следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условиях.

Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии с СП 131.13330.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1).

4.5 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751 и геотехническую категорию объекта строительства в соответствии с СП 22.13330.

В дополнении к требованиям СП 22.13330 при проектировании следующих видов свайных фундаментов должна назначаться геотехническая категория 3:

- свайных фундаментов при длине свай более 40 м;

- плитно-свайных фундаментов;

- фундаментов со сваями диаметром 1,5 м и более;

- свай, прорезающих хотя бы один слой скальных или полускальных грунтов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.6 Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерных изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СП 47.13330, СП 11-104 [2] и раздела 5 настоящего СП.

Выполненные инженерные изыскания должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий нового строительства, но и получение необходимых данных для проверки влияния устройства свайных фундаментов на существующие сооружения и окружающую среду, а также для проектирования в случае необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений.

Проектирование свайных фундаментов без соответствующих достаточных данных инженерно-геологических изысканий не допускается.

4.7 При использовании для строительства вблизи существующих сооружений свай погружаемых или устраиваемых с применением динамических воздействий (забивка, вибропогружение, сваи-РИТ и др.) необходимо производить оценку влияния динамических воздействий на конструкции существующих сооружений, а также на находящиеся в них чувствительные к колебаниям машины, приборы и оборудование и в необходимых случаях предусматривать измерения параметров колебаний грунта, сооружений (в том числе подземных коммуникаций), а также подземных коммуникаций при опытном погружении и устройстве свай.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.8 В программе мониторинга для зданий геотехнической категории 3, возводимых на свайных фундаментах, необходимо предусматривать проведение натурных измерений (мониторинг). Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в соответствии с СП 22.13330.

Натурные измерения деформаций оснований и фундаментов должны предусматриваться при применении новых (не включенных в настоящий свод правил) конструкций свайных фундаментов, а также в случае если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных измерений.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.8а В свайных фундаментах зданий и сооружений, проектируемых в условиях геотехнической категории 3, не допускается применение бывших в употреблении стальных конструкций и их частей (армирующих элементов из металлопроката, металлических колец и т.д.).

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

4.9 Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в условиях агрессивной среды, следует проектировать с учетом требований СП 28.13330, а деревянные конструкции свайных фундаментов - с учетом требований по защите их от гниения, разрушения и поражения древоточцами.

4.10 При проектировании и возведении свайных фундаментов из монолитного и сборного бетона или железобетона следует дополнительно руководствоваться СП 63.13330, СП 28.13330, а также соблюдать требования нормативных документов по устройству оснований и фундаментов, изоляционных и отделочных покрытий геодезическим работам, технике безопасности, правилам пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и охране окружающей среды.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.11 Защиту стальных свай от коррозии допустимо выполнять цинкованием или путем окраски их поверхности составами на основе эпоксидных смол, стойкими к истиранию.

(Введен дополнительно, Изм. N 1, 3).

     5 Требования к инженерно-геологическим изысканиям

      

5.1 Инженерно-геологические изыскания для проектирования свайных фундаментов должны назначаться в соответствии с требованиями СП 126.13330, [1], [3], национальных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Объемы и состав инженерных изысканий должны устанавливаться с учетом геотехнической категории объекта строительства в соответствии с СП 22.13330.

5.2 Для геотехнической категории 3 программу изысканий рекомендуется дополнять испытаниями грунтов прессиометрами и штампами (ГОСТ 20276), эталонными и натурными сваями (ГОСТ 5686). При применении свай новых конструкций (по специальному заданию проектной организации) в состав работ следует включать опытное погружение или устройство свай, с целью уточнения назначенных при проектировании длин и диаметров свай и режима погружения, а также натурные испытания этих свай статическими нагрузками.

5.3 При передаче на сваи выдергивающих, горизонтальных или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае, а объемы работ назначаться с учетом доминирующего воздействия.

5.4 Несущую способность свай по результатам полевых испытаний грунтов натурной и эталонной сваями и статическим зондированием следует определять в соответствии с подразделом 7.3.

5.5 Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при их рядовом расположении и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже - при свайных полях размером до 1010 м и при нагрузках на куст более 3 МН. При свайных полях размером более 1010 м и применении плитно-свайных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на глубину сжимаемой толщи, но не менее половины ширины свайного поля или плиты и не менее чем на 15 м.

При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих, слабых глинистых, органоминеральных и органических грунтов, рыхлых песков и техногенных грунтов) глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик.

5.6 Обследование технического состояния фундаментов и конструкций реконструируемых зданий должно выполняться по заданию заказчика специализированной организацией. Оценку длины существующих свай в фундаментах реконструируемого здания рекомендуется осуществлять с использованием геофизических методов.

5.7 Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен составляться в соответствии с СП 47.13330 и [3].

При наличии натурных испытаний свай статической или динамической нагрузкой должны приводиться их результаты. Результаты зондирования должны включать данные о несущей способности свай.

При применении свай-стоек должен быть определен показатель качества породы RQD для всех слоев скальных грунтов, которые прорезает свая, и для слоя, в котором расположен нижний конец сваи.

При проектировании свайных фундаментов для зданий с уровнем ответственности КС-3 или сваями длиной более 40 м для глинистых грунтов рекомендуется определять коэффициент переуплотнения грунта OCR (в том числе в пределах сжимаемой толщи под нижним концом свай).

Раздел 5 (Измененная редакция, Изм. N 1).

     6 Виды свай

6.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

а) забивные и вдавливаемые (далее - забивные) железобетонные, деревянные и стальные предварительно изготовленные, погружаемые в грунт за счет вытеснения, а также путем установки в лидерные скважины при помощи молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные круглые полые сваи диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью (ГОСТ 19804);

б) сваи-оболочки железобетонные диаметром более 0,8 м, погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта из их полости и заполняемые частично или полностью бетонной смесью, а также сваи в виде металлических труб, погружаемые с открытым нижним концом без выемки грунта;

в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения - отжатия грунта;

г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них предварительно изготовленных железобетонных элементов;

д) винтовые сваи, состоящие как минимум из одной металлической винтовой лопасти (спирали) и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в грунт путем ее завинчивания в сочетании с регулируемым вдавливанием с лидерными скважинами или без них.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.2 По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие (сваи трения).

К сваям-стойкам следует относить сваи всех видов, опирающиеся на скальные и слабодеформируемые грунты, а забивные сваи, кроме того, на слабодеформируемые грунты (ГОСТ 25100), и передающие нагрузку на основание преимущественно по пяте сваи.

К висячим сваям (сваям трения) следует относить сваи всех видов, опирающиеся на деформируемые грунты и передающие нагрузку на основание боковой поверхностью и нижним концом.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

6.3 Забивные и вдавливаемые железобетонные сваи размером поперечного сечения 0,8 м включительно и железобетонные сваи-оболочки следует подразделять:

а) по способу армирования - на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;

б) по форме поперечного сечения - на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;

в) по форме продольного сечения - на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные);

г) по конструктивным особенностям - на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

д) по конструкции нижнего конца - на сваи с заостренным или плоским нижним концом, или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

Примечание - Сваи забивные с камуфлетной пятой устраивают путем забивки полых свай круглого сечения с закрытым стальным полым наконечником с последующим заполнением полости сваи и наконечника бетонной смесью и устройством с помощью взрыва камуфлетной пяты в пределах наконечника. В проектах таких свай следует предусматривать указания о соблюдении правил производства буровзрывных работ.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:

а) вытеснительные, устраиваемые путем погружения (забивкой, вдавливанием или завинчиванием) инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком (наконечником) или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью, в том числе после устройства уширения из втрамбованной сухой бетонной смеси;

б) виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом или закрепленным на ней вибропогружателем;

в) в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.5 Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:

а) буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод - с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

б) буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;

в) баретты - буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер или гидрофреза;

г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью;

д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси, а также устраиваемые полым шнеком или с использованием не извлекаемых буровых штанг;

е) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, выполняемые с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (серией разрядов импульсов тока высокого напряжения - РИТ);

ж) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины предварительно изготовленных цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;

з) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подпункт "г") тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.5а (Введен дополнительно, Изм. N 1), (Исключен, Изм. N 3).

6.6 Применение свай с оставляемыми обсадными трубами допускается только в случаях, когда исключена возможность применения других решений конструкции фундаментов (при устройстве буронабивных свай в пластах грунтов со скоростью фильтрационного потока более 200 м/сут, при применении буронабивных свай для закрепления действующих оползневых склонов и в других обоснованных случаях).

При устройстве буронабивных свай в водонасыщенных глинистых грунтах для крепления стенок скважин допускается использовать избыточное давление воды не менее 0,5 атм при условии удаления места проведения работ от существующих объектов не менее 25 м (указанное требование не относится к случаю устройства свай с бурением под защитой инвентарных обсадных труб).

6.7 Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона по ГОСТ 26633.

Для нестандартизованных забивных железобетонных свай, а также для набивных и буровых свай необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой - не ниже В22,5.

6.8 Железобетонные ростверки свайных фундаментов следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже: для монолитных - В15, для сборных - В20.

Для опор мостов класс бетона свай и свайных ростверков следует назначать в соответствии с требованиями СП 35.13330, а для гидротехнических сооружений - СП 40.13330 и СП 41.13330.

6.9 Бетон для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков, а также оголовков свай при сборных ленточных ростверках следует предусматривать в соответствии с требованиями СП 63.13330, но не ниже класса В15.

Примечание - Для опор мостов и гидротехнических сооружений класс бетона для замоноличивания сборных элементов свайных фундаментов должен быть на ступень выше класса бетона соединяемых сборных элементов.

6.10 Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь ГОСТ 19804.6, СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений - соответственно СП 35.13330 и СП 40.13330.

6.11 Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты), соответствующих требованиям ГОСТ 9463, диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м. Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется. Применение деревянных свай для фундаментов капитальных зданий и сооружений допускается при расположении их голов ниже уровня подземных вод. Допускается применять конструкции с железобетонными элементами выше уровня подземных вод и деревянными элементами ниже их уровня.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.12 Металлические сваи могут изготавливаться из стали, а также из высокопрочного чугуна. Допускается применение сталебетонных конструкций. При устройстве стальных трубчатых свай для геотехнических категорий 2 и 3 не допускается повторное применение труб, бывших в употреблении.

