новая папка 1 / 233799

УДК 624.154 (076.5)

ББК 38.58-022я7 У45

Рецензент - кандидат технических наук И. С. Иванов

Украинченко, Д.А.

У45 Проектирование свайных фундаментов с использованием набивных свай: методические указания / Д.А. Украинченко, В.П. Перов; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2013 – 15 с.

Методические указания предназначены для выполнения курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения направления подготовки 270800.62 Строительство.

УДК 624.154 (076.5)

ББК 38.58-022я7

Украинченко Д.А., Перов В.П. 2013

ОГУ, 2013

2

Содержание

3

1 Общие положения

Использование свайных фундаментов в строительстве позволяет существенно

уменьшить сроки и трудоемкость возведения подземной части зданий и сооруже-

ний.

Свайные фундаменты имеют следующие характерные особенности.

1.Нормативное сопротивление грунта под нижними концами набивных свай значительно превышено (до 15 раз) по сравнению с нормативным сопротивлением грунта в основании фундаментов мелкого заложения, в связи с образованием вокруг свай и под нижними их концами уплотненного грунтового ядра.

2.Сваи, в зависимости от глубины залегания относительно прочных грунтов,

могут проектироваться длиной от 3 до 40 м и более. Несущая способность набивных свай квадратного сечения равной длины может быть принята равной от 150 - 200 до

1500 - 2000 кН, свай-оболочек и набивных свай – до 5000-8000 кН и более, но не бо-

лее предела прочности по материалу.

3. Нижние концы свай, как правило, должны опираться или заделываться в плотные и средней плотности пески, твердые или полутвердые пылевато-глинистые грунты. Чем ближе к поверхности планировки (но не более 3 м) залегают эти грун-

ты, тем рациональнее конструкция свайных фундаментов.

Не рекомендуется опирание нижних концов свай на торфы, заторфованные грунты, слабые грунты типа илов, пылевато-глинистые грунты текучей консистен-

ции и другие виды сильно сжимаемых грунтов.

Имеющиеся в настоящее время забивные и набивные сваи многочисленных конструкций (более 100) можно подразделять:

- по поперечному сечению: квадратные, прямоугольные, треугольные, круг-

лые, сплошного сечения и с полостью, сваи-оболочки, тавровые, двутавровые, кре-

стообразные и т.д.;

- по продольному сечению: призматические с одним и несколькими ушире-

ниями и без них, пирамидальные, ромбические, булавовидные и т.д.;

- по материалу: бетонные, железобетонные, металлические, деревянные, грун-

4

тобетонные, цементно-песчаные и комбинированные из разных материалов;

- по армировании: с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой, с поперечным армированием и без него, с центральным армированием и т.д.;

Следует отметить, что, несмотря на многочисленность конструкций, многие сваи обладают весьма узкой областью применения и ни одна не может быть призна-

на универсальной, удовлетворяющей разнообразным грунтовым условиям, видам и величинам внешних нагрузок, технологичности изготовления и погружения и т.п.

В настоящее время почти повсеместно применяют забивные сваи квадратного сечения с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой. Это объясняется тем, что дан-

ные сваи обладают широкой областью применения по грунтовым условиям, габари-

там и предельно возможным нагрузкам.

В таблице 1 приведены краткие характеристики и область применения типо-

вых наиболее широко используемых в практике строительства забивных свай.

Кроме перечисленных в таблице 1 конструкций свай, на строительных пло-

щадках довольно часто используют забивные составные железобетонные сваи квад-

ратного (сплошного) сечения, имеющие специальный стык, позволяющий наращи-

вать сваи по длине.

В последнее время, в связи с серийным производством технологического обо-

рудования и поставкой установок из за рубежа, широкое распространение получают буронабивные сваи с диаметром ствола от 40 до 150 см (до 200 см) с уширениями в нижней части, с размерами от 80 до 350 см и без них, устраиваемые по различной технологии и рекомендуемые для зданий и сооружений любого назначения при зна-

чительных сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, а также на площадках со сложными геологическими и другими условиями строительства.

Буронабивные сваи рекомендуется применять:

- когда необходима прорезка сваями насыпей с твердыми включениями (в ви-

де остатков разрушенных частей каменных, бетонных конструкций и т.п.) или про-

резка слоев грунта природного сложения в виде твердых глинистых грунтов, слоев с часто встречающимися валунами и т.п., не позволяющих производить забивку или вибропогружение свай;

5

Таблица 1 – Область применения забивных свай

- на стесненных площадках, где сложно транспортировать и устанавливать за-

бивные сваи;

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

-буронабивные и набивные сваи не следует применять при наличии сильно агрессивных грунтовых или производственных вод.

