Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах

11.1. При проектировании свайных фундаментов в сейсмических районах кроме требований настоящих норм следует соблюдать также требования СНиП 11-7-81 *; при этом в дополнение к материалам инженерных изысканий для проектирования свайных фундаментов должны быть использованы данные сейсмического микрорайонирования площадки строительства.

11.2. 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 нагрузки в соответствии с требованиями разд. 4;

б) проверку устойчивости грунта по условию ограничения давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями свай, в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 1;

в) расчет свай по прочности материала на совместное действие расчетных усилий (продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы), значения которых определяются по указаниям рекомендуемого приложения 1 взависимости от расчетных значений сейсмических нагрузок.

При указанных в подпунктах «а» — «в» расчетах должны выполняться также требования, приведенные в пп. 11.3 — 11.8.

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

11.3. 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, приведенные в табл. 18.

Значения R следует также умножить на коэффициент условий работы g_eq3, принимаемый: g_eq3 = 1 при ³ 3 и g_eq3 = 0,9 при < 3, где приведенная длина сваи, определяемая по указаниям рекомендуемого приложения 1.

Кроме того, сопротивление грунта f_i на боковой поверхности сваи до расчетной глубины h_d (см. п. 11.4) следует принимать равным нулю.

11.4. Расчетная глубина h_d до которой не учитывается сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, определяется по формуле (40), но принимается не более 3/ a_e:

(40)

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), принимаемые в соответствии с указаниями пп.3.5 и 11.5.

11.5. 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°.

11.6. 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, приведенных для этих грунтов в рекомендуемом приложении 1.

В расчетах несущей способности свай при действии горизонтальной нагрузки следует учитывать кратковременный характер воздействия сейсмической нагрузки путем повышения коэффициента h₂ в формуле (24) рекомендуемого приложения 1. При расчетах однорядных фундаментов на нагрузки, действующие в плоскости, перпендикулярной ряду, значение коэффициента h₂ увеличивается на 10%, в остальных случаях — на 30 %.

Таблица 18

Расчетная сейсмичность	Коэффициент условий работы geq1 для корректировки значений R при грунтах	Коэффициент условий работы geq2 для корректировки значений fi при грунтах
зданий и сооружений, баллы	песчаных плотных	песчаных средней плотности	пылевато-глинистых при показателе текучести	песчаных плотных и средней плотности	пылевато-глинистых при показателе текучести
	мало-влаж-ных и влаж­ных	на­сыщенных водой	малов­лажных и влаж­ных	на­сыщенных водой	IL < 0	0 £ IL £ 0,5	малов­лажных и влаж­ных	на­сыщенных водой	IL < 0	0 £ IL < 0,75	0,75 £ IL < 1
	1 0,9	0,9 ‑	0,95 0,85	0,8 ‑	1	0,95 0,9	0,95 0,85	0,9 ‑	0,95 ‑	0,85 0,8	0,75 0,7
	0,9 0,8	0,8 ‑	0,85 0,75	0,7 ‑	0,95 0,95	0,9 0,8	0,85 0,75	0,8 ‑	0,9 0,8	0,8 0,7	0,7 0,65
	0,8 0,7	0,7 ‑	0,75 0,6	—	0,9 0,85	0,85 0,7	0,75 0,65	0,7 ‑	0,85 0,65	0,7 0,6	0,8 —
Примечания: 1. Значения geq1 и geq2, указанные над чертой, относятся к забивным сваям, под чертой — к набивным. 2. Значения коэффициентов geq1 и geq2 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. Определение несущей способности свай-стоек, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты, производится без введения дополнительных коэффициентов условий работы geq1 и geq2.

11.7. Несущая способность сваи F_eq, кН (тс), 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, (41)

где k_eq — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности сваи при сейсмических воздействиях, определяемый расчетом как отношение значения несущей способности сваи, вычисленного в соответствии с указаниями пп. 11.2—11.4 с учетом сейсмических воздействий, и значения несущей способности сваи, определенной согласно требованиям разд. 4, без учета сейсмических воздействий;

F_d — несущая способность сваи, кН (тс), определенная по результатам статических или динамических испытаний либо по данным статического зондирования грунта в соответствии с указаниями разд. 5 (без учета сейсмических воздействий).

11.8. 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 (31), 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.

Примечание. Расчет свай на сейсмические воздействия не исключает необходимости выполнения их расчета в соответствии с разд. 8—10.

11.9. 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.

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

11.10. 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.

11.11. 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.

11.12. 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.

11.13. 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.

11.14. 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 п. 11.3; 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 g_eq1 = 1,2.

11.15. При расчете свайных фундаментов с промежуточной подушкой по деформациям осадку фундамента следует вычислять как сумму осадки условного фундамента, определяемой в соответствии с требованиями разд. 6, и осадки промежуточной подушки.