6.13 Допускается применение комбинированных свай, при устройстве которых использовано более двух технологий их устройства, в том числе с применением технологий струйной цементации и глубинного смешивания. Элементы закрепления грунта могут применяться для повышения несущей способности свай в виде:

- фрагмента закрепленного основания под пятой сваи и (или) отдельных закрепленных участков по боковой поверхности сваи;

- предварительно закрепленного грунтового массива, в который погружается заранее изготовленный элемент.

Допустима комбинация буровых или буронабивных свай с опиранием на закрепленный массив грунта, устроенный методом струйной цементации или глубинного смешивания.

6.12, 6.13 (Введены дополнительно, Изм. N 1).

     7 Проектирование свайных фундаментов

     7.1 Основные указания по расчету

7.1.1 Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям:

первой группы:

а) по прочности материала свай и свайных ростверков;

б) по несущей способности (предельному сопротивлению) грунта основания свай;

в) по потере общей устойчивости оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположено на откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающими слоями грунта. Этот расчет следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента;

второй группы:

а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (см. подраздел 7.4);

б) по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. приложение В);

в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

7.1.2 В расчетах оснований свайных фундаментов следует учитывать совместное действие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (например, влияние подземных вод и их режима на физико-механические свойства грунтов и др.) на весь период эксплуатации.

Сооружение и его основание должны рассматриваться совместно, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения со сжимаемым основанием.

Расчетная схема системы "сооружение-основание" или "фундамент-основание" должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и т.д.). Рекомендуется учитывать пространственную работу конструкций, геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, развитие областей пластических деформаций под фундаментом.

Расчет свайных фундаментов должен проводиться с построением математических моделей, описывающих механическое поведение свайных фундаментов для первого или второго предельного состояния. Расчетная модель может представляться в аналитическом или численном виде. При проведении расчетов несущей способности и осадок одиночных свай предпочтение следует отдавать табулированным или аналитическим решениям, приведенным в настоящем СП. Расчеты большеразмерных свайных кустов и комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) следует, преимущественно, проводить численно.

При проектировании свайных фундаментов следует учитывать жесткость конструкций, объединяющих головы свай, что должно отражаться в расчетной модели. При этом при составлении расчетной модели должны также учитываться:

грунтовые условия площадки строительства;

гидрогеологический режим;

особенности устройства свай;

наличие шлама под нижним концом свай.

При проведении численных расчетов расчетная схема системы "ростверк - сваи - грунтовое основание" должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих сопротивление указанной системы. Необходимо учитывать продолжительность и возможное изменение во времени нагружения свай и свайных фундаментов.

Расчетная модель свайных фундаментов должна строиться таким образом, чтобы содержать погрешность только в сторону запаса надежности проектируемых надземных конструкций. Если заранее такая погрешность не может быть определена, необходимо проведение вариантных расчетов и определение наиболее неблагоприятных воздействий для надземных конструкций.

При проведении компьютерных расчетов свайных фундаментов следует учитывать возможные неопределенности, связанные с назначением расчетной модели и выбором деформационных и прочностных показателей грунтов основания. Для этого при проведении численных расчетов, определяющих возможное сопротивление одиночных свай, групп свай и свайно-плитных фундаментов, рекомендуется проводить сопоставление результатов расчета отдельных элементов расчетной схемы с аналитическими решениями, а также выполнять сопоставление альтернативных результатов расчета по различным геотехническим программам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.1.2а При проектировании свайных фундаментов допускается использовать как компьютерные программы, реализующие методики настоящего свода правил, так и численные решения с использованием апробированных геотехнических моделей. Программное обеспечение должно быть верифицировано (проверено).

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

7.1.3 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями СП 20.13330, СП 22.13330.

7.1.4 Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям - на основные сочетания.

7.1.5 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СП 35.13330; СП 40.13330; СП 38.13330 и СП 58.13330.

7.1.6 Расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов.

Расчетные значения характеристик материалов свай и свайных ростверков следует принимать в соответствии с требованиями СП 63.13330, СП 16.13330, СП 64.13330, СП 35.13330 и СП 40.13330.

Расчетные значения характеристик грунтов следует определять в соответствии с ГОСТ 20522, расчетные значения коэффициентов постели грунта , окружающего сваю, следует принимать в соответствии с приложением В.

Расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи и на боковой поверхности сваи следует определять по указаниям подраздела 7.2 или путем расчета с использованием численного моделирования.

При наличии результатов полевых исследований, проведенных в соответствии с требованиями подраздела 7.3, несущую способность грунта основания свай следует определять с учетом данных статического зондирования грунтов, испытаний грунтов эталонными сваями или по данным динамических испытаний свай. В случае проведения испытаний свай статической нагрузкой несущую способность грунта основания сваи следует принимать по результатам этих испытаний, учитывая рекомендации подраздела 7.3. При применении комбинированных свай их несущая способность должна определяться только на основании статических испытаний.

Для объектов, по которым не проводились испытания натурных свай статической нагрузкой, рекомендуется определять несущую способность грунта основания сваи несколькими из возможных способов, указанных в подразделах 7.2 и 7.3, учитывая при этом уровень ответственности сооружения.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.1.7 Расчет свай и свайных ростверков по прочности материала должен производиться в соответствии с требованиями действующих правил по расчету бетонных, железобетонных, стальных и деревянных конструкций.

Расчет элементов железобетонных конструкций свайных фундаментов по образованию и раскрытию трещин следует производить в соответствии с требованиями СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений - также с учетом требований СП 35.13330 и СП 40.13330 соответственно.

7.1.8 При расчете свай всех видов по прочности материала сваю допускается рассматривать как стержень, жестко защемленный в грунте в сечении, расположенном от подошвы ростверка на расстоянии , определяемом по формуле

,                                                    (7.1)

где - длина участка сваи от подошвы высокого ростверка до уровня планировки грунта, м;

- коэффициент деформации, 1/м, определяемый по рекомендуемому приложению Г*.

_________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать "Приложение В". - Примечание изготовителя базы данных.       

Если для буровых свай и свай-оболочек, заглубленных сквозь толщу нескального грунта и заделанных в скальный грунт, отношение , следует принимать (где - глубина погружения сваи или сваи-оболочки, отсчитываемая от ее нижнего конца до уровня планировки грунта при высоком ростверке, подошва которого расположена над грунтом, и до подошвы ростверка при низком ростверке, подошва которого опирается или заглублена в нескальные грунты, за исключением сильносжимаемых, м).

           

При расчете по прочности материала буроинъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации 5 МПа, расчетную длину свай на продольный изгиб в зависимости от диаметра свай следует принимать равной:

при 2 МПа

при 25 МПа .

В случае если превышает толщину слоя сильносжимаемого грунта , расчетную длину следует принимать равной 2.

7.1.9 При расчете набивных, буровых свай и баретт (кроме свай-столбов и буроопускных свай) по прочности материала расчетное сопротивление бетона следует принимать с понижающим коэффициентом условий работы 0,85, учитывающим бетонирование в узком пространстве скважин и обсадных труб, и дополнительного понижающего коэффициента , учитывающего влияние способа производства свайных работ:

а) в глинистых грунтах, если возможны бурение скважин и бетонирование их насухо без крепления стенок при положении уровня подземных вод в период строительства ниже пяты свай, 1,0;

б) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых производят насухо с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, 0,9;

в) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых осуществляют при наличии в них воды с применением извлекаемых обсадных труб или полых шнеков, 0,8;

г) в грунтах, бурение скважин и бетонирование в которых выполняют под глинистым раствором или под избыточным давлением воды (без обсадных труб), 0,7.

Примечание - Бетонирование свай под водой или под глинистым раствором следует производить только методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) или с помощью бетононасосов.

7.1.10 Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от сооружения, а предварительно изготовленных (забивных) свай, кроме того, на усилия, возникающие в них от собственного веса при изготовлении, складировании, транспортировании свай, а также при подъеме их на копер за одну точку, удаленную от головы свай на 0,3 (где - длина сваи).

При этом усилие в свае от воздействия собственного веса следует определять с учетом коэффициента динамичности, равного:

1,5 - при расчете по прочности;

1,25 - при расчете по образованию и раскрытию трещин.

В этих случаях коэффициент надежности по нагрузке к собственному весу сваи принимают равным единице.

7.1.11 Допускаемую нагрузку на сваю () в составе фундамента или одиночную сваю следует определять исходя из условия:

,                                                       (7.2)

где - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю от наиболее невыгодного сочетания нагрузок, действующих на фундамент, определяемая в соответствии с 7.1.12;

- предельное сопротивление грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи и определяемая в соответствии с подразделами 7.2 и 7.3;

- коэффициент надежности по ответственности сооружения, принимаемый по ГОСТ 27751, но не менее 1;

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным:

1,2 - если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;

1,25 - если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта или по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;

1,4 - если несущая способность сваи определена расчетом с использованием таблиц свода правил, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта;

1,4 (1,25) - для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на висячих сваях (сваях трения) и сваях-стойках, а при высоком ростверке - только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо от числа свай в фундаменте;

1,5 - если несущая способность сваи определена расчетом с использованием компьютерных программ на основании численного моделирования.

Для фундаментов опор мостов и для гидротехнических сооружений при высоком или низком ростверке, подошва которого опирается на грунты с модулем деформации 5 МПа, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также для любых сооружений при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, принимают в зависимости от числа свай в фундаменте:

Для фундаментов из одиночной сваи под колонну при нагрузке на забивную сваю квадратного сечения более 600 кН, набивную или буровую сваю - более 2500 кН, значение коэффициента следует принимать равным 1,4, если несущая способность сваи определена по результатам испытаний статической нагрузкой, и 1,6, если несущая способность сваи определена другими способами.

Примечания

1 В скобках даны значения в случае, когда несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования грунтов.

2 При расчете свай всех видов как на вдавливающие, так и на выдергивающие нагрузки продольное усилие, возникающее в свае от расчетной нагрузки , следует определять с учетом собственного веса сваи, принимаемого с коэффициентом надежности по нагрузке, увеличивающим расчетное усилие.

