Определение длины свай существующих зданий – ТР 132-03 «Технические рекомендации по устройству фундаментов способом статического вдавливания свай для жилых и общественных зданий»

Определение длины и марки сваи

Длина свая начинается с 3м и кратна 1м. Острие в длину сваи не входит.

Рис 7.2

–высота заделки сваи в ростверк (0,3-0,5м), жесткая заделка 0,5+ стержни арматуры = 0,3-0,5

–погружение сваи в несущий слой грунта (больше 1м)

–глубина грунтов, мощность слоев грунтов не пригодных для забивки свай

С-8-30, где

8 – L_св– в зависимости от длины

30 – сечение 300х300мм

Определение несущей способности висячей сваи

Несущая способность сваи-трения определяется как сумма двух слагаемых:

— сопротивление грунта под нижним концом сваи давлению

— сопротивление грунта сдвигу по боковой поверхности сваи

Рис

–коэффициент условия работы сваи в грунте. Для забиваемых свай принимаемый 1.

–коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай на расчетное сопротивления грунта и принимаемые по таблице 3 СНиП 2.02.03-85 «свайные фундаменты».

По СНиП

–расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице 1 по СНиП

Для плотных песков значение R по таблице 1 следует увеличивать на 60%. Но не более чем до 20 МПа.

А – площадь поперечного сечения сваи (0,09м²)

–наружный периметр поперечного сечения сваи (1,2м)

Глубина погружения:

–расчетное сопротивление i-ого слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, определяется по таблице 2 СНиП.

Толщину слоев при разделении толщи грунта для определения f_iпринимают не более 2м.

Рис

=> h₁=z₁f₁

h₂z₂f₂

Значение f_i плотных песчаных грунтов следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями f_i приведенными в таблице 2.

Для супесей с числом пластичности I_p≤4 и коэффициентом пористостиe<0,8 расчетное сопротивлениеRи f_iследует определять как для пылеватых песков средней плотности. Расчетное сопротивление f_iсупесей и суглинков с коэффициентом пористостиe<0,5 и глин с коэф пористостиe<0,6 следует увеличивать на 15% по сравнению со значениями, приведенными в таблице 2, при любых значениях показателя текучестиI_L.

Лекция 8 – 08.11.12

Определение количества свай в ростверке

Предельная нагрузка на сваю

— несущая способность сваи

— коэффициент надежности равен 1,4 — если несущая способность сваи определена расчетом; 1,25 – если по результатам полевых испытаний.

— коэффициент, учитывающий наличие внецентренного загружения.

Для центрального нагруженных фундаментов , для внецентренно >1. ()

Количество свай – целое число, округляют в большую сторону.

Для одноэтажных промышленных зданий min= 4 сваи.

Конструирование ростверка

Минимальное расстояние между осями висячих свай принимается равным 3d.

Где d– сторона поперечного сечения сваи или диаметр ее.

Минимальное расстояние от оси до края ростверка равно d.

Высота ступени 450мм, заделка сваи в ростверк 300-500мм, длина ростверка в плане не должна превышать ширину более чем в 2 раза.

Рис 8.1.

Сваи в ростверке следует размещать так, чтобы обеспечивалась их равномерная загрузка: по прямым линиям рядами или в шахматном порядке. Продольная ось подошвы ростверка ориентируется в сторону действия момента. При большом постоянном изгибающем моменте ось колонны целесообразно смещать по отношению к центру ростверка.

Рис

Проверка по несущей способности

Расчет свайного фундамента по несущей способности сводится к проверке фактического давления на сваю.

–расчетная нагрузка

— вес ростверка грунта

— среднее значение удельного веса грунта, 20кН/м³

— число свай в ростверке

— расчетные моменты относительно главных центральных осей подошвы ростверка

Где 0,15=h_р

х и у – расстояние от центра сваи до оси действия момента

рис

, – количество свай, дающих дополнительный момент или сумма квадратов расстояний от центральной оси ростверка до оси каждой сваи, для которой определяется нагрузка.

Рис

Расчет свайного фундамента по деформациям

Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует производить как для условного фундамента на естественном основании в соответствии со СНиП 2.02.01-83* «основания зданий и сооружений». Контур условного фундамента согласно СНиП 2.02.03-85 «свайные фундаменты» определяется сверху поверхностью планировки, снизу плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; с боков вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии .

Рис 8.3

АБГВ – условный фундамент, параллелепипед

— осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

–расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i.

