Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах

12.1 При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах кроме требований настоящих правил следует соблюдать также требования СП 14.13330, при этом в дополнение к материалам инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны быть использованы данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.

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

а) определение несущей способности сваи на сжимающую и выдергивающую нагрузки в соответствии с требованиями подраздела 7.2;

б) проверку устойчивости грунта по условию ограничения давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями свай, в соответствии с требованиями приложения В;

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

При выполнении указанных в подпунктах «а» - «в» расчетов также должны учитываться требования, приведенные в 12.3-12.8.

Примечание - При определении расчетных значений сейсмических нагрузок, действующих на здание или сооружение, высокий свайный ростверк следует рассматривать как каркасный нижний этаж.

12.3 При расчете несущей способности свай на сжимающую или выдергивающую нагрузку F_eq значения R и f_i (подраздел 7.2) следует умножить на понижающие коэффициенты условий работы грунта основания g_{eq 1} и g_{eq 2}, приведенные в таблице 12.1, или определять их по результатам испытаний свай и свайных фундаментов имитированными сейсмическими воздействиями.

Кроме того, сопротивление грунта f_i на боковой поверхности сваи до расчетной глубины h_d (12.4) следует принимать равным нулю.

Таблица 12.1

Расчетная сейсмичность зданий и баллы	Коэффициент условий работы geq 1 для корректировки значений R при грунтах	Коэффициент условий работы geq 2 для корректировки значений fi при грунтах
Пески плотные	Пески средней плотности	Глинистые грунты при показателе текучести	Пески плотные и средней плотности	Глинистые грунты при показателе текучести
мало­влажные и влажные	насыщен­ные водой	мало­влажные и влажные	насыщен­ные водой	IL < 0	0 £ IL £ 0,5	мало­влажные и влажные	насыщен­ные водой	IL < 0	0 £ IL £ 0,75	0,75 £ IL £ 1
	1 0,9	0,9 0,5	0,95 0,85	0,8 0,4	1	0,95 0,9	0,95 0,85	0,9 0,5	0,95 0,9	0,85 0,8	0,75 0,75
	0,9 0,8	0,8 0,4	0,85 0,75	0,7 0,35	0,95 0,95	0,9 0,8	0,85 0,75	0,8 0,4	0,9 0,8	0,8 0,7	0,7 0,65
	0,8 0,7	0,7 0,35	0,75 0,6	-	0,9 0,85	0,85 0,7	0,75 0,65	0,7 0,35	0,85 0,65	0,7 0,6	0,6 -
Примечания 1 Значения geq 1 и geq 2, указанные над чертой, относятся к забивным, набивным сваям (сваям вытеснения), под чертой - к буровым. 2 Значения коэффициентов geq 1 и geq 2 следует умножать на 0,85, 1,0 или 1,15 для зданий и сооружений, возводимых в районах с повторяемостью 1, 2, 3 соответственно (кроме транспортных и гидротехнических). 3 Несущую способность свай-стоек, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты, определяют без введения дополнительных коэффициентов условий работы geq 1 и geq 2.

12.4 Расчетную глубину h_d, до которой не учитывают сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, определяют по формуле (12.1), но принимают не более 3/a_e

(12.1)

где а ₁, а ₂, а ₃ - безразмерные коэффициенты, равные соответственно 1,5; 0,8 и 0,6 при высоком ростверке и для отдельно стоящей сваи, 1,2; 1,2 и 0 - при жесткой заделке сваи в низкий ростверк;

Н, М - расчетные значения соответственно горизонтальной силы, кН, и изгибающего момента, кН×м, приложенных к свае в уровне поверхности грунта при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий;

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

b_р - условная ширина сваи, м, определяемая по приложению В;

g_I - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³, определяемое в водо-насыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды;

j_I, c_I - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град., и удельного сцепления грунта, кПа.

В проектах рекомендуется предусматривать контрольные испытания свай на горизонтальную нагрузку.

(Опечатка. Июнь 2011 г.)

12.5 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°.

12.6 При расчете свайных фундаментов мостов влияние сейсмического воздействия на условия заделки свай в водонасыщенных пылеватых песках и глинистых грунтах с показателем текучести I_L > 0,5 следует учитывать путем понижения на 30 % значений коэффициентов пропорциональности К, приведенных для этих грунтов в приложении В.

12.7 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_eqF_d, (12.2)

где k_eq - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности сваи при сейсмических воздействиях, определяемый расчетом как отношение значения несущей способности сваи, вычисленного в соответствии с 12.2-12.4 с учетом сейсмических воздействий, и значения несущей способности сваи, определенной согласно требованиям подраздела 7.2 без учета сейсмических воздействий;

F_d - несущая способность сваи, кН, определенная по результатам статических или динамических испытаний или по данным статического зондирования грунта в соответствии с подразделом 7.3 (без учета сейсмических воздействий).

12.8 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, определяемый по формуле (9.1), если замачивание грунта возможно; при этом определение несущей способности свай в грунтовых условиях II типа по просадочности производят без учета возможности развития отрицательных сил трения грунта.

Примечание - Расчет свай на сейсмические воздействия не исключает необходимости выполнения их расчета в соответствии с разделами 9-11.

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

Не допускается также применение бетонных свай, т.е. свай, не имеющих арматурных каркасов по всей длине свайного ствола.

Запрещается устройство в сейсмических районах буровых свай под избыточным давлением воды без обсадных труб.

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

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

12.11 Заглубление в грунт свай в сейсмических районах должно быть не менее 4 м, а при наличии в основании нижних концов свай водонасыщенных песков 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 принимают таким же, как и в несейсмических районах.

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

Устройство безростверковых свайных фундаментов зданий и сооружений не допускается.

Примечание - При строительстве на косогорах ростверк в пределах отсека допускается выполнять в виде единой монолитной железобетонной конструкции - плиты или перекрестных лент.

12.13 При соответствующем технико-экономическом обосновании можно применять свайные фундаменты с промежуточной подушкой из сыпучих материалов (щебня, гравия, песка крупного и средней крупности). Такие фундаменты не следует применять в органоминеральных, органических и 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 (кроме булавовидных).

12.14 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 в соответствии с требованиями 12.3; при этом сопротивление грунта необходимо учитывать вдоль всей боковой поверхности сваи, т.е. h_d = 0, а коэффициент условий работы нижнего конца сваи при сейсмических воздействиях принимать g_{eq 1} = 1,2.

12.15 При расчете свайных фундаментов с промежуточной подушкой по деформациям осадку фундамента следует вычислять как сумму осадки условного фундамента, определяемой в соответствии с требованиями подраздела 7.4, и осадки промежуточной подушки.