3 Если расчет свайных фундаментов производится с учетом ветровых и крановых нагрузок, то воспринимаемую крайними сваями расчетную нагрузку допускается повышать на 20% (кроме фундаментов опор линий электропередачи).

4 Если сваи фундамента опоры моста в направлении действия внешних нагрузок образуют один или несколько рядов, то при учете (совместном или раздельном) нагрузок от торможения, давления ветра, льда и навала судов, воспринимаемых наиболее нагруженной сваей, расчетную нагрузку допускается повышать на 10% при четырех сваях в ряду и на 20% при восьми сваях и более. При промежуточном числе свай процент повышения расчетной нагрузки определяют интерполяцией.

5 При расчете сваи в составе большеразмерных кустов и полей свай на основании численного моделирования допускается учитывать возможность увеличения предельного сопротивления грунта основания сваи по сравнению с предельным сопротивлением грунта основания одиночной сваи.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

7.1.12 Расчетную нагрузку на сваю , кН, следует определять, рассматривая фундамент как группу свай, объединенную жестким ростверком, воспринимающим вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле

,                                      (7.3)

где - расчетная сжимающая сила, кН, передаваемая на свайный ростверк в уровне его подошвы;
                

, - передаваемые на свайный ростверк в плоскости подошвы расчетные изгибающие моменты, кН·м, относительно главных центральных осей и плана свай в плоскости подошвы ростверка;

          
        - число свай в фундаменте;
                 

, - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

                

, - расстояния от главных осей до оси каждой сваи, для которой вычисляют расчетную нагрузку, м.

7.1.13 Горизонтальную нагрузку, действующую на фундамент с жестким ростверком с вертикальными сваями одинакового поперечного сечения, допускается принимать равномерно распределенной между всеми сваями.

7.1.14 Проверка устойчивости свайного фундамента и его основания должна производиться в соответствии с требованиями СП 22.13330 с учетом действия дополнительных горизонтальных реакций от свай, приложенных к сдвигаемой части грунта.

7.1.15 Сваи и свайные фундаменты следует рассчитывать по прочности материала и производить проверку устойчивости фундаментов при действии сил морозного пучения, если основание сложено пучинистыми грунтами (приложение Ж).

7.1.16 Расчет свай и свайных фундаментов по деформациям следует производить исходя из условия

,                                                       (7.4)

где - совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения (осадка, перемещение, относительная разность осадок свай, свайных фундаментов и т.п.), определяемая расчетом с учетом 7.1.4, 7.1.5, по подразделу 7.4 и приложению В;

- предельное значение совместной деформации основания сваи, свайного фундамента и сооружения, устанавливаемое в соответствии со СП 22.13330, а для мостов - СП 35.13330.

7.1.17 При необходимости выполнения оценки экономической эффективности технических решений при реконструкции, капитальном ремонте или проведении защитных мероприятий от природных и техногенных воздействий, а также при новом строительстве, как в период проведения работ, так и при последующей нормативной эксплуатации сооружения, ее следует выполнять в соответствии с методикой, представленной в приложении И.

(Введен дополнительно, Изм. N 3).

     7.2 Расчетные методы определения несущей способности свай

Сваи-стойки

7.2.1 Расчетные методы следует использовать для оценки несущей способности свай-стоек при проектировании сооружений всех уровней ответственности.

Несущую способность , кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой сваи, опирающейся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на слабодеформируемый грунт, принимается равной несущей способности основания под нижним концом сваи :

                                                   (7.5а)

Несущую способность основания под нижним концом сваи следует определять, используя расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, по формуле

     

,                                                  (7.5)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа;

- площадь опирания на грунт сваи, м, принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, для свай полых круглого сечения с открытым нижним концом и свай-оболочек - равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

Расчетное сопротивление скального грунта для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и слабодеформируемые грунты, следует принимать 20000 кПа.

Для набивных, буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном, опирающихся на невыветрелые скальные грунты (без слабых прослоек) при 0,5 м, следует определять по формуле

,                                          (7.6)

где - расчетное сопротивление массива скального грунта под нижним концом сваи-стойки, определяемое по - нормативному значению предела прочности на одноосное сжатие массива скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа, определяемому, как правило, в полевых условиях;

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Для предварительных расчетов оснований сооружений всех уровней ответственности значения характеристик и допускается принимать равным

, ,

где и - соответственно расчетное и нормативное значения предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа, определяются по результатам испытаний образцов отдельностей (монолитов) в лабораторных условиях;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности ввиду трещиноватости скальных грунтов, принимаемый по таблице 7.1.

Таблица 7.1

Таблица 7.1 (Измененная редакция, Изм. N 1).

В любом случае значение следует принимать не более 20000 кПа и не менее величины расчетного сопротивления под нижним концом сваи для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и с углом внутреннего трения =32° согласно 7.2.7.

Расчетное сопротивление скального грунта для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, определяется по формуле

,                                             (7.7)

где - определяется по формуле (7.6);

        - расчетная глубина заделки набивной и буровой сваи и сваи-оболочки в скальный грунт, м (рисунок 1а);

- вертикальная нагрузка на сваю; - вертикальная нагрузка, воспринимаемая пятой сваи,

Рисунок 1а - Опирание сваи на скальный грунт

        - наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м.

Значение фактора заглубления принимается не более 3.

Для окончательных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также оснований, сложенных выветрелыми, размягчаемыми, со слабыми прослойками скальными грунтами, несущую способность сваи-стойки следует принимать по результатам испытаний свай статической нагрузкой.

Для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, - по формуле (7.7), принимая фактор заглубления равным единице.

           

Примечание - При наличии в основании набивных, буровых свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

7.2.1а Для предварительной оценки несущей способности сваи, прорезающей толщу скальных грунтов, ее величину допускается определять с учетом расчетного сопротивления грунтов основания на боковой поверхности сваи согласно приложению Б.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

7.2.1б Для расчетов оснований сооружений классов КС-3 и КС-2, а также оснований, сложенных выветрелыми, размягчаемыми, со слабыми прослойками скальными грунтами, несущую способность сваи-стойки следует принимать по результатам испытаний свай статической нагрузкой.

(Введен дополнительно, Изм. N 1), (Измененная редакция, Изм. N 2).

Висячие забивные, вдавливаемые всех видов и железобетонные сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта (забивные сваи трения)*

________________

* Измененная редакция, Изм. N 1.

           

7.2.2 Несущую способность , кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и железобетонной сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающей на вдавливающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

,                                           (7.8)

где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

        - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;

        - площадь опирания на грунт сваи, м, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

        - наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;
          
        - расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;
          
        - толщина -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;
           

, - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 7.4.

Таблица 7.2

Таблица 7.2 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 7.3

Таблица 7.3 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 7.4

Таблица 7.4 (Измененная редакция, Изм. N 1).

В формуле (7.8) суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных соответственно ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.

Примечания

1 Несущую способность забивных булавовидных свай следует определять по формуле (7.8), при этом за периметр на участке ствола следует принимать периметр поперечного сечения ствола сваи, на участке уширения - периметр поперечного сечения уширения. Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности таких свай на участке уширения, а в песках и на участке ствола следует принимать таким же, как для свай без уширения; в глинистых грунтах сопротивление на участке ствола, расположенного выше уширения, следует принимать равным нулю.

2 Расчетные сопротивления грунтов и в формуле (7.8) для лессовых грунтов при глубине погружения свай более 5 м следует принимать по значениям, указанным в таблицах 7.2 и 7.3 для глубины 5 м. Кроме того, для этих грунтов в случае возможности их замачивания расчетные сопротивления и , указанные в таблицах 7.2 и 7.3, следует принимать при показателе текучести, соответствующем полному их водонасыщению.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.2.3 Для забивных и вдавливаемых свай, опирающихся нижним концом на рыхлые пески или на глинистые грунты с показателем текучести 0,6, несущую способность , кН, следует определять по результатам статических испытаний свай.

7.2.4 Несущую способность пирамидальной, трапецеидальной и ромбовидной свай, прорезающих песчаные и глинистые грунты, , кН, с наклоном боковых граней 0,025 следует определять по формуле

    (7.9)*

_______________

     * Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

где , , , , , , - то же, что и в формуле (7.8);
          
        - наружный периметр -го сечения сваи, м;
          
        - сумма размеров сторон -го поперечного сечения сваи, м, которые имеют наклон к оси сваи;
          
        - наклон боковых граней сваи, доли единицы;

- модуль деформации слоя грунта, окружающего боковую поверхность сваи, кПа, определяемый по результатам компрессионных испытаний;

- коэффициент, зависящий от вида грунта и принимаемый по таблице 7.5;

- реологический коэффициент, принимаемый равным 0,8.

Примечания

1 При ромбовидных сваях суммирование сопротивлений грунта на боковой поверхности участков с обратным наклоном в формуле (7.9) не производится.

2 Расчет пирамидальных свай с наклоном боковых граней 0,025 допускается производить в соответствии с требованиями приложения Г.

Таблица 7.5

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7.2.5 Несущую способность , кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

                                                  (7.10)

где , , , - то же, что и в формуле (7.8);

- коэффициент условий работы сваи в грунте (для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, 0,6, на глубину 4 м и более 0,8 - для всех сооружений, кроме опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимают в соответствии с разделом 14).

Примечание - В фундаментах опор мостов не допускается работа свай на выдергивание при основном сочетании нагрузок, включающем только постоянные нагрузки и воздействия.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.2.5а Несущую способность свай и баретт глубиной свыше 40 м следует определять на основании численных расчетов с учетом 7.2.9б. При этом начальное напряженное состояние массива грунта рекомендуется задавать с учетом OCR и СП 22.13330.

(Введен дополнительно, Изм. N 1), (Измененная редакция, Изм. N 2).