— глубина погружения свай в грунт (мощность соответствующих слоев в пределах длины сваи)

Проверка

()

Рис

φ определяется под нижним концом сваи

Лекция 9 – 06.12.12

5. Расчет свайных фундаментов

5.1. Исходные данные

Исходные данные относительно района строительства, архитектурно-планировочных решений, нагрузок на верхний обрез фундамента принять в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование.

Грунтовые условия принимаем для свайного фундамента по [1] .

5.2. Расчет требуемой длины свай

Требуемая длина свай зависит от физико-механических свойств грунтов, конструктивных особенностей проектируемого здания, величины и характера приложенных нагрузок, климатических условий строительства и др.

Рис. 18 — Схема к расчету требуемой длины сваи

Глубину заложения подошвы ростверка определяем из следующих факторов:

1) с учетом расчетной глубины промерзания грунта в районе строительства , гдеd_f определяем аналогично формуле (1) п.4.2.1;

2) с учетом конструктивных особенностей здания (наличие подвала, требований к модульности размеров высот ростверка в целом и его отдельных элементов: .

Принятое значение глубины заложения ростверка d должно быть не менее значений d_fиd_кон.

При определении глубины погружения острия свай следует выбрать слой грунта (согласно схеме на рис. 18 это слой 4), обладающий высокими значениями физико-механических характеристик. Следует избегать опирания нижних концов свай на глинистые грунты с I_L>0,6 и рыхлые пески. Выбранный слой называется опорным.

Глубину погружения конца свай в опорный слой (l_погр) принять не менее:

– 0,5 м в песчаные грунты (крупные, средней крупности) и пылевато-глинистые с I_L≤0,1;

– 1,0 м в остальные грунты.

Глубину замоноличивания сваи в ростверке (l_зад), по конструктивным соображениям, из условия «жесткой» заделки принимаем не менее стороны сечения сваи или ее диаметра.

Минимальная требуемая длина сваи составит

,

где l₀ – сумма мощностей слоев грунта, прорезаемых сваями.

Окончательно длину забивных свай, их марку, вес 1 погонного метра устанавливаем с учетом существующих спецификаций (табл. 8.1 [7] или табл.20).

Таблица 20 — Сортамент забивных железобетонных свай

5.3. Определение расчетной нагрузки на одну сваю

Расчетная нагрузка на 1 сваю определяется по формуле

, (33)

где F_d– несущая способность одиночной сваи;γ_к – коэффициент надежности, принимаемый 1,4.

На основании исходных данных относительно грунтовых условий для проектирования свайных фундаментов [1] определяем классификационный тип свай по их работе в грунте.

Для «висячих» свай несущую способность одиночной сваи определяем по формуле

, (34)

где γ_С, γ_CR, γ_Cf – коэффициенты условий работы сваи и грунта под острием сваи и по боковой поверхности принимаются равными 1;

u – периметр сваи квадратного сечения равен4·b_св;

А – площадь поперечного сечения сваи равна;

h_i – длины расчетных участков, определяем на основании геологического строения района строительства и положения свай в грунте по схеме рис. 19, расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваиRи трению по боковой поверхностиfопределяем по табл. 21 и 22.

Рис. 19 — Схема к расчету несущей способности одиночной сваи

Максимальное значение для расчетной длины h_iрекомендуется принять 2 м.

Таблица 21 — Расчётные сопротивления свай под нижним концом

Таблица 22 — Расчётные сопротивления свай трению по боковой поверхности

4.3 Определение количества свай и размещение их в ростверке

Проектирование свайных фундаментов ведется по расчетным нагрузкам с учетом различных сочетаний. Все нагрузки каждого сочетания следует привести к уровню подошвы ростверка, учитывая при этом его вес.

После приведения нагрузок к уровню подошвы ростверка необходимое ориентировочное количество свай n определяют по формуле:

(27)

Расстояние между сваями на 1м.п. составит: a_p=1м.п./n=1/0,6=0,6м.

Определяем фактическую нагрузку на каждую сваю по формуле:

(28)

где N_i=F_v+1,1G_p+G_гр – расчетное сжимающее усилие, передаваемое на сваи.

Вес ростверка G_p= V_р∙γ_б=0,5∙0,6∙1∙25+0,6∙0,6∙5∙1∙25=52,5

Вес грунта на уступах: G_гр=0

N_i=120+52,5∙1,1=177,75кН.

кH>P=200кН

Так как условие (19) не выполняется, то уменьшаем расстояние между сваями и принимаем a_p=1,11м. Тогда количество свай n=0,9

кH<P=200,23кН – условие выполняется, свайный фундамент запроектирован рационально.

