Свайные фундаменты

 ВИДЫ СВАЙ

 

Свая — деревянный, металлический, или железобетонный стержень, который заглубляют в землю в основании зданий, сооружений для придания прочности фундаменту.

 

1.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

а) забивные (вдавливаемые) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые  в грунт без его выемки или  в лидерные скважины с помощью  молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной  выемкой грунта и не заполняемые  бетонной смесью;

б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с  выемкой грунта и заполняемые  частично или полностью бетонной смесью;

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

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

д) винтовые;

е) бурозавинчиваемые.

 

1.2  По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие.

К сваям-стойкам следует  относить сваи всех видов, опирающиеся  на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, - на малосжимаемые грунты.

Силы сопротивления грунтов, за исключением отрицательных (негативных) сил трения, на боковой поверхности  свай-стоек в расчетах их несущей  способности по грунту основания  на сжимающую нагрузку не должны учитываться.

К висячим сваям следует  относить сваи всех видов, опирающиеся  на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой  поверхностью и нижним концом.

Примечание - К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E ≥ 50 МПа.

 

1.3 Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и сваи-оболочки диаметром 1 м и более 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 и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные);

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, с плоским 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.

 

1.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:

а) набивные, устраиваемые путем  погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым  в грунте башмаком или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью;

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

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

 

1.5 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 полые круглого сечения, устраиваемые с применением  многосекционного вибросердечника;

в) буронабивные с уплотненным  забоем, устраиваемым путем втрамбовывания в забой скважины щебня;

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

д) буроинъекционные диаметром 0,15 - 0,25 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора, или буроинъекционные с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (сваи РИТ);

е) буроинъекционные, устраиваемые полым шнеком:

ж) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением  или без него, укладки в них  омоноличивающего цементно-песчаного  раствора и опускания в скважины 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.

Примечания

1 Обсадные трубы  допускается оставлять в грунте  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).

2 При устройстве буронабивных свай в водонасыщенных глинистых грунтах для крепления стенок скважин допускается использовать избыточное давление воды.

 

1.6 Номенклатура забивных железобетонных и буронабивных свай приведена в приложении Г.

 

1.7 Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона.

Для забивных железобетонных свай с ненапрягаемой продольной арматурой, на которые отсутствуют  государственные стандарты, 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.

 

1.8 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 СНиП 2.05.03, для гидротехнических сооружений - СНиП 2.06.06 и СНиП 2.06.08.

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 СНиП 52-01, 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.

1.10. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь требованиямиГОСТ 19804, СНиП 52-01, для мостов и гидротехнических сооружений - соответственно СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.

 

1.11. Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты), соответствующих требованиямГОСТ 9463, диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м. Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется.

Размеры поперечного сечения, длину и конструкцию пакетных свай принимают по результатам расчета  и в соответствии с особенностями  проектируемого объекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 ПРОЕКТИРОВАНИЕ  СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

1.1 ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ  ПО РАСЧЕТУ

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

1) первой группы:

а) по прочности материала  свай и свайных ростверков;

б) по несущей способности  грунта основания свай;

в) по несущей способности  грунта 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;

2) второй группы:

а) по осадкам оснований  свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;

б) по перемещениям свай (горизонтальным и углам поворота головы свай) совместно  с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. подраздел 7.4 и приложение Д);

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

Расчет по несущей способности, регламентированный подпунктом «в»  для первой группы, допускается не производить, если конструктивными  мероприятиями обеспечена невозможность  смещения проектируемого фундамента.

 

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

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.

Допускается использовать вероятностные  методы расчета, учитывающие статистическую неоднородность оснований, случайную  природу нагрузок, воздействий и  свойств материалов конструкций.

 

1.1.3 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07 с учетом указаний СНиП 2.02.01.

 

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

 

1.1.5 Нагрузки, воздействия, их сочетания и коэффициенты надежности по нагрузке при расчете свайных фундаментов мостов и гидротехнических сооружений следует принимать согласно требованиям СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.

 

1.1.6 Все 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 СНиП 52-01, СНиП II-23, СНиП II-25, СНиП 2.05.03 и СНиП 2.06.06.

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

Расчетные сопротивления  грунта под нижним концом сваи R и на боковой поверхности сваи f_i следует определять по указаниям подраздела 7.2.

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 7.3.