Висячие набивные, буровые и сваи-оболочки, погружаемые с выемкой грунта и заполняемые бетоном (сваи трения)

7.2.6 Несущую способность , кН, набивной и буровой свай с уширением и без уширения, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по формуле

,                                             (7.11)

где - коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности 0,85 и на лессовые грунты - 0,8, в остальных случаях - 1;

- коэффициент надежности по сопротивлению грунта под нижним концом сваи; =1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буроинъекционных свай по 6.5,е, для которых этот коэффициент следует принимать равным 1,3, и свай с уширением, устраиваемых путем механического разбуривания грунта, бетонируемых насухо =0,5 и бетонируемых подводным способом, для которых =0,3;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по 7.2.7; а для набивной сваи, изготавливаемой по технологии, указанной в 6.4а, б - по таблице 7.2;

- площадь опирания сваи, м, принимаемая равной:

для набивных и буровых свай без уширения - площади поперечного сечения сваи;

для набивных и буровых свай с уширением - площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра;

для свай-оболочек, заполняемых бетоном, - площади поперечного сечения оболочки брутто;

- периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

- коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по таблице 7.6;

- расчетное сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;

- то же, что и в формуле (7.8).

Примечания

          

1 Сопротивление песков на боковой поверхности сваи следует учитывать на участке, расположенном на 1,5 выше уширения, как это показано на рисунке 1б. Сопротивление глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.

     Рисунок 1б - Схема к расчету сопротивления на боковой поверхности ствола сваи с уширением в песчаном грунте

2 Периметр поперечного сечения ствола для буроинъекционных свай следует принимать равным периметру скважины, пробуриваемой при их изготовлении.

Таблица 7.6

Таблица 7.6 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Площадь опирания буроинъекционной сваи по 6.5е следует принимать по площади поперечного сечения уширения, а периметр поперечного сечения ствола - исходя из среднего значения диаметров сваи, которые следует определять по объему бетонной смеси, израсходованной на заполнение -го разрядно-импульсного уширения в -м слое грунта. Заданные в проекте уширения сваи уточняют при изготовлении опытных свай в конкретных грунтовых условиях.

Примечание - Для свай с уширением, устраиваемых путем механического разбуривания грунта, при наличии данных видеообследования скважин или результатов обследования скважин с применением геофизических методов, указывающих на отсутствие бурового шлама на уровнях подошвы уширения скважин и дна приямка ниже уширения, допускается принимать: 1 - при бетонировании скважин насухо и 0,9 - при бетонировании скважин подводным способом.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

7.2.7 Расчетное сопротивление , кПа, грунта под нижним концом сваи следует принимать:

а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песков в основании набивной и буровой свай с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, - по формуле (7.12), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м, - по формуле (7.13):

;                                  (7.12)

     
,                                       (7.13)

где , , , - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.7 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания;

- расчетное значение удельного веса грунта, кН/м, в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м, расположенных выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

- диаметр, м, набивной и буровой свай, диаметр уширения (для сваи с уширением), сваи-оболочки или диаметр скважины для сваи-столба, омоноличенного в грунте цементно-песчаным раствором;

- глубина заложения, м, нижнего конца сваи или ее уширения, отсчитываемая от природного рельефа или уровня планировки (при планировке срезкой), для опор мостов - от дна водоема после его общего размыва при расчетном паводке;

б) для глинистых грунтов в основании - по таблице 7.8.

Примечания

1 Указания 7.2.7 относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление свай в грунт, принятый за основание их нижних концов, не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширением), но не менее чем на 2 м.

2 Значения , рассчитанные по формулам (7.12) и (7.13), не следует принимать выше значений, приведенных в таблице 7.2 для забивных свай той же длины и в тех же грунтовых условиях.

Таблица 7.7

Таблица 7.8

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7.2.8 Расчетное сопротивление , кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой с частичной выемкой грунта, но с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт под нижним концом сваи-оболочки), следует принимать по таблице 7.2 с коэффициентом условий работы грунта, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с позицией 4 таблицы 7.4, при этом расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.

7.2.9 Несущую способность , кН, набивной и буровой свай и сваи-оболочки, работающих на выдергивающие нагрузки, следует определять по формуле

,                                                    (7.14)

где - то же, что и в формуле (7.10);
          

, , , - то же, что и в формуле (7.11).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.2.9а Для набивных и буровых свай и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, опирающихся нижним концом на глинистые грунты с показателем текучести >0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

7.2.9б Несущую способность свай длиной более 40 м следует определять компьютерными расчетами на основании построения графика "осадка-нагрузка". При этом за величину несущей способности свай следует принимать нагрузку на сваю при расчетной величине осадки, равной 4 см.

(Введен дополнительно, Изм. N 1), (Измененная редакция, Изм. N 2).

Винтовые сваи

7.2.10 Несущую способность , кН, винтовой однолопастной сваи диаметром лопасти 1,2 м и длиной 10 м, работающей на вдавливающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (7.15) (при других параметрах, в частности при двух и более лопастях, диаметре лопасти >1,2 м и длине сваи >10 м, действии горизонтальной силы или момента, - только по данным испытаний сваи статической нагрузкой и результатам численных расчетов в нелинейной постановке с использованием апробированных моделей грунта):

,                                        (7.15)

где - коэффициент условий работы сваи, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий и определяемый по таблице 7.9;
           

- несущая способность лопасти, кН;

           

- несущая способность ствола, кН.

Таблица 7.9

Несущая способность лопасти винтовой сваи определяется по формуле

,                                    (7.16)

где ,  - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 7.10 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной );

- расчетное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне, кПа;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды), кН/м;

- глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территории срезкой - от уровня планировки, м;

- проекция площади лопасти, м, считая по наружному диаметру, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е. за вычетом площади сечения ствола, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку.

Таблица 7.10

Несущая способность ствола винтовой сваи определяется по формуле

,                                          (7.17)

где - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

- расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);

- длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;

- диаметр лопасти сваи, м.

Примечания

1 При определении несущей способности винтовых свай при действии вдавливающих нагрузок характеристики грунтов в таблице 7.10 относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки - над лопастью сваи.

2 Глубина заложения лопасти от уровня планировки должна быть не менее 5 при глинистых грунтах и не менее 6 - при песках (где - диаметр лопасти).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

           

Стальные трубчатые сваи*

________________

* Введено дополнительно, Изм. N 1.

           

7.2.10а Несущая способность свай из стальных труб, погружаемых с открытым нижним концом, работающих на вдавливающую нагрузку, должна определяться по результатам статических испытаний. Для назначения нагрузки при проведении статических испытаний стальных трубчатых свай, погружаемых с открытым концом, следует рассматривать два варианта работы сваи в предельном состоянии:

а) с учетом сформированной грунтовой пробки, обусловленной сопротивлением грунта под нижним концом торца трубы (площадь нетто), площади грунтовой пробки (площадь брутто минус площадь нетто) и сопротивления грунта по внешней боковой поверхности сваи;

б) с учетом сопротивления грунта под нижним торцом трубы сваи, без учета грунтовой пробки (площадь сечения нижнего конца сваи нетто) и сопротивления грунта по внешней и внутренней боковым поверхностям сваи.

Искомая величина должна приниматься наименьшей из рассмотренных вариантов.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

           

Учет отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности свай

7.2.11 Основание, в котором расположены сваи, может испытывать деформации из-за консолидации, набухания, пригрузки смежных областей и т.д. Отрицательное (негативное) трение, возникающее на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленное вертикально вниз, следует учитывать в случаях:

планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;

загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м;

загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м;

увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;

незавершенной консолидации грунтов современных и техногенных отложений;

уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;

просадки грунтов при замачивании;

при строительстве нового здания вблизи существующих.

Примечание - Учет отрицательных сил трения, возникающих в просадочных грунтах, следует производить в соответствии с требованиями раздела 9.

7.2.12 Отрицательное трение учитывают до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента превышают половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения. Расчетные сопротивления грунта принимают по таблице 7.3 со знаком "минус", а для торфа, ила, сапропеля - минус 5 кПа (рисунок 1в, а). Если в пределах длины погруженной части сваи залегают напластования торфа толщиной более 30 см и возможна планировка территории подсыпкой или иная ее загрузка, эквивалентная подсыпке, то расчетное сопротивление грунта , расположенного выше подошвы наинизшего (в пределах длины погруженной части сваи) слоя торфа, следует принимать:

а) при подсыпках высотой менее 2 м для грунтовой подсыпки и слоев торфа - равным нулю, для минеральных ненасыпных грунтов природного сложения - положительным значениям по таблице 7.3 (рисунок 1в, б);

б) при подсыпках высотой от 2 до 5 м для грунтов, включая подсыпку, - равным 0,4 значений, указанных в таблице 7.3, но со знаком "минус", а для торфа - минус 5 кПа (отрицательные силы трения) (рисунок 1в, в);

в) при подсыпках высотой более 5 м для грунтов, включая подсыпку, - равным значениям, указанным в таблице 7.3, но со знаком "минус", а для торфа - минус 5 кПа (рисунок 1в, г).

     а - общий случай; б - наличие слабых прослоек и подсыпки высотой менее 2 м; в - наличие слабых прослоек и подсыпки высотой 2-5 м; г - наличие слабых прослоек и подсыпки высотой более 5 м

     Рисунок 1в - Схема развития сил негативного трения

           

(Измененная редакция, Изм. N 2).

7.2.13 В случае когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение следует принимать равным 5 кПа.

Если известны значения коэффициентов консолидации и модуля деформации торфов, залегающих в пределах длины погруженной части сваи, и возможно определение значения осадки основания от воздействия пригрузки территории для каждого слоя грунта, то при определении несущей способности сваи допускается учитывать силы сопротивления грунта с отрицательным знаком (отрицательные силы трения) не от уровня подошвы нижнего слоя торфа, а начиная от верхнего уровня слоя грунта, значение дополнительной осадки которого от пригрузки территории (определенной начиная с момента передачи на сваю расчетной нагрузки) составляет половину предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения.

                

     7.3 Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний

7.3.1 Несущая способность свай в полевых условиях может быть определена следующими методами: статическими испытаниями свай, динамическими испытаниями свай, испытаниями грунтов эталонной сваей, испытаниями грунтов статическим зондированием. Количество испытаний свай определяется проектом в зависимости от сложности грунтовых условий, величины нагрузок, передаваемых на основание и числа типоразмеров свай. Для определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний для каждого объекта строительства сооружений класса КС-3 и КС-2 рекомендуется проводить:

- статические испытания свай и свай-штампов - до 1% от общего числа свай на объекте, но не менее трех для сооружений класса КС-2 и четырех - для сооружений класса КС-3;

- динамические испытания свай - до 2% от общего числа свай на объекте, но не менее шести для сооружений класса КС-2 и девяти - для сооружений класса КС-3;

- испытания грунтов статическим зондированием - не менее шести точек для сооружений класса КС-2 и девяти - для сооружений класса КС-3.

