Забивные и буровые сваи. проектирование и расчёт.

Сваи забивные призматические предварительно-напряженные железобетонные с продольной арматурой стержневой, из высокопрочной проволоки и семипроволочных прядей без поперечного армирования сплошного сечения размерами 25х25 и 30х30 см, длиной от 4, 5 до 12 м (рабочие чертежи типовых конструкций серии 1.011-6) рекомендуется применять при прорезке сваями песков средней плотности и рыхлых, супесей пластичной и текучей консистенции, суглинков и глин туго-, мягко- и текучепластичной, а также текучей консистенции при условии, что сваи погружены в грунт на всю глубину или выступают над поверхностью грунта на высоту не более 2 м при их расположении внутри помещения здания (сооружения).

При необходимости прорезки других видов грунтов допустимость применения свай рассматриваемой конструкции устанавливается пробной забивкой.

Опирание нижних концов свай допускается на все виды грунтов, за исключением скальных и вечномерзлых, торфов, заторфованных грунтов, слабых грунтов типа илов, глинистых текучей консистенции и других видов сильносжимаемых грунтов, с учетом дополнительных указаний, приведенных в рабочих чертежах свай.

Указанные сваи рекомендуется применять для фундаментов любых зданий и сооружений, за исключением мостов и портовых гидротехнических сооружений, когда они проходят по номенклатуре и параметрам свай, предусмотренных рабочими чертежами, удовлетворяют результатам расчета и грунтовым условиям строительной площадки. Такие сваи не допускается применять в пучинистых грунтах, если силы пучения превышают величину вертикальной вдавливающей нагрузки на сваю, и при наличии сил выдергивающих, сейсмических, а также при необходимости погружения их в грунт с помощью вибрации.

Применение предварительно-наряженных железобетонных свай с продольной арматурой из высокопрочной проволоки при длине свай от 3 до 20 м и семипроволочных прядей при длине от 11 до 20 м позволяет снизить расход стали (в натуральном весе) до 50% по сравнению со сваями с ненапрягаемой арматурой, поэтому рекомендуется, как правило, предусматривать применение таких свай с арматурой из высокопрочной проволоки или семипроволочных прядей.

В транспортном и гидротехническом строительстве (например, для опор мостов, причальных сооружений и т.п.) могут применяться призматические железобетонные предварительно-напряженные сваи сплошного сечения размерами 35х35 см, длиной до 20 м и 40х40 см, длиной до 25 м, изготовляемые по ведомственным рабочим чертежам Минтрансстроя, а также сечением 45х45 см - по ведомственным рабочим чертежам Минморфлота. Эти сваи имеют повышенный расход арматурной стали (по сравнению с соответствующими сваями по серии 1.011-6), вызванный необходимостью воспринятия больших эксплуатационных нагрузок (нормальных и горизонтальных сил и изгибающих моментов).

Забивные призматические железобетонные сваи с продольной ненапрягаемой стержневой арматурой с поперечным армированием сплошного сечения размерами от 20х20 до 40х40 см, длиной от 3 до 16 м (рабочие чертежи типовых конструкций серии 1.011-6) рекомендуется применять в грунтовых условиях, аналогичных указанным для забивки призматических железобетонных свай с предварительно-напряженной продольной арматурой с поперечным армированием.

Рассматриваемые сваи могут воспринимать вертикальные вдавливающие и выдергивающие, а также горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты. В целях сокращения расхода стали такие сваи следует применять для фундаментов зданий и сооружений лишь в тех случаях, когда по грунтовым условиям или условиям воспринятия внешних нагрузок не представляется возможным применение свай, указанных в пп. 1 и 2 настоящих Рекомендаций, а также в случаях, когда в районах строительства указанные в пп. 1 и 2 сваи не могут быть изготовлены.

В транспортном строительстве могут применяться также призматические железобетонные без предварительного напряжения сваи сплошного сечения размерами 35х35 см, длиной до 16 м и 40х40 см, длиной до 25 м, изготовляемые по ведомственным рабочим чертежам Минтрансстроя, которые имеют относительно более высокий расход арматурной стали, чем соответствующие сваи по серии 1.011-6, вызванный необходимостью воспринятия больших эксплуатационных нагрузок.

Забивные призматические железобетонные сваи с круглой полостью размерами сечения 25х25, 30х30 и 40х40 см, длиной от 3 до 8 м (рабочие чертежи типовых конструкций серии 1.011-6) допускается применять в условиях, аналогичных для предварительно-напряженных свай без поперечного армирования, указанных в п. 1 настоящих Рекомендаций.

Применение призматических железобетонных свай квадратного сечения с круглой полостью позволяет уменьшить расход бетона в среднем на 20% по сравнению со всеми видами призматических свай сплошного поперечного сечения, а также сократить расход арматурной стали до 15% по сравнению с соответствующими сваями с поперечным армированием (пп. 2 и 3 настоящих Рекомендаций).

Забивные без предварительного напряжения железобетонные сваи длиной от 5 до 12 м сплошного квадратного и прямоугольного сечения (рабочие чертежи типовых конструкций серии 1.011-3М) предназначены для строительства зданий и сооружений различного назначения на вечномерзлых грунтах с сохранением основания в мерзлом состоянии на весь период эксплуатации здания (сооружения).

Указанная конструкция свай позволяет воспринимать силы морозного пучения, характерные для районов распространения вечномерзлых грунтов.

Деревянные сваи допускается применять в любых сжимаемых грунтах, в которых возможно погружение забивных свай (пп. 2 и 3 настоящих Рекомендаций), при обеспечении постоянного положения голов свай ниже горизонта воды в строительный и эксплуатационный периоды не менее чем на 0, 5 м.

