- •Содержание
- •Введение
- •1 Исходные данные для выполнения расчетно-графической работы и практических заданий
- •1.1 Нагрузки, учитываемые при расчете фундамента
- •1.2 Исходные данные для студентов заочной формы обучения
- •Исходные данные
- •Данные о грунтах
- •1.3 Исходные данные для студентов очной формы обучения
- •2 Содержание расчетно-графической работы и практических занятий
- •3 Основные сведения о свайных фундаментах
- •4 Анализ грунтовых условий строительной площадки
- •5 Проектирование свайных фундаментов
- •5.1 Основные указания по расчету
- •5.2 Выбор материала ростверка, назначение его размеров и глубины заложения
- •5.3 Выбор глубины заложения свай
- •5.4 Определение несущей способности свай
- •5.4.1 Определение несущей способности железобетонной сваи по материалу
- •5.4.2 Определение несущей способности железобетонной сваи по грунтам основания
- •По грунтам основания
- •5.5 Определение количества свай в ростверке
- •5.6 Расчет свайного фундамента по несущей способности
- •5.7 Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условного массивного
- •5.8 Расчет осадки свайного фундамента по II группе предельных состояний
- •Литература
- •РисП5.2 - График для определения величины расчетного сопротивления глинистого грунта на боковой поверхности сваи
Литература
СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*. – М.: ОАО «ЦПП», 2011. – 341 с.
СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. – М.: ОАО «ЦПП», 2011. – 86 с.
Глотов Н. М. Основания и фундаменты мостов: справочник / Н.М. Глотов; Н.М. Глотов, Г.П. Соловьев. – М.: Транспорт, 1990. – 240 с.
Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. Пособие / Под ред. Б.И. Долматова; 2-е изд. – М.: АСВ, 2001 г. – 440 с.
Механика грунтов, основания и фундаменты: учеб. пособие / И.И. Бахарев, В.И. Бахарев, Н.П. Грачева. – Хабаровск: ДВГУПС, 2008. – 93 с.
Приложение 1
Таблица П1.1 - Классификация свай
Классификационный признак |
Разновидность свай |
1. Способ погружения свай в грунт |
1.1. Забивные (железобетонные, стальные, деревянные), погружаемые в грунт (без его выемки) с помощью молотов, вибропогружателей, и вдавливающих устройств |
1.2. Сваи-оболочки (железобетонные), погружаемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые бетонной смесью |
|
1.3. Набивные, устраиваемые путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате обжатия грунта |
|
1.4. Буровые, устраиваемые путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов |
|
1.5. Винтовые, погружаемые в грунт с помощью кабестана |
|
2. Условия взаимодействия свай с грунтом |
2.1. Сваи-стойки, к которым относятся сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, – на малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты и твердые глины с модулем деформации E 50 МПа) |
2.2. Висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на основание боковой поверхностью и нижним концом |
|
3. Забивные железобетонные сваи и сваи-оболочки по геометрическим и конструктивным особенностям |