Примечание - Для сооружений класса КС-3, несущую способность свай допустимо определять по результатам статических испытаний тензометрических свай, выполняемых по специально разработанной программе.

2 Для определения несущей способности свай мостовых сооружений классов КС-3 и КС-2 по результатам полевых испытаний число и тип испытаний следует назначать в соответствии с разделом 8 СП 46.13330.2012.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7.3.2 Испытания свай статической и динамической нагрузками и испытания грунтов эталонной сваей следует производить, соблюдая требования ГОСТ 5686, а испытания грунтов статическим зондированием - ГОСТ 19912.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.3 Несущую способность , кН, свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками, а также по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле

,                                          (7.18)

где - коэффициент условий работы сваи; в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок 1; в случае выдергивающих нагрузок принимают по 7.2.5;

- нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН, определяемое в соответствии с 7.3.4-7.3.7, а также 7.3.9-7.3.11;

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям 7.3.4.

Примечание - Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, если условия испытаний соответствуют действительным условиям работы сваи в фундаменте здания или сооружения.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.4 В случае если число одинаковых свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле (7.18) следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т.е. , а коэффициент надежности по грунту =1.

В случае если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, и следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай , полученных по данным испытаний при значении доверительной вероятности 0,95. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями 7.3.5 при вдавливающих, 7.3.6 - при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и 7.3.7 - при динамических испытаниях.

Примечание - При специальном обосновании допускается проведение испытания одной сваи в месте, имеющем наиболее неблагоприятные условия на участке строительства.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.5 Если нагрузка при статическом испытании свай на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки без увеличения нагрузки (при 20 мм), то за частное значение предельного сопротивления испытываемой сваи принимают нагрузку, зарегистрированную при предыдущей ступени загружения.

Во всех остальных случаях для фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов и гидротехнических сооружений) за частное значение предельного сопротивления сваи вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку, равную , определяемую по формуле

,                                                   (7.19)

где - предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое по СП 22.13330 как для объекта нового строительства;

        - коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента здания или сооружения к осадке сваи, полученной при статических испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки.

Примечание - Для реконструируемых зданий значение по формуле (7.19) допускается ограничивать величиной максимальной осадки по приложению Е СП 22.13330.

Значение коэффициента следует принимать равным 0,2 в случаях, когда испытание свай производят при условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают песчаные или глинистые грунты с консистенцией от твердой до тугопластичной, а также за 2 ч, если под их нижними концами залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.

Если осадка, определенная по формуле (7.19), окажется более 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи следует принимать нагрузку, соответствующую 40 мм.

Для мостов и гидротехнических сооружений за предельное сопротивление сваи при вдавливающих нагрузках следует принимать нагрузку на одну ступень менее нагрузки, при которой вызываются:

а) приращение осадки за одну ступень загружения (при общем значении осадки более 40 мм), превышающее в пять раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения;

б) осадка, не затухающая в течение суток и более (при общем значении ее более 40 мм).

Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или более 1,5, где - несущая способность сваи, рассчитанная по формулам (7.5), (7.8), (7.9), (7.11), (7.15) и (7.16), а осадка сваи при испытаниях окажется менее значения, определенного по формуле (7.19), или для мостов и гидротехнических сооружений - менее 40 мм, то в этом случае за частное значение предельного сопротивления сваи допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях такой сваи.

Примечания

1 В отдельных случаях при соответствующем обосновании допускается принимать максимальную нагрузку, достигнутую при испытаниях, равной .

2 Ступени загружения при испытаниях свай статической вдавливающей нагрузкой должны назначаться равными 1/10-1/15 предполагаемого предельного сопротивления сваи .

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7.3.6 При испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой за частное значение предельного сопротивления (7.3.4) по графикам зависимости перемещений от нагрузок принимают нагрузку на одну ступень менее нагрузки, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

Примечание - Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетных параметров системы "свая-грунт", используемых в расчетах по приложению В.

7.3.7 При динамических испытаниях забивных железобетонных и деревянных свай длиной не более 20 м частное значение предельного сопротивления , кН (7.3.4), по данным их погружения при фактических (измеренных) остаточных отказах 0,002 м следует определять по формуле

.                     (7.20)

Если фактический (измеренный) остаточный отказ 0,002 м, то в проекте свайного фундамента следует предусмотреть применение для погружения свай молота с большей энергией удара, при которой остаточный отказ будет 0,002 м, а в случае невозможности замены сваебойного оборудования и при наличии отказомеров частное значение предельного сопротивления сваи , кН, следует определять по формуле

.            (7.21)

В формулах (7.20) и (7.21):

- коэффициент, принимаемый по таблице 7.11 в зависимости от материала сваи, кН/м;

           

- площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м;

           

- коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным единице, а при вибропогружении свай - по таблице 7.12 в зависимости от вида грунта под их нижними концами;

- расчетная энергия удара молота, кДж, принимаемая по таблице 7.13, или расчетная энергия вибропогружателей - по таблице 7.14;

- фактический остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного удара молота, а при применении вибропогружателей - от их работы в течение 1 мин, м;

- упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), определяемый с помощью отказомера, м;

- масса молота или вибропогружателя, т;

- масса сваи и наголовника, т;

- масса подбабка (при вибропогружении свай 0), т;

- масса ударной части молота, т;

- коэффициент восстановления удара; при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем 0,2, а при вибропогружателе 0;

- коэффициент, 1/кН, определяемый по формуле

,                         (7.22)

здесь , , - то же, что и в формулах (7.20) и (7.21);

, - коэффициенты перехода от динамического (включающего вязкое сопротивление грунта) к статическому сопротивлению грунта, принимаемые соответственно равными: для грунта под нижним концом сваи 0,00025 с·м/кН и для грунта на боковой поверхности сваи 0,025 с·м/кН;

- площадь боковой поверхности сваи, соприкасающейся с грунтом, м;

- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с;

- фактическая высота падения ударной части молота, м;

- высота первого отскока ударной части дизель-молота, принимаемая согласно примечанию 2 к таблице 7.13, для других видов молотов 0.

Таблица 7.11

Таблица 7.12

Таблица 7.13

Таблица 7.13 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 7.14

Частные значения предельного сопротивления при динамических испытаниях железобетонных свай длиной свыше 20 м, а также стальных свай любой длины по измеренным остаточным и упругим отказам при их погружении молотами следует определять с помощью компьютерных программ, методы расчета забивки свай в которых основаны на волновой теории удара. Указанные компьютерные программы допускается использовать при испытаниях буронабивных свай специальными подвесными молотами большой массы.

Примечание - При забивке свай в грунт, подлежащий удалению при разработке котлована, или в грунт дна водотока значение расчетного отказа следует определять исходя из несущей способности свай, вычисленной с учетом неудаленного или подверженного возможному размыву грунта, а в местах вероятного проявления отрицательных сил трения - с их учетом.

7.3.8 Несущую способность , кН, забивной висячей сваи, работающей на вдавливающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей или статическим зондированием следует определять по формуле (7.18), в которой следует принять 1.

При этом нормативное значение определяют на основе частных значений предельного сопротивления сваи , кН, в месте испытания грунтов эталонной сваей или зондированием, определенных в соответствии с требованиями 7.3.9, 7.3.10 или 7.3.11.

Коэффициент надежности по грунту определяют на основе статистической обработки частных значений предельного сопротивления сваи в соответствии с 7.3.4.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.9 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытания грунтов эталонной сваей , кН, следует определять:

а) при испытании грунтов эталонной сваей типа I - по формуле

,                                           (7.23)

где - коэффициент, принимаемый равным 1,25 при заглублении сваи в плотные пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и равным 1,0 для остальных грунтов;

, - периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи;

- частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН, определяемое по результатам испытания статической нагрузкой по 7.3.5;

б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III - по формуле

,                                       (7.24)

где - коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый по таблице 7.15 в зависимости от предельного сопротивления грунта под нижним концом эталонной сваи ;

- предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа;

- площадь поперечного сечения натурной сваи, м;

- коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи, принимаемый по таблице 7.15 в зависимости от ;

- среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи, кПа;

- глубина погружения натурной сваи, м;

- периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Примечание - При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению. Если разница между ними превышает 20%, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.

Таблица 7.15

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.10 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования , кН, следует определять по формуле

,                                     (7.25)

где - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

- среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

- глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;

- периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи , кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

,                                                (7.26)

где - коэффициент перехода от к , принимаемый по таблице 7.16 независимо от типа зонда по ГОСТ 19912;

- среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи , кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I - по формуле

;                                                (7.27)

б) при применении зондов типа II или III - по формуле

,                                            (7.28)

где , - коэффициенты, принимаемые по таблице 7.16;

- среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;

- среднее сопротивление -го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа;

- толщина -го слоя грунта, м.

Таблица 7.16

7.3.11 Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (7.18), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования - по формуле (7.25), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.26). В этом случае - коэффициент, принимаемый по таблице 7.16 в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (7.27) или (7.28).

7.3.12 Для буровой сваи, устраиваемой в соответствии с 6.5а и работающей на сжимающую нагрузку, несущую способность сваи в точке зондирования , кН, допускается оценивать без использования данных о сопротивлении грунта на муфте трения установки статического зондирования, на основании расчета по формуле

,                                         (7.29)

где - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.17 в зависимости от среднего сопротивления конуса зонда , кПа, на участке, расположенном в пределах одного диаметра выше и до двух диаметров ниже подошвы сваи;

        - площадь подошвы сваи, м;

        - среднее значение расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи, кПа, на расчетном участке сваи, определяемое по данным зондирования в соответствии с таблицей 7.17;

        - толщина -го слоя грунта, которая должна приниматься не более 2 м;

- коэффициент работы, зависящий от технологии изготовления сваи и принимаемый:

а) при сваях, бетонируемых насухо, равным 1;

б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а также при использовании обсадных инвентарных труб равным 0,7.

