Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах.

Свайные фундаменты зданий и сооружений с учетом сейсмических воздействий должны рассчитываться на особое сочетание нагрузок по предельным состояниям первой группы. При этом необходимо предусматривать:

а) определение несущей способности сваи на сжимающую и выдергивающую;

б) проверку устойчивости грунта по условию ограничения давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями свай;

в) расчет свай по прочности материала на совместное действие расчетных усилий (продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы), значения которых в зависимости от расчетных значений сейсмических нагрузок.

При расчете несущей способности свай на сжимающую или выдергивающую нагрузку F_eq значения R и f_i следует умножить на понижающие коэффициенты условий работы грунта основания g_eq1 и g_eq2.

Значения R следует также умножить на коэффициент условий работы g_eq3, принимаемый: g_eq3 = 1 при l = 3 и g_eq3 = 0,9 при l < 3, где l - приведенная длина сваи.

Кроме того, сопротивление грунта f_i на боковой поверхности сваи до расчетной глубины h_d следует принимать равным нулю.

Расчетная глубина h_d до которой не учитывается сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, определяется по формуле, но принимается не более 3/ a_e:

где а₁, a₂, a₃ - безразмерные коэффициенты, равные соответственно 1,5; 0,8 и 0,6 при высоком ростверке и для отдельно стоящей сваи и 1,2; 1,2 и 0 - при жесткой заделке сваи в низкий ростверк;

H, M - расчетные значения соответственно горизонтальной силы, кН (тс), и изгибающего момента, кН×м (тc×м), приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий;

a_e - коэффициент деформации, 1/м, определяемый по рекомендуемому приложению 1;

b_p - условная ширина сваи, м, определяемая по рекомендуемому приложению 1;

g_I - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³ (тс/м³), определяемое в водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды;

j_I, c_I - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кН/м² (тс/м²).

Определение расчетной глубины h_d при воздействии сейсмических нагрузок следует производить, принимая значения расчетного угла внутреннего трения j_I уменьшенными для расчетной сейсмичности 7 баллов - на 2°, 8 баллов - на 4°, 9 баллов - на 7°.

При расчете свайных фундаментов мостов влияние сейсмического воздействия на условия заделки свай в водонасыщенных пылеватых песках, в пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести I_L > 0,5 следует учитывать путем понижения на 30 % значений коэффициентов пропорциональности К.

В расчетах несущей способности свай при действии горизонтальной нагрузки следует учитывать кратковременный характер воздействия сейсмической нагрузки путем повышения коэффициента h2. При расчетах однорядных фундаментов на нагрузки, действующие в плоскости, перпендикулярной ряду, значение коэффициента h₂ увеличивается на 10 %, в остальных случаях - на 30 %.

Несущая способность сваи F_eq, кН, работающей на вертикальную сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам полевых испытаний должна определяться с учетом сейсмических воздействий по формуле

F_eq = k_eq F_d,

где k_eq - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности сваи при сейсмических воздействиях, определяемый расчетом как отношение значения несущей способности сваи и значения несущей способности сваи;

F_d - несущая способность сваи, кН, определенная по результатам статических или динамических испытаний либо по данным статического зондирования грунта(без учета сейсмических воздействий).

Расчет свай в просадочных и набухающих грунтах на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий должен производиться при природной влажности, если замачивание грунта невозможно, и при полностью водонасыщенном грунте, имеющем показатель текучести, если замачивание грунта возможно; при этом определение несущей способности свай в грунтовых условиях II типа по просадочности производится без учета возможности развития отрицательных сил трения грунта.

Для свайных фундаментов в сейсмических районах следует применять сваи всех видов, кроме свай без поперечного армирования и булавовидных.

Применение буронабивных свай допускается только в устойчивых грунтах, не требующих закрепления стенок скважин, при этом диаметр свай должен быть не менее 40 см, а отношение длины сваи к ее диаметру - не более 25.

Как исключение допускается прорезка водонасыщенных грунтов набивными и буровыми сваями с применением извлекаемых обсадных труб.

При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах опирание конца свай следует предусматривать на скальные, крупнообломочные, плотные и средней плотности песчаные и пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L £ 0,5.

Опирание нижних концов свай на рыхлые водонасыщенные пески, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,5 не допускается.

Заглубление в грунт свай в сейсмических районах должно быть не менее 4 м, а при наличии в основании нижних концов свай водонасыщенных песчаных грунтов средней плотности - не менее 8 м. Допускается уменьшение заглубления свай при соответствующем обосновании, полученном в результате полевых испытаний свай имитированными сейсмическими воздействиями.

Для одноэтажных сельскохозяйственных зданий, не содержащих ценного оборудования, и в случае опирания свай на скальные грунты их заглубление в грунт принимается таким же, как в несейсмических районах.

Ростверк свайного фундамента под несущими стенами здания в пределах отсека должен быть непрерывным и расположенным в одном уровне. Верхние концы свай должны быть заделаны в ростверк на глубину, определяемую расчетом, учитывающим сейсмические нагрузки.

Устройство безростверковых свайных фундаментов зданий и сооружений не допускается.

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применять свайные фундаменты с промежуточной подушкой из сыпучих материалов (щебня, гравия, песка крупного и средней крупности). Такие фундаменты не следует применять в биогенных грунтах, просадочных грунтах II типа, на подрабатываемых территориях, геологически неустойчивых площадках (на которых имеются или могут возникать оползни, сели, карсты и т.п.) и на площадках, сложенных нестабилизированными грунтами.

Для свайных фундаментов с промежуточной подушкой следует применять такие же виды свай, как и в несейсмических районах.

Расчет свай, входящих в состав свайного фундамента с промежуточной подушкой, на горизонтальные нагрузки не производится. Несущую способность таких свай, работающих на сжимающую нагрузку с учетом сейсмических воздействий, следует определять учитывая при этом сопротивление грунта вдоль всей боковой поверхности сваи, т.е. h_d = 0, а коэффициент условий работы нижнего конца сваи при сейсмических воздействиях g_eq1 = 1,2.

При расчете свайных фундаментов с промежуточной подушкой по деформациям осадку фундамента следует вычислять как сумму осадки условного фундамента, и осадки промежуточной подушки.

 

9. Определение несущей способности свай с учетом сейсмических воздействий.

15. Конструктивные антисейсмические мероприятия в фундаментах.

18. Расчет фундаментов мелкого заложения на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий.

24. Расчет свайных фундаментов на особое сочетание нагрузок с учётом сейсмических воздействий.

27.=3.

33.=9.

39.=15.

42.=18.

48.=24.

51.=27.=3.

 

НАСЫПНЫЕ ГРУНТЫ

 

6. Фундаменты в насыпных грунтах.

12. Особенности расчета фундаментов в насыпных грунтах по I группе предельных состояний.

30. Классификация насыпных грунтов. Фундаменты в насыпных грунтах.

36.=12.

54.=6.

 

ПУЧИНИСТЫЕ ГРУНТЫ

 

22. Фундаменты в пучинистых грунтах. Учет пучинистости грунтов при проектировании фундаментов. Расчет устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения.

46.=22.