3.1. По способу армирования – с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой с поперечным армированием и без него |
3.2. По форме поперечного сечения – квадратные, прямоугольные, тавровые и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью и полые круглые |
|
3.3. По форме продольного сечения – призматические, цилиндрические и с наклонными гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные) |
|
3.4. По конструкции тела сваи – целые и составные из отдельных секций |
|
3.5. По конструкции нижнего конца – с заостренным или плоским нижним концом, с уширением и полые с закрытым или открытым нижним концом |
|
4. Набивные сваи по способу устройства |
4.1. Устраиваемые путем погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт башмаком, оставляемым в грунте, с последующим извлечением труб по мере заполнения скважин бетонной смесью |
4.2. Виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем их заполнения жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с закрепленным на ней вибропогружателем |
|
4.3. Виброштампованные, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конической формы с заполнением их бетонной смесью |
Продолжение табл. П.1.1
Классификационный признак |
Разновидность свай |
5. Буровые сваи по способу устройства |
5.1. Буронабивные сплошного сечения, бетонируемые в пробуренных скважинах без крепления или с закреплением стенок извлекаемыми обсадными трубами |
5.2. Буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного сердечника |
|
5.3. Буронабивные, устраиваемые путем втрамбовывания в скважину щебня |
|
5.4. Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с образованием уширения взрывом и заполнения скважин бетонной смесью |
|
5.5 Сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин, укладки в них цементно-песчаного раствора и опускания в скважины свайных элементов |
|
5.6. Буроопускные сваи с камуфлетной пятой |
Таблица П1.2 - Призматические сплошные сваи мостовых опор с ненапрягаемой арматурой. Серия 3.501-86 (инв. 946)
Марка сваи |
Класс бетона |
Расход бетона, м3 |
Масса, т |
продольная арматура |
Марка сваи |
Класс бетона |
Расход бетона, м3 |
Масса, т диаметр |
продольная арматура |
||||||||
диаметр |
Кол-во стержней |
диаметр |
Кол-во стержней |
||||||||||||||
СМ 4-30 |
В20 |
0,37 |
0,9 |
10 |
4-АI |
СМ 13-35 |
В30 |
1,61 |
4,0 |
16 |
4-AIII |
||||||
СМ 5-30 |
0,46 |
1,2 |
10 |
4-AI |
СМ 14-35 |
1,74 |
4,4 |
18 |
4-AIII |
||||||||
СМ 6-30 |
0,55 |
1,4 |
12 |
4-AI |
СМ 15-35 |
1,86 |
4,7 |
18 |
4-AIII |
||||||||
СМ 7-30 |
0,64 |
1,6 |
12 |
4-AI |
СМ 16-35 |
1,98 |
5,0 |
20 |
4-AIII |
||||||||
СМ 8-30 |
0,73 |
1,8 |
12 |
4-AI |
СМ 8-40 |
В30 |
1,31 |
3,3 |
12 |
4-AIII |
|||||||
|
|||||||||||||||||
СМ 9-30 |
В22,5 |
0,82 |
2,1 |
12 |
4-AI |
СМ 9-40 |
1,47 |
3,7 |
12 |
4-AIII |
|||||||
СМ 10-30 |
0,91 |
2,3 |
14 |
4-AII |
СМ 10-40 |
1,69 |
4,1 |
12 |
4-AIII |
||||||||
СМ 11-30 |
1,00 |
2,5 |
16 |
4-AII |
СМ 11-40 |
1,79 |
4,5 |
12 |
4-AIII |
||||||||
СМ 12-30 |
1,09 |
2,7 |
16 |
4-AII |
СМ 12-40 |
1,95 |
4,9 |
12 |
4-AIII |
||||||||
|
|||||||||||||||||
СМ 6-35 |
В25 |
0,76 |
1,9 |
12 |
4-AII |
СМ 13-40 |