Рисунок 5 – Конструирование ростверка

4.4 Проверка прочности основания куста свай

Рисунок 6 — Схема условного фундамента при расчете свайного фундамента под ленту.

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения определяется по формуле:

, (29)

где φ_i – расчетные значения углов внутреннего трения грунта по второй группе предельных состояний в пределах слоев h_i,

h_i – глубина погружения сваи в грунт, считая от подошвы ростверка.

α=0,25φ=0,25∙12=3

Определяем ширину условного фундамента

b_усл=b_k+2∙l∙tgα (30)

b_усл=0,3+2∙8,9∙tg3=1,23м

a_усл=1м.п.

Средняя интенсивность давления по подошве условного фундамента:

(31)

где N=F_v+G_гр+G_р+G_св.

G_р=0,5∙0,6∙1∙25+0,6∙0,6∙4,5∙1∙24=50,7кН.

G_св=8,9∙0,3∙0,3∙24∙0,9=17,3кН.

Объем условного фундамента V_ф=1,23∙12,4=15,25м³

Средневзвешенное значение веса грунта условного фундамента:

g =кН/м³

V_гр= V_ф— V_р— V_св=15,25-2,1-0,72=12,43м³

G_гр= 12,43∙11,33=140,83кН.

N=120+140,83+50,7+17,3=328,83кН

кПа

Определяем R_усл – расчётное сопротивление грунта основания условного массива, кПа, определяемое как для фундамента с геометрическими размерами, равными размерам условного массива грунта по формуле (11):

, ,>0

Условия не соблюдаются.Следовательно погружаем сваю в последний слой.

Рисунок 3 – Определение глубины заложения ростверка и длины свай

Полная длина сваи (рисунок 3) определяется по формуле: l_св=l₀+Σl_гр+l_н.с.

где l₀=0,1м – глубина заделки сваи в ростверк,

Σl_гр – мощность прорезаемых слабых грунтов, расположенных выше несущего слоя,

l_н.с. – заглубление в несущий слой.

l_св=0,1+11,04+1,1+1=13,24м

Согласно ГОСТам принимаем сваю С 14-35.

ТР 132-03 «Технические рекомендации по устройству фундаментов способом статического вдавливания свай для жилых и общественных зданий»

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

ДЕПАРТАМЕНТ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ,
РАЗВИТИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДА

УПРАВЛЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ПОЛИТИКИ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
МОСКОВСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГУП «НИИМОССТРОЙ»

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
по устройству фундаментов
способом статического
вдавливания свай
для жилых и общественных зданий

ТР 132-03

МОСКВА — 2003

«Технические рекомендации по устройству фундаментов способом статического вдавливания свай для жилых и общественных зданий» разработаны лабораторией оснований и фундаментов ГУП «НИИМосстрой» (к.т.н. В.А. Трушков) на основе результатов научно-исследовательских работ, выполненных ГУП «НИИМосстрой», МНИИТЭП, МГСУ, а также опыта специализированных организаций по устройству свайных фундаментов в условиях существующей застройки в центре г. Москвы и других районах со сложившейся застройкой.

Ежегодно в г. Москве при устройстве свайных фундаментов промышленных, жилых и гражданских зданий погружается более 70 тыс. м³ железобетонных свай. Среди этого количества значительное место занимает погружение свай способом статического вдавливания. Только за истекший период указанная технология внедрена на шести строительных объектах г. Москвы, общим объемом 2000 м³.

Технические рекомендации согласованы с ЗАО «Фундаменты, коммуникации, сваи», ЗАО «Мосфундаментстрой-6»

Утверждены Управлением научно-технической и промышленной политики в строительной отрасли.

Правительство Москвы Управление научно-технической политики в строительной отрасли

Технические рекомендации по устройству фундаментов способом статического вдавливания свай для жилых и общественных зданий

ТР 132-03 вводятся впервые

 

5.4. Определение предварительного количества свай в ростверке

Количество свай в ростверке (предварительно) определяем по формуле

. (35)

5.5. Конструирование ростверка

Конструирование ростверков осуществляется в плане и в вертикальном сечении.

При конструировании ростверка в плане необходимо выполнение двух требований:

1) взаимное расположение свай должно быть по возможности симметричным, расстояние между сваями не должно быть меньшим 3-х ширин (диаметров) сваи (см. рис.20). Назначать межсвайное расстояние большим 6-и ширин (диаметров) сваи не рекомендуется;

2) минимальное расстояние а от края ростверка до наружного края ближайшей сваи не должно превышать величины:

• при одно- и двухрядном расположении свай – 0,2·b_св+5 см;

• при трехрядном расположении свай – 0,3·b_св+5 см;

• при четырехрядном и более расположении свай – 0,4·b_св+5 см,

но во всех случаях не менее 150 мм.