Деревянные сваи рекомендуется применять в районах, где лес является местным строительным материалом (например, в многолесных районах) в целях экономии бетона и стали.

Буронабивные сваи диаметром ствола от 40 до 170 см с уширениями в нижней части до 350 см и без них, устраиваемые по различной технологии без крепления или с креплением стенок скважины, рекомендуются для зданий и сооружений любого назначения (производственных, общественных, жилых и др.) при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, а также на площадках со сложными геологическими и другими условиями строительства.

Буронабивные сваи рекомендуется предпочтительно применять при длине более 10 м, а сваи меньшей длины - под легкие или средние нагрузки (например, для сельскохозяйственных зданий) особенно в случаях отсутствия соответствующей производственной базы, необходимой для изготовления и применения железобетонных забивных свай.

Буронабивные сваи рекомендуется также применять:на стесненных площадках, где сложно транспортировать и устанавливать забивные сваи;

вблизи существующих зданий и сооружений, в которых могут возникнуть недопустимые деформации элементов несущих конструкций или оборудования при забивке или вибропогружении свай.

Буронабивные сваи не следует применять при наличии сильно агрессивных грунтовых или производственных вод.

Методы устройства буронабивных свай надлежит выбирать с учетом следующих указаний:

а) буронабивные сваи, устраиваемые без крепления стенок скважин, рекомендуется применять в случаях, когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции (в том числе глинистыми просадочными и набухающими грунтами), а горизонт грунтовых вод в период строительства расположен ниже пяты свай;

б) буронабивные сваи, для устройства которых требуется крепление стенок скважин глинистым раствором, рекомендуется применять в случаях, когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами мягкопластичной и текучепластичной консистенции;

в) буронабивные сваи с креплением стенок скважин обсадными трубами рекомендуется применять в случаях, когда строительные площадки сложены водонасыщенными неоднородными глинистыми грунтами текучей консистенции с прослойками песка и супесей;

г) буронабивные сваи, устраиваемые при помощи специальных станков с закреплением стенок скважины извлекаемыми стальными (инвентарными) трубами, рекомендуется применять при условии, когда строительные площадки сложены любыми грунтами, а сваи опираются нижними концами на скальные или другие виды плотных грунтов высокой несущей способности (твердые глинистые грунты, крупнообломочные грунты, плотные пески).

НАБИВНЫЕ СВАИ, УСТРАИВАЕМЫЕ В ПРОБИВАЕМЫХ СКВАЖИНАХ

Скважины для таких свай устраиваются путем забивки извлекаемых инвентарных труб с башмаком, оставляемым в грунте, или забивкой инвентарных обсадных труб с ядром из плотноутрамбованной жесткой бетонной смеси в нижней части трубы.

Набивные сваи в пробитых скважинах отличаются от буронабивных более высокой степенью использования несущей способности грунтов основания, приближающейся к забивным сваям.

Набивные сваи, устраиваемые в пробитых скважинах, рекомендуется применять в грунтовых условиях, аналогичных как и для забивных свай (пп. 2 и 3 настоящих Рекомендаций), особенно в случаях, когда затруднено получение сборных железобетонных свай, либо когда застраиваемая территория характеризуется резким колебанием залегания плотных грунтов несущего

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ И НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ

Выбор длины свай производится в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание под их нижние концы, должно быть: в крупноблочные, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести 0,1 - не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты - не менее 1,0 м. Нижний конец набивных и буронабивных свай с уширением и без уширения и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, при пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести 0...0,6 заглубляют не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширением) и не менее 2 м.
На длину сваи оказывает влияние глубина заложения подошвы свайного ростверка, которая принимается в зависимости от конструктивного решения подземной части здания или сооружения (наличия подвала, технического подполья) и проекта планировки территории (срезкой или подсыпкой), а также высоты ростверка, определяемойрасчетом.

Несущая способность сваи определяется расчетом по формулам СНиП 2.02.03-85 и уточняется по результатам полевых испытаний. Количество полевых исследований для определения несущей способности свай для каждого здания или сооружения должно составлять не менее:

	статических испытаний свай и свай-штампов	2;
	динамических испытаний свай	6;
	испытаний грунтов эталонной сваей	6;
	испытаний свай-зондов	6;
	испытаний статическим зондированием	6.

Несущая способность , кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт, определяется по формуле:

, (1) где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый 1 - площадь опирания на грунт сваи, м , принимаемая для свай сплошного сечения равной площади поперечного сечения, а для свай полых круглого сечения 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 грунта под нижним концом сваи-стойки, принимаемое: а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, 20000 кПа; б) для набивных и буровых свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт не менее чем на 0,5 м - по формуле:

, (2)
где - нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа;

- коэффициент надежности по грунту, принимаемый 1,4;
- расчетная глубина заделки набивной и буровой свай и сваи-оболочки в скальный грунт,м;
- наружный диаметр заделанной в скальный грунт части набивной и буровой свай и сваи-оболочки, м. Несущая способность сваи-стойки корректируется расчетом по прочности материала свай в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84*.Несущая способность , кН, висячей забивной сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, определяется по формуле

, (3)
где - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый 1;
- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 1; - площадь опирания на грунт сваи, м , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади сваи-оболочки нетто; - наружный периметр поперечного сечения сваи, м; - расчетное сопротивление -го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2; - толщина -го слоя грунта (не более 2 м), соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; , - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи по таблице