В35 |
2,11 |
5,3 |
12 |
8-AIII |
||||||
СМ 7-35 |
0,88 |
2,2 |
12 |
4-AII |
СМ 14-40 |
2,27 |
5,7 |
14 |
8-AIII |
||||||||
СМ 8-35 |
1,00 |
2,5 |
12 |
4-AII |
СМ 15-40 |
2,43 |
6,1 |
16 |
8-AIII |
||||||||
СМ 9-35 |
1,12 |
2,8 |
12 |
4-AII |
СМ 16-40 |
2,59 |
6,5 |
18 |
8-AIII |
||||||||
СМ 10-35 |
1,25 |
3,1 |
14 |
4-AII |
СМ 17-40 |
В40 |
2,75 |
6,9 |
20 |
8-AIII |
|||||||
СМ 11-35 |
1,37 |
3,4 |
16 |
4-AII |
|||||||||||||
СМ 12-35 |
1,49 |
3,7 |
16 |
4-AII |
СМ 18-40 |
2,91 |
7,3 |
20 |
8-AIII |
||||||||
Таблица П1.3 - Призматические сплошные сваи мостовых опор с напрягаемой арматурой. Серия 3.501 – 86 (инв.946)
Марка сваи |
Класс бетона |
Расход бетона, м3 |
Масса, т |
продольная арматура |
продольная арматура |
Класс бетона |
Расход бетона, м3 |
Масса, т |
продольная арматура |
||
диаметр |
Кол-во стержней |
диаметр |
Кол-во стержней |
||||||||
СНМ 9-30 |
В30 |
0,82 |
2,1 |
12 |
4-AI |
СНМ 15-35 |
В35 |
1,86 |
4,76 |
18 |
4-AIII |
СНМ 10-30 |
0,91 |
2,32 |
14 |
4-AII |
СНМ 16-35 |
1,98 |
5,07 |
20 |
4-AIII |
||
СНМ 11-30 |
1,00 |
2,55 |
16 |
4-AII |
СНМ 17-35 |
2,10 |
5,38 |
20 |
4-AIII |
||
СНМ 12-30 |
1,09 |
2,78 |
16 |
4-AII |
СНМ 18-35 |
2,22 |
5,68 |
20 |
4-AIII |
||
СНМ 13-30 |
1,18 |
3,02 |
16 |
4-AII |
СНМ 19-35 |
2,34 |
5,92 |
20 |
4-AIII |
||
СНМ 14-30 |
1,27 |
3,23 |
18 |
4-AII |
СНМ 13-40 |
2,10 |
5,37 |
12 |
8-AIII |
||
СНМ 15-30 |
1,36 |
3,47 |
18 |
4-AII |
СНМ 14-40 |
2,26 |
5,77 |
14 |
8-AIII |
||
СНМ 10-35 |
1,24 |
3,18 |
12 |
4-AII |
СНМ 15-40 |
2,42 |
6,18 |
16 |
8-AIII |
||
СНМ 11-35 |
1,36 |
3,49 |
16 |
4-AII |
СНМ 16-40 |
2,58 |
6,59 |
18 |
8-AIII |
||
СНМ 12-35 |
1,48 |
3,78 |
16 |
4-AII |
СНМ 17-40 |
В40 |
2,74 |
7,00 |
20 |
8-AIII |
|
СНМ 13-35 |
1,61 |
4,12 |
16 |
4-AIII |
|||||||
СНМ 14-35 |
1,73 |
4,43 |
18 |
4-AIII |
СНМ 18-40 |
2,90 |
7,40 |
20 |
8-AIII |
||
СНМ 19-40 |
3,06 |
7,81 |
20 |
8-AIII |
|||||||
СНМ 20-40 |
3,22 |
8,23 |
20 |
8-AIII |
|||||||
Приложение 2
Таблица П2.1 - Краткая классификация грунтов
Вид грунта |
Содержание глинистых частиц по массе, % |
Число пластичности IP |
Глина |
> 30 |
> 0,17 |
Суглинок |
30 - 10 |
0,17 - 0,07 |
Супесь |
10 - 3 |
0,07 - 0,01 |
Песок |
< 3 |
Не пластичен < 0,01 |
Таблица П2.2 - Значения коэффициентов пористости песков
Пески |
Значение е для песков |
||
плотных |
средней плотности |
рыхлых |
|
Гравелистые, крупные, средней крупности |
e<0,55 |
0,55≤e≤0,7 |
e>0,7 |
Мелкие |
e<0,6 |
0,6≤e≤0,75 |
e>0,75 |
Пылеватые |
e<0,6 |
0,6≤e≤0,8 |
e>0,8 |
Таблица П2.3 - Разновидности грунтов по гранулометрическому составу
Разновидности грунта |
Характерный размер частиц, мм |
Содержание частиц крупнее характерного размера, % по массе |
Крупнообломочные грунты |
||
Глыбовый (валунный) |
более 200 |
более 50 |
Щебенистый (галечниковый) |
более 10 |
более 50 |
Дресвяной (гравийный) |
более 2 |
более 50 |
Песчаные грунты |
||
Гравелистый |
более 2 |
более 25 |
Крупные |
более 0,5 |
более 50 |
Средней крупности |
более 0,25 |
более 50 |
Мелкий |
более 0,1 |
более 75 |
Пылеватый |
более 0,1 |
менее 75 |