Рис. 20 — Пример расположения 6-и свай в ростверке

При конструировании ростверка в вертикальной плоскости необходимо соблюдение следующих требований к параметрам согласно рис. 21.

• h_бет – минимум 250 мм;

• l_зад – согласно п.2.2 настоящих методических указаний;

• h_стак , b_n , l_n – согласно п. 1.6 настоящих методических указаний;

• h_р – минимум 1500 мм и далее кратно 300 мм;

• h_плиты = l_зад + h_бет, но кратно 150 мм.

Рис. 21 — Конструирование ростверка в вертикальной плоскости

5.6. Уточнение количества свай в ростверке

Требуемое количество свай n определим по формуле

, (36)

где N_II, М_II, Т_II – проектные нагрузки по заданию [1], приложение которых показано на расчётной схеме свайного фундамента согласно рис. 22;

Q_гр – вес грунта на ступенях ростверка;

Q_р – собственный вес ростверка;

Q_св – суммарный вес свай в ростверке,

(Q_{р +} Q_гр)=γ_wt·b_p·l_p·d, (37)

Q_св=Q_1п.м·n^/(l₀+l_погр), (38)

гдеQ_1п.м – вес одного погонного метра сваи, определяется по табл. 20.

Рис. 22 — Расчетная схема свайного фундамента

При несовпадении численных значений nпо формуле (36) и nпо формуле (35) размеры ростверка в плане корректируем.

5.7. Определение фактической нагрузки на сваю

Рис. 23 — Расположение свай в ростверке и приложение внецентренной нагрузки

На основании данных индивидуального задания необходимо составить схему расположения свай в ростверке по примеру рис. 23. Далее нужно определить наиболее и наименее нагруженные сваи. Для них производится дальнейший расчет величин фактических нагрузок по формуле 39.

, (39)

где М_х = М_II· y_i – расстояние от рассматриваемой сваи до главной оси Х-Х;

–сумма квадратов расстояний от каждой сваи в «кусте» до главной оси Х-Х.

Согласно примеру на рис. 23 в качестве наиболее нагруженной сваи может быть принята любая из 2-х свай — № 5 или № 6, а в качестве наименее нагруженной, соответственно, № 1 или № 2.

Для наиболее нагруженной сваи должно выполняться неравенство

, а для наименее нагруженной сваи .

ВСН 32-95 «Указания по устройству свайных фундаментов для домов повышенной этажности»

ДЕПАРТАМЕНТ СТРОИТЕЛЬСТВА

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
МОССТРОЙЛИЦЕНЗИЯ

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

УКАЗАНИЯ
ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ДЛЯ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ВСН 32-95

Москва — 1996

«Указания по устройству свайных фундаментов для домов повышенной этажности «разработаны лабораторией оснований и фундаментов НИИМосстроя (зав. лабораторией, канд. техн. наук В.А. Трушков) при участии Мосстройлицензии (кандидаты техн. наук Ю.И. Столяров и В.Д. Фельдман).

В Указаниях учтен производственный опыт строительных организаций Департамента строительства при устройстве свайных фундаментов в жилищном строительстве г. Москвы.

Указания обобщают накопленный за период с 1975 по 1995 гг. опыт испытаний забивных свай, применяемых для уточнения требуемой глубины погружения свай путем пробной забивки.

Указания согласованы с АОХК «Главмосстрой» и ГП трестом Мосстрой—5.

Департамент строительства Научно-техническое управление

Ведомственные строительные нормы УКАЗАНИЯ по устройству свайных фундаментов для домов повышенной этажности

ВСН 32-95 ДС

1.1. Настоящие указания распространяются на работы по устройству фундаментов из забивных железобетонных свай для домов повышенной этажности, возводимых из типовых жилых секций.

1.2. При устройстве фундаментов из забивных железобетонных свай для домов повышенной этажности надлежит руководствоваться рабочими чертежами, требованиями действующих глав СНиП, нормативных документов, ППР и технологическими картами, а также настоящими Указаниями.

1.3. Массовая забивка свай фундаментов зданий повышенной этажности должна производиться после корректировки рабочих чертежей свайного поля проектной организацией по результатам испытаний пробных свай.

1.4. Для определения необходимой длины свай до начала массовой забивки должны быть выполнены пробная забивка и испытание свай.

1.5. Работы по забивке и испытанию пробных свай производятся в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», ГОСТ 5686-78 «Сваи. Методы полевых испытаний» и настоящими Указаниями.