Методы устройства буронабивных свай надлежит выбирать с учетом следую-

щих указаний:

- буронабивные сваи, устраиваемые без крепления стенок скважин, рекомен-

дуется применять в случаях, когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции (в том числе гли-

нистыми просадочными и набухающими грунтами), а горизонт грунтовых вод в пе-

риод строительства расположен ниже пяты свай;

- буронабивные сваи, для устройства которых требуется крепление стенок скважин глинистым раствором, рекомендуется применять в случаях, когда строи-

тельные площадки сложены глинистыми грунтами мягкопластичной и текучепла-

стичной консистенции;

- буронабивные сваи, с креплением стенок скважин обсадными трубами, ре-

комендуется применять в случаях, когда строительные площадки сложены водона-

сыщенными неоднородными глинистыми грунтами текучей консистенции с про-

слойками песка и супесей;

-буронабивные сваи, устраиваемые при помощи специальных станков с закре-

плением стенок скважины извлекаемыми стальными (инвентарными) трубами, ре-

комендуется применять при условии, когда строительные площадки сложены лю-

быми грунтами, а сваи опираются нижними концами на скальные или другие виды плотных грунтов высокой несущей способности (твердые глинистые грунты, круп-

нообломочные грунты, плотные пески).

Область применения буронабивных свай и рекомендуемая их длина приведе-

ны в таблице 2, где индексы буронабивных свай обозначают: БСС – буронабивные

7

сваи в сухих пылевато-глинистых грунтах; БСВг - буронабивные сваи с закреплени-

ем стенок скважины оставляемыми стальными трубами; БСИ – буронабивные сваи с закреплением стенок скважины извлекаемыми инвентарными обсадными трубами.

Из новых типов конструкций свай, рекомендуемых к использованию, можно отметить следующее:

1 Набивные сваи, устраиваемые методом пробивки скважин.

Скважины для таких свай устраиваются путем забивки извлекаемых инвентар-

ных труб с теряемым башмаком или с помощью навесного оборудования с пробивным снарядом, выполненным в виде штанги с уширенным наконечником в форме «капли».

Набивные сваи в пробитых скважинах отличаются от буронабивных более высокой степенью использования несущей способности грунтов основания, приближающей-

ся к забивным сваям. Поэтому расчет таких свай по несущей способности выполня-

ется как для забивных свай.

Набивные сваи в пробитых скважинах рекомендуется применять в случаях,

когда затруднено получение сборных железобетонных свай, либо когда застраивае-

мая территория характеризуется резким колебанием залегания плотных грунтов не-

сущего слоя.

2 Буронабивные сваи с уплотненным забоем скважины.

Сваи такой конструкции устраиваются в пробуренных скважинах с забоем,

уплотненным трамбованием. При этом в дно скважины втрамбовывается с помощью трамбовки «жесткий» материал (щебень, «тощий бетон») объемом 0,5-1,5 м3.

Буронабивные сваи с уплотненным забоем скважины рекомендуется применять в сухих, устойчивых грунтах (например: лессовых).

При расчете таких свай по несущей способности допускается принимать рас-

четное сопротивление грунта под нижним концом сваи, как для забивных свай, а по боковой поверхности – как для висячих набивных свай.

8

Таблица 2 – Область применения буронабивных свай

9

2Последовательность проектирования свайных фундаментов

сиспользованием набивных свай

Проектирование свайных фундаментов включает ряд поверочных расчетов и операций, которые проводятся в соответствии с полученными величинами нагрузок,

действующих на фундамент на уровне поверхности отметки земли или верха рост-

верка, в указанной ниже последовательности:

1.Выбор глубины заложения подошвы ростверка.

2.Выбор размера и типа свай.

3.Определение несущей способности свай.

4.Определение требуемого количества свай и размеров ростверков.

5.Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю (проверка по первому предельному состоянию).

6.Определение осадки свайного фундамента (проверка по второму предель-

ному состоянию).

Пункты 1, 2, 4, 5 и 6 подробно рассмотрены в методических указаниях [3].

Несущая способность набивных свай по грунту определяется по формуле 7.11

[1]:

где с – коэффициент условий работы сваи: в случае опирания её на пылева-

то-глинистые грунты со степенью влажности SR<0,85 и на лессовые грунты с=0,8, в

остальных случаях с=1;

CR – коэффициент условий работы грунта под нижним концом свай CR=1

во всех случаях, за исключением свай с камуфоентными уширениями, для которых этот коэффициент следует принимать CR=1,3, и свай с уширением, бетонируемых подводным способом, для которых CR=0,9;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, при-

нимаемое для набивных свай, устраиваемых путем погружения инвентар-

ных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым башмаком с последующим

10