Таблица П2.4 - Разновидности песчаных грунтов по степени водонасыщения Sr
Разновидности |
Значения степени водонасыщения Sr |
Маловажные |
0 < Sr ≤ 0,5 |
Влажные |
0,5 < Sr ≤ 0,8 |
Насыщенные водой |
0,8 < Sr ≤1,0 |
Таблица П2.5 - Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести IL
Глинистый грунт |
Показатель текучести IL |
Глинистый грунт |
Показатель текучести JL |
Супеси: |
|
|
0 ≤ IL ≤ 0,25 |
|
IL < 0 |
|
0,25 < IL ≤ 0,5 |
|
0 ≤ IL ≤1 |
|
0,5 < IL ≤ 0,75 |
|
IL >1 |
|
0,75 < IL ≤1 |
Суглинки и глины: |
|
|
IL >1 |
|
IL < 0 |
|
|
Приложение 3
Рис. П3.1 - Условные графические обозначения основных видов грунтов
Рис. П3.2 - Условные графические обозначения консистенции и степени влажности грунтов на инженерно-геологических разрезах и колонках
Приложение 4
Таблица П4.1 - Расчетное сопротивление бетона сжатию
Вид сопротивления |
Условное обозначение |
Расчетное сопротивление бетона, МПа, классов по прочности на сжатие |
||||||
В20 |
В22,5 |
В25 |
В27,5 |
В30 |
В35 |
В40 |
||
При расчетах по предельным состояниям первой группы |
||||||||
Сжатие осевое (призменная прочность) |
Rb |
10,5 |
11,75 |
13,0 |
14,3 |
15,5 |
17,5 |
20,0 |
При расчетах по предельным состояниям второй группы |
||||||||
Сжатие осевое (призменная прочность) |
Rb,ser |
15,0 |
16,8 |
18,5 |
20,5 |
22,0 |
25,5 |
29,0 |
Таблица П4.2 - Расчетные сопротивления арматуры растяжению
Класс арматурной стали |
Диаметр, мм |
Расчетные сопротивления растяжению при расчетах по предельным состояниям первой группы Rs, МПа, для железнодорожных мостов |
Ненапрягаемая арматура стержневая |
||
Гладкая А-I (А240) |
6 - 40 |
200 |
Периодического профиля А-II (А300) |
10 - 40 |
250 |
Периодического профиля А-III (А400) |
6 и 8 |
320 |
10-40 |
330 |
|
Напрягаемая арматура стержневая |
||
Горячекатаная А-IV (А600) |
10 - 32 |
435 |
Горячекатаная А-V (А800) |
10 - 32 |
565 |
Приложение 5
Таблица П5.1 - Расчетные сопротивления грунтов оснований под нижним концом свай
Глубина погружения нижнего конца сваи, м |
Расчетные сопротивления под нижним концом забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, R, кПа |
||||||
песчаных грунтов средней плотности |
|||||||
гравелистых |
крупных |
— |
средней крупности |
мелких |
пылеватых |
— |
|
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести равном |
|||||||
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
|
3 |
7500 |
6600 4000 |
3000 |
3100 2000 |
2000 1200 |
1100 |
600 |
4 |
8300 |
6800 5100 |
3800 |
3200 2500 |
2100 1600 |
1250 |
700 |
5 |
8800 |
7000 6200 |
4000 |
3400 2800 |
2200 2000 |
1300 |
800 |
7 |
9700 |
7300 6900 |
4300 |
3700 3300 |
2400 2200 |
1400 |
850 |
10 |
10500 |
7700 7300 |
5000 |
4000 3500 |
2600 2400 |
1500 |
900 |
15 |
11700 |
8200 7500 |
5600 |
4400 4000 |
2900 |
1650 |
1000 |
20 |
12600 |
8500 |
6200 |
4800 4500 |
3200 |
1800 |
1100 |
25 |
13400 |
9000 |
6800 |
5200 |
3500 |
1950 |
1200 |
30 |
14200 |
9500 |
7400 |
5600 |
3800 |
2100 |
1300 |
> 35 |
15000 |
10000 |
8000 |
6000 |
4100 |
2250 |
1400 |
Примечания:
1. Над чертой даны значения R для песчаных грунтов, под чертой ‑ для пылевато-глинистых.