Таблица 7.17

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.13 Несущую способность , кН, свай по результатам их расчетов по формуле (7.29), основанной на данных статического зондирования конусом, следует определять как среднее значение из частных значений для всех точек зондирования.

7.3.14 Учитывая большие нагрузки, передаваемые на буровые сваи, рекомендуется параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования провести расчет в соответствии с подразделом 7.2. При расхождениях в полученных значениях несущей способности свай более 25% следует выполнить статические испытания свай.

7.3.15 При наличии на площадке данных испытаний статической нагрузкой на вдавливание от 3 до 5 забивных свай в одинаковых грунтовых условиях, а также результатов статического зондирования (шесть и более испытаний), и если результаты расчетов отличаются между собой не более чем на 25%, несущую способность определяют по формуле

,                                                (7.30)

где - среднее значение предельного сопротивления сваи;

- коэффициент надежности по грунту, определяемый по результатам зондирования по формуле

,                                            (7.31)

где - коэффициент вариации частных значений предельного сопротивления сваи, рассчитанных по данным зондирования.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

     7.4 Расчет свай, свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов по деформациям

7.4.1 Расчет осадок свайных фундаментов (расчет по второй группе предельных состояний) допускается выполнять с использованием расчетных схем, основанных на модели грунта как линейно-деформируемой среды, при обязательном выполнении условия (7.2).

Осадка одиночной висячей сваи рассчитывается в соответствии с 7.4.2 и 7.4.3.

Осадка малой группы (25) висячих свай (свайного куста) рассчитывается в соответствии с 7.4.4 и 7.4.5 по методике, учитывающей взаимное влияние свай в кусте.

Осадка большой группы висячих свай (свайного поля) может быть определена с использованием модели условного фундамента на естественном основании в соответствии с 7.4.6-7.4.9.

Осадку комбинированных свайно-плитных фундаментов рекомендуется рассчитывать по 7.4.10-7.4.14.

Полученные расчетом значения осадок свайного фундамента не должны превышать предельных значений по условию (7.4).

Расчет свай по деформациям на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента следует выполнять в соответствии с приложением В.

При надлежащем обосновании допускается производить расчеты деформаций свайных фундаментов в нелинейной постановке с использованием апробированных моделей грунта и численных методов расчета.

Расчет осадки одиночной сваи

7.4.2 Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига , МПа, коэффициентом Пуассона и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига и коэффициентом Пуассона , допускается производить при выполнении требований подраздела 7.2 и при условии >5; >1 (где - длина сваи, м, - наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м) по формулам:

а) для одиночной висячей сваи без уширения пяты

,                                                  (7.32)

где - вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, МН;

- коэффициент, определяемый по формуле

,                                                   (7.33)*

________________     

* Письмом Минстроя РФ от 01.10.2020 г. N 29912-ОГ/08 разъясняется, что в формуле 7.33 СП 24.13330.2011 допущена опечатка. "Формула 7.33 СП 24.13330.2011 должна определять коэффициент ". - Примечание изготовителя базы данных.

     

здесь - коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае ();
               
        - тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками и ;
          
        - относительная жесткость сваи;
           

- жесткость ствола сваи на сжатие, МН;

          
        - параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле

;                                                      (7.34)

, - коэффициенты, определяемые по формуле

                                (7.35)

соответственно при и при ;

б) для одиночной сваи с уширением пяты или сваи-стойки

,                                              (7.36)

где - диаметр уширения сваи.

Расчет осадки одиночной буронабивной сваи в билинейной постановке для расчета односвайных фундаментов см. в приложении Д.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.3 Характеристики и принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, a и - в пределах 0,5 , т.е. на глубинах от до 1,5 от верха свай, при условии, что под нижними концами свай отсутствуют глинистые грунты текучей консистенции, органоминеральные и органические грунты.

Модуль сдвига грунта допускается принимать равным 0,4, а коэффициент равным 2,0 (где - модуль общей деформации).

Расчетный диаметр для свай некруглого сечения, в частности стандартных забивных свай заводского изготовления, вычисляется по формуле

,                                                              (7.37)

где - площадь поперечного сечения сваи.

Расчет осадки свайного куста

7.4.4 При расчете осадок группы свай необходимо учитывать их взаимное влияние. Дополнительная осадка сваи, находящейся на расстоянии (расстояние измеряется между осями свай) от сваи, к которой приложена нагрузка , равна

,                                                 (7.38)

где

                                (7.39)

7.4.5 Расчет осадки -й сваи в группе из свай при известном распределении нагрузок между сваями производится по формуле

,                                      (7.40)

где - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле (7.32);
          
        - коэффициенты, рассчитываемые по формуле (7.39) в зависимости от расстояния между -й и -й сваями;
         
         - нагрузка на -ю сваю.

В случае когда распределение нагрузки между сваями неизвестно, формула (7.40) может использоваться для расчета взаимодействия свайного фундамента с надфундаментной конструкцией. При этом удобно использовать метод сил строительной механики.

Взаимное влияние осадок кустов свай следует учитывать методом угловых точек.

Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента

7.4.6 Осадка большеразмерного свайного фундамента (свайного поля) следует определять по формуле

,                                          (7.41)

где - осадка условного фундамента;

        - дополнительная осадка за счет продавливания свай на уровне подошвы условного фундамента;

        - дополнительная осадка за счет сжатия ствола свай.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.7 Границы условного фундамента (см. рисунок 1) определяют следующим образом:

     
Рисунок 1 - Определение границ условного фундамента при расчете осадки свайных фундаментов

снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

с боков - вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от осей крайних рядов вертикальных свай на расстоянии 0,5 шага свай (рисунок 1, а), но не более 1,5 ( - диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай - проходящими через нижние концы этих свай (рисунок 1, б);

сверху - поверхностью планировки грунта ВГ.

Расчет осадки условного фундамента производят методом послойного суммирования деформаций линейно-деформируемого основания с условным ограничением сжимаемой толщи (см. СП 22.13330). Вертикальное нормальное напряжение , определяющее деформации и глубину сжимаемой толщи, подсчитывается только от действия нагрузки, приложенной к свайному фундаменту, т.е. вес грунта в пределах условного фундамента не учитывается. Начальные напряжения определяются с учетом экскавации котлована.

Возможен также трехмерный численный расчет осадки условного фундамента как анизотропного массива с учетом его конечной жесткости на сдвиг по вертикальным плоскостям.

Примечание - При расчете оснований опор мостов условный фундамент допускается принимать ограниченным с боков вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных крайних рядов вертикальных свай на расстоянии .

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.8 Значение осадки продавливания сваи определяется методом ячейки в упруго-пластической постановке (рисунок 7.3) или по формулам:

;                                            (7.42)

;                                          (7.43)

,                                                (7.44)

где , - осредненные значения модуля общей деформации и коэффициента Пуассона в пределах длины сваи;

, - осредненные значения модуля общей деформации и коэффициента Пуассона в пределах активной зоны сжатия массива под подошвой условного фундамента;

- среднее давление по подошве условного фундамента, кПа;

- осевое расстояние между сваями фундамента при одинаковом шаге их расстановки и осевое расстояние между сваями в окрестности данной сваи при неодинаковом шаге их расстановки;

- диаметр сваи;

для свай квадратного сечения и для свай круглого сечения;

      для свай квадратного сечения, где - сторона сечения сваи и для свай круглого сечения.

           

     
Рисунок 2 - Расчетная схема метода ячейки

(Измененная редакция, Изм. N 2).

7.4.9 Осадку за счет сжатия ствола допускается определять по формуле

.                                            (7.45)

Расчет комбинированного свайно-плитного фундамента

7.4.10 Комбинированный свайно-плитный (КСП) фундамент, сочетающий сопротивление свай и плиты, должен применяться для уменьшения общей и неравномерной осадки сооружений. Допустимы проектные решения как с переменным в плане шагом свай, так и с постоянным шагом. КСП может включать в себя любые типы свай и баретт.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.11 Большеразмерные свайные кусты и поля свай в случае, если их основание сложено песком средней плотности и плотными, а также глинистыми грунтами с показателем текучести ниже 0,5 и модулем деформации E>8 МПа, могут быть запроектированы комбинированными свайно-плитными, в иных случаях фундамент следует рассматривать как свайный с плитным ростверком. При опирании фундаментов из свай, объединенных ростверком, на скальные и полускальные грунты их следует рассчитывать как свайные фундаменты, без учета передачи нагрузки на основание фундаментной плиты.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.11а При расчете КСП фундамента нужно учитывать следующие виды взаимодействий:

- свай с грунтом;

- плиты (ростверка) с грунтом;

- взаимное влияние свай через грунт;

- взаимное влияние свай и плиты ростверка.

Указанные виды взаимодействий могут быть учтены путем расчетов с использованием численных моделей.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

7.4.12 Расчет КСП фундамента должен включать:

- определение деформаций конструктивной системы в целом и ее отдельных элементов;

- определение усилий в элементах конструктивной системы (в рядовых и крайних сваях, а также в плите ростверка); определение долей нагрузки, воспринимаемых сваями и объединяющей их плитой.

Для сооружений геотехнических категорий 1 и 2 при расчете по пространственным расчетным схемам допускается определение суммарных жесткостных характеристик свайно-плитных фундаментов в соответствии с 7.4.6.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.4.13 Выбор длины свай и их шаг в составе КСП производится на основании расчета по деформациям с обеспечением допустимой величины осадок, кренов и относительной разности осадок возводимого сооружения в соответствии с СП 22.13330.

7.4.14 (Исключен, Изм. N 1).

7.4.15. Расчет свайно-плитного фундамента может осуществляться как плиты на упругом основании с использованием переменного в плане коэффициента упругого отпора грунта. При этом средняя величина упругого отпора грунта может быть назначена как непосредственно из пространственного нелинейного расчета, так и путем решения осесимметричной задачи для ячейки, включающей сваю и окружающий ее массив грунта (рисунок 2). При назначении величины коэффициента упругого отпора в краевых зонах и других местах концентрации напряжений следует учитывать пространственную работу фундаментов. Плановое распределение жесткостных характеристик в этом случае определяется на основании численного моделирования с использованием геотехнических программ или иных решений.

7.4.16 (Исключен, Изм. N 1).

     7.5 Особенности проектирования большеразмерных кустов и полей свай и плит ростверка

7.5.1 Расчет конструктивной системы "сваи-грунтовый массив - изгибаемая плита - верхнее строение" в общем случае следует производить в пространственной постановке с учетом совместной работы надземных и подземных конструкций зданий, свайных фундаментов и их основания. Определение внутренних усилий в сваях и плите ростверка следует выполнять численными методами на ЭВМ с использованием апробированных программ, описывающих такое взаимодействие.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

7.5.2 При расчете большеразмерных свайных фундаментов деформационные характеристики материала свай, ростверка и надфундаментных конструкций допускается считать упругими, ограничивая расчетные усилия пределами линейной пропорциональности. Механическое поведение грунта должно преимущественно описываться нелинейными моделями.

7.5.3 Механическая работа грунта при определении внутренних усилий в сваях в составе большеразмерных свайных фундаментов преимущественно должна описываться моделями, использующими характеристики грунта, определение которых регламентировано действующими стандартами. При проектировании фундаментов для сооружений геотехнической категории 3 допускается использование иных параметров, которые должны определяться в программе изысканий. В этом случае могут применяться более сложные упругопластические модели, учитывающие упрочнение и разупрочнение грунтов, дилатансию и др. (многопараметрические упругопластические модели). При проведении расчетов по многопараметрическим упругопластическим моделям в составе проекта необходимо проводить сопоставление результатов расчета по различным моделям и учитывать возможное увеличение внутренних усилий для всех конструктивных элементов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.5.4, 7.5.5 (Исключены, Изм. N 1).

7.5.6 Расчетная модель большеразмерных кустов и полей свай должна строиться таким образом, чтобы содержать погрешность в сторону запаса надежности проектируемых фундаментных и надземных конструкций. Если заранее такая погрешность не может быть определена, необходимо проведение уточняющих расчетов и определение наиболее неблагоприятных воздействий на конструкции. Также следует учитывать возможные неопределенности, связанные с назначением расчетной модели и выбором деформационных и прочностных показателей грунтов основания. Для этого при проведении компьютерных расчетов большеразмерных групп свай и свайно-плитных фундаментов рекомендуется проводить сопоставление отдельных результатов расчета элементов расчетной схемы с аналитическими решениями, выполнять сопоставительные или альтернативные расчеты по различным геотехническим программам.

7.5.7 При расчетах, использующих для каждого -го слоя грунта только стандартные деформационные параметры грунтов ( - модуль деформации -го слоя грунта по ветви первичного нагружения, - модуль деформации -го слоя грунта по ветви вторичного нагружения и - коэффициент Пуассона -го слоя грунта), допускается глубину расчетной области назначать так же как и при расчетах осадок по схеме условного фундамента подраздела 7.4. При проведении расчетов по многопараметрическим моделям глубина сжимаемой толщи должна определяться на основании проведенных расчетов.

7.5.8 По результатам расчетов должна быть выявлена качественная и количественная картина группового и краевого эффектов в свайном основании, т.е. особенности работы свай, находящихся на разных участках свайного поля. Необходимо учитывать увеличение податливости свай, работающих в составе свайной группы (поля, куста) по сравнению с работой одиночных свай, а также переменность сопротивления свай и грунта в зависимости от их местоположения (краевого: углового, торцевого и пр.; внутреннего: центрального, промежуточного и пр.; в разреженной или сгущенной части и пр.) в группе.

7.5.9 При расчете надземных и фундаментных конструкций зданий допускается сваи в составе фундаментов описывать с помощью линейных и нелинейных контактных элементов податливости. Характеризующие эти элементы зависимости "нагрузка-осадка" для голов свай и межсвайной подошвы плиты-ростверка рекомендуется определять путем пространственного расчета свайного основания по деформациям в диапазоне нагрузок, характеризующем возможные перепады расчетных реакций в головах свай и межсвайного грунта. Допускается описывать работу нелинейных контактных элементов податливости путем нескольких итераций с изменением (пересчетом) жесткостей линейных контактных элементов.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

7.5.10 Для определения жесткостных характеристик основания допускается заменять пространственный расчет свайного основания в целом расчетом его характерных фрагментов. При проведении таких расчетов допустимо изгибаемый ростверк принимать абсолютно жестким.

7.5.11 (Исключен, Изм. N 1).

7.5.12 Для сооружений геотехнической категории 3 расчет ростверков большеразмерных свайных фундаментов следует использовать нелинейные модели. Для сооружений геотехнических категорий 1 и 2 допускается выполнять расчет изгибаемого ростверка с использованием модели упругого основания, характеризуемого переменными в плане коэффициентами жесткости. Эти коэффициенты назначаются по результатам расчета свайного фундамента по деформациям согласно подразделу 7.4. При этом при проектировании конструкции плитного ростверка следует выбирать наиболее неблагоприятные случаи возможного распределения сопротивлений свай в плане. Выбор толщины ростверка определяется расчетом.

Для всех геотехнических категорий допускается выполнять расчеты большеразмерных свайных фундаментов с использованием линейных моделей грунтов в случаях:

а) расчета свайных фундаментов мостовых сооружений;

б) при расчетах свайных фундаментов на динамические нагрузки;

в) при определении смещений и углов поворота конструкций от кратковременных нагрузок и воздействий.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.5.13 Армирование плиты ростверка выполняется арматурными сетками или отдельными стержнями в соответствии с СП 63.13330. При этом необходимая величина рабочего армирования ростверка определяется по действующим в его сечениях усилиям, определенным согласно требованиям настоящего раздела.

7.5.14 Расчет по прочности материала ствола свай в составе свайно-плитных фундаментов, большеразмерных кустов и полей свай следует осуществлять с учетом возможности перегрузки свай, для чего расчет свай по прочности ее материала следует вести с учетом коэффициента надежности по нагрузке =1,5. При проведении указанных расчетов следует учитывать местоположение свай в составе фундаментов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.5.15 Большеразмерные кусты и поля свай следует проектировать с учетом возможности передачи нагрузки на грунт непосредственно через подошву плиты ростверка, в связи с чем в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по соответствующей подготовке основания. При назначении глубины заложения плитной части свайно-плитного фундамента необходимо учитывать сезонное промерзание грунтов.

7.5.16 Проект плитно-свайных фундаментов должен содержать специальные требования по проведению статических испытаний свай. Рекомендуется выполнять раздельные испытания пяты и боковой поверхности свай.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.5.16а В проекте свайных и плитно-свайных фундаментов сооружений класса КС-3 рекомендуется предусматривать установку датчиков для измерения усилий в наиболее нагруженных сваях и в наиболее нагруженных зонах плитного ростверка, а также датчиков давления грунта под подошвой плитного ростверка.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

7.5.17 При устройстве буронабивных свай диаметром, превышающим 850 мм, не менее 10% свай для сооружений класса КС-2 из них и не менее 30% свай для сооружения класса КС-3, а при нагрузке на сваю более 10 МН - 50% свай должны быть запроектированы с арматурными каркасами, оснащенными специальными трубками для контроля сплошности и однородности стволов свай неразрушающими методами.

Примечание - Для свай опор мостов может разрабатываться специальная программа контроля их качества с учетом места расположения свай и способа их устройства.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

     7.6 Особенности проектирования свайных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений

7.6.1 Применение свайных фундаментов при реконструкции зданий и сооружений наиболее целесообразно при значительном увеличении нагрузки на основание и при наличии в основании слабых грунтов.

Для свайных фундаментов могут быть использованы забивные, вдавливаемые, буроинъекционные и другие виды свай при соответствующем обосновании.

7.6.2 Свайные фундаменты при реконструкции зданий и сооружений следует проектировать в соответствии с требованиями настоящего подраздела и подразделов 7.1-7.4. Исходные данные для проектирования помимо указанных в 4.1 должны содержать результаты обследования оснований, фундаментов и конструкций реконструируемого здания, а согласно 5.14-5.17 в условиях существующей застройки также зданий и сооружений, попадающих в зону влияния реконструкции (см. ГОСТ 31937).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.6.3 Инженерно-геологические изыскания для реконструкции должны проводиться в соответствии с требованиями раздела 5 и с учетом дополнительных указаний разделов 9-13 настоящего СП.

7.6.4 В проектах реконструкции оснований и фундаментов зданий и сооружений должны приниматься такие решения, при которых максимально используются существующие конструкции фундаментов и несущая способность грунтов.

7.6.5 Фундаменты из забивных свай, проектируемые для реконструкции в условиях существующей застройки, должны проверяться на безопасность по условиям динамических воздействий на конструкции близкорасположенных зданий и сооружений в соответствии с требованиями 4.8, а также на безопасность по условию смещения грунта вокруг погружаемых свай.

Безопасное по условиям динамических воздействий расстояние , м, от погружаемых свай до зданий или сооружений, как правило, должно назначаться не менее 25 м.

7.6.6 Если расстояние от ближайших погружаемых свай меньше 25 м, допустимые безопасные расстояния следует устанавливать исходя из условия, чтобы скорость вертикальных колебаний фундамента , см/с, на расстоянии от погружаемой сваи не превышала предельно допустимого значения для данного здания или сооружения, которое должно устанавливаться в зависимости от конструктивных особенностей здания или сооружения и категории их состояния. Для зданий, находящихся в удовлетворительном состоянии, при забивке свай молотами допустимые значения скоростей колебаний могут быть определены по таблице 18*. В необходимых случаях, в том числе при вибропогружении свай, допустимые безопасные расстояния должны уточняться на основе инструментальных исследований параметров колебаний грунта и сооружений при пробном погружении свай.

_________________

* Вероятно, ошибка оригинала. следует читать: по таблице 7.18. - Примечание изготовителя базы данных.          

Примечание - Уменьшение негативного динамического воздействия от забивки свай на существующие здания и сооружения возможно путем погружения свай в лидерные скважины, применением гидромолотов с большой массой их ударной части при малой высоте ее подъема, вибропогружения и др.

Таблица 7.18

Значения скорости колебаний , см/с, зданий и сооружений вычисляют по формуле

,                                                   (7.46)

где и - соответственно амплитуда и частота колебаний, определяемые экспериментально при пробной забивке свай.
           

7.6.7 В случаях когда применение забивных свай вблизи существующих зданий и сооружений оказывается невозможным по условию динамических воздействий, они могут быть заменены на вдавливаемые сваи, погружаемые специальными сваевдавливающими установками или с помощью домкратов.

Минимально необходимое усилие , кН, для вдавливания свай допускается определять по формуле

,                                                  (7.47)

где - коэффициент условий работы, принимаемый при скорости погружения сваи до 3 м/мин равным 1,2;

- несущая способность сваи при различных глубинах ее погружения в грунтовых условиях участка строительства, кН.

При применении вдавливания свай для усиления оснований реконструируемых зданий их фундаменты и подземные конструкции должны быть проверены на возможность восприятия усилия вдавливания и в случае необходимости усилены.

7.6.8 В случаях применения буровых свай при реконструкции зданий и сооружений необходимо провести оценку возможной при устройстве таких свай технологической осадки, которая может вызвать осадку близко расположенных фундаментов, а также предусмотреть мероприятия по уменьшению технологической осадки, в том числе и за счет использования станков, оснащенных инвентарными обсадными трубами. Оценка может быть выполнена на основании сопоставимого опыта или данных мониторинга.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.6.9 При усилении свайных фундаментов реконструируемых зданий путем подведения дополнительных свай под существующие ростверки последние должны проверяться на прочность в связи с изменением нагрузок и мест их приложения. В случае недостаточной прочности ростверков необходимо проектировать их усиление.

7.6.10 Дополнительные осадки оснований реконструируемых зданий и сооружений, вызванные реконструкцией, не должны превышать предельных дополнительных значений, которые следует устанавливать в зависимости от уровня ответственности как самого сооружения и категории состояния его конструкций, так и примыкающих к нему объектов окружающей застройки.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

7.6.11 Выбор типа сваи, материала и метода ее установки следует производить с учетом:

грунтовых и гидрогеологических условий на площадке, включая присутствие или возможность присутствия препятствий в основании;

напряжений в свае при ее установке;

возможности сохранения и проверки целостности сваи при установке;

влияния метода и последовательности установки свай на уже установленные и на примыкающие сооружения и коммуникации;

допусков, в пределах которых свая может быть надежно установлена с учетом технологических осадок;

разрушительных химических воздействий в основании;

возможности связи различных горизонтов подземных вод;

грузоподъемных и транспортных операций со сваями;

влияния устройства свай на соседние здания.

7.6.12 При рассмотрении перечисленных в 7.6.5-7.6.11 вопросов следует обратить особое внимание на следующие моменты:

перемещения и вибрации соседних зданий при устройстве свай;

используемый тип молота или вибратора;

динамические напряжения в свае при забивке;

при устройстве буровых свай, для которых используются жидкости внутри скважины, необходимо поддерживать давление жидкости на уровне, обеспечивающем устойчивость стенок скважины и исключающем возможность возникновения гидроразрывов;

очистка дна, а иногда и ствола скважины от шлама, особенно при их наполнении бентонитовым раствором;

местная неустойчивость ствола скважины при бетонировании, что может привести к попаданию грунта в тело сваи;

попадание грунта и воды в тело набивных свай и возможное нарушение сырого бетона потоком воды;

влияние неводонасыщенных слоев песка вокруг сваи, которые отбирают воду из бетона;

замедляющее действие химических веществ, содержащихся в грунте и грунтовой воде;

уплотнение грунта и возникновение порового давления при устройстве свай вытеснения;

нарушение грунта при бурении скважин для свай.

           

   7.7 Особенности проведения расчетов с использованием геотехнического программного обеспечения

7.7.1 Расчеты свайных фундаментов могут осуществляться как с использованием табулированных решений, так и с применением специализированного программного обеспечения. Программное обеспечение, которое допускается для проведения расчетов, подразделяется на следующие группы:

- непосредственно реализующие методики настоящего свода правил;

- реализующие инженерные методики расчета;

- использующие численные решения механики сплошных сред.

7.7.2 Допускается проведение следующих видов расчетов с использованием компьютерного обеспечения:

- определение несущей способности одиночных свай;

- расчет одиночных свай по деформациям;

- определение усилий в сваях и объединяющих их ростверках в составе свайных и плитно-свайных фундаментов при расчете на действие всех видов нагрузок;

- совместные расчеты зданий и свайных фундаментов;

- расчет деформаций свайных фундаментов во времени;

- моделирование возведения свайных фундаментов.

7.7.3 При проведении расчетов, использующих модели механики сплошных сред, расчетная схема системы "ростверк - сваи - грунтовое основание" должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, в конечном счете определяющих сопротивление указанной системы. В расчетах необходимо учитывать особенности взаимодействия свай и окружающего грунтового массива в зависимости от технологии устройства свай, взаимное влияние свай, особенности механической работы ростверка. При проведении расчетов фундаментов следует учитывать влияние устройства котлована, его ограждающих конструкций, последовательности возведения блоков, частей и очередей сооружения, неоднородности в геологическом строении, а также необходимо учитывать продолжительность и возможное изменение во времени нагружения свай и свайных фундаментов.

7.7.4 При проведении всех видов компьютерных расчетов свайных фундаментов следует учитывать возможные неопределенности, связанные с назначением расчетной модели и выбором деформационных и прочностных показателей грунтов основания. Для этого необходимо проводить расчеты для наиболее благоприятных и неблагоприятных расчетных предпосылок и учитывать эти результаты при проведении численных расчетов.

7.7.5 Расчетная модель свайных фундаментов должна строиться таким образом, чтобы содержать погрешность в сторону запаса надежности проектируемых надземных конструкций. Если заранее такая погрешность не может быть определена, необходимо проведение вариантных расчетов и определение наиболее неблагоприятных воздействий для надземных конструкций.

7.7.6 Результаты расчетов с использованием компьютерного программного обеспечения должны быть верифицированы, т.е. подтверждена их адекватность.

Верификация расчетных схем и результатов расчета может осуществляться следующими способами:

- путем многоступенчатого контроля правильности задания исходных данных для проведения расчетов;

- путем расчета с использованием различного типа программного обеспечения;

- путем проведения расчетов независимыми группами расчетчиков;

- путем сопоставления результатов расчета с натурными данными или результатами расчетов по объектам-аналогам.

Для свайных фундаментов, проектируемых для сооружений класса КС-3, расчет по двум независимым программным комплексам является обязательным.

7.7.7 При построении расчетной модели основания при расчете по моделям сплошных сред должны быть назначены необходимые габариты расчетной области и конфигурация конечно-элементной или конечно-разностной разбивки. Размеры области основания, примыкающей к свайному фундаменту и учитываемой при расчете свайного основания, должны обеспечивать отсутствие существенного влияния граничных условий на результаты расчетов.

7.7.8 Концентрацию сдвиговых деформаций и пластическое течение грунта по границе "свая - грунт" следует описывать путем использования специальных "интерфейсных" (контактных) элементов или надлежащего сгущения конечно-элементной (конечно-разностной) разбивки. Характеристики таких элементов должны назначаться в зависимости от типа свай в соответствии с таблицей 7.6.

7.7.9 При решении задач определения несущей способности свай, при их работе в качестве одиночных, допускается проводить расчеты способом ячейки в соответствии с 7.4.8. При этом следует принимать диаметр расчетной области не менее 10 диаметров свай, а области под нижним концом свай - не менее 3 диаметров. Результатом расчета должно являться построение кривой "осадка-нагрузка". При проведении расчетов, связанных с построением кривой "осадка-нагрузка", прочностные характеристики грунта должны приниматься по II группе предельных состояний.

7.7.10 При проведении расчетов осадок свайно-плитных фундаментов глубина сжимаемой толщи в расчетах должна приниматься не менее чем в полученной по схеме условного фундамента. При проведении расчетов допускается учитывать изменение деформационных характеристик основания в пределах одного инженерно-геологического элемента, а также изменение деформационных характеристик основания в пределах рассматриваемого диапазона загружения.

7.7.11 В статических расчетах конструкций сооружений, взаимодействующих с основанием, не допускается использование жесткостных характеристик, описывающих механическое поведение свай, если их определение было выполнено только по данным статических испытаний одиночной сваи.

Подраздел 7.7 (Введен дополнительно, Изм. N 1).

     8 Требования к конструированию свайных фундаментов

8.1 Свайные фундаменты в зависимости от действующих нагрузок следует проектировать в виде:

а) одиночных свай - под отдельно стоящие опоры;

б) свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два и более рядов;

в) свайных кустов - под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и других форм;

г) сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения со сваями, расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого размещена на грунте (бетонной подготовке);

д) свайно-плитного фундамента.

8.2 В зависимости от конструкции здания применяют ленточные ростверки, ростверки стаканного типа и плитные ростверки.

8.3 Ленточные ростверки применяют, как правило, для зданий с несущими стенами. Ширина ростверка зависит от числа свай в поперечном сечении и от ширины несущей стены.

Значение свеса ростверка от грани свай должно приниматься с учетом допускаемых отклонений свай.

Высоту ростверка определяют расчетом в соответствии со СП 63.13330. Ростверк рассчитывают как железобетонную многопролетную балку. Армирование ростверка производится пространственными арматурными каркасами, как правило, из арматуры класса А-III (А400). Для ростверка применяют, как правило, бетон класса по прочности B>15. Ростверк укладывают по бетонной подготовке класса В7,5.

8.4 Ростверки стаканного типа, состоящие из плитной части и подколенника - стаканной части, применяют в зданиях со сборным железобетонным каркасом.

Размеры ростверка в плане должны приниматься кратными 30 см, а по высоте - 15 см. Конструктивную высоту ростверка назначают на 40 см больше глубины стакана. Ростверк рассчитывают на изгиб (плитная часть, стаканная часть) и на продавливание (продавливание колонны и угловой сваи) в соответствии с требованиями СП 63.13330. Армирование ростверка производят плоскими сетками (плитная часть) и пространственными каркасами (стенки стакана).

8.5 Для тяжелых зданий и сооружений применяют, как правило, большеразмерные плитные ростверки. При этом высоту плитного ростверка определяют из расчета возможности восприятия им поперечных сил (по расчету на продавливание).