2. В табл. 3.1 и 3.2 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м ‑ от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.
Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах – от уровня дна болота.
3. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL пылевато-глинистых грунтов значения R определяются интерполяцией.
4. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определена по данным статического зондирования, значения R для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении степени плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R следует увеличить на 60%, но не более чем до 20000 кПа.
5. Значения расчетных сопротивлений R допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее, м: 4,0 – для мостов и гидротехнических сооружений; 3,0 – для зданий и прочих сооружений;
6. Для супесей при числе пластичности lp 4 и коэффициенте пористости е < 0,8 расчетные сопротивления R и fi следует определять как для пылеватых песков средней плотности.
Таблица П5.2 - Расчетные сопротивления на боковой поверхности свай
Средняя глубина расположения слоя грунта, м |
Расчетные сопротивления на боковой поверхности забивных свай и свай-оболочек fi, кПа |
|||||||||
песчаных грунтов средней плотности |
||||||||||
крупных и средней крупности |
мелких |
пылеватых |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
||
пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести IL равном |
||||||||||
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
||
1 |
35 |
23 |
15 |
12 |
8 |
4 |
4 |
3 |
2 |
|
2 |
42 |
30 |
21 |
17 |
12 |
7 |
5 |
4 |
4 |
|
3 |
48 |
35 |
25 |
20 |
14 |
8 |
7 |
6 |
5 |
|
4 |
53 |
38 |
27 |
22 |
16 |
9 |
8 |
7 |
5 |
|
5 |
56 |
40 |
29 |
24 |
17 |
10 |
8 |
7 |
6 |
|
6 |
58 |
42 |
31 |
25 |
18 |
10 |
8 |
7 |
6 |
|
8 |
62 |
44 |
33 |
26 |
19 |
10 |
8 |
7 |
6 |
|
10 |
65 |
46 |
34 |
27 |
19 |
10 |
8 |
7 |
6 |
|
15 |
72 |
51 |
38 |
28 |
20 |
11 |
8 |
7 |
6 |
|
20 |
79 |
56 |
41 |
30 |
20 |
12 |
8 |
7 |
6 |
|
25 |
86 |
61 |
44 |
32 |
20 |
12 |
8 |
7 |
6 |
|
30 |
93 |
66 |
47 |
34 |
21 |
12 |
9 |
8 |
7 |
|
35 |
100 |
70 |
50 |
36 |
22 |
13 |
9 |
8 |
7 |
|
Примечания:
1. При определении расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности свай fi следует учитывать требования, изложенные в примечаниях 2, 3 и 6 к таблице 5.3.
2. При определении расчетных сопротивлений грунтов на боковой поверхности свай fi пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2 м.
2. Значения расчетного сопротивления плотных песчаных грунтов на боковой поверхности свай fi следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в табл. 3.2.
3. Расчетные сопротивления супесей и суглинков с коэффициентом пористости е 0,5 и глин с коэффициентом пористости е 0,6 следует увеличивать на 15% по сравнению со значениями, приведенными в табл. 3.2. при любых значениях показателя текучести.
Таблица П5.3 - Значения коэффициентов работы грунта
Способы погружения забивных свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, и виды грунтов |
Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай |
|
cR |
cf |
|
1. Погружение сплошных и полых с закрытым нижним концом свай молотами |
1,0 |
1,0 |
2. Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя скважины при ее диаметре: а) равном стороне квадратной сваи |
1,0 |
0,5 |
б) на 0,05 м менее стороны квадратной сваи |
1,0 |
0,6 |
в) на 0,15м менее стороны квадратной или диаметра сваи круглого сечения (для опор линий электропередачи) |
1,0 |
1,0 |
3. Погружение с подмывом в песчаные грунты при условии добивки свай на последнем этапе погружения без применения подмыва на 1 м и более |
1,0 |
0,9 |
4. Вибропогружение свай-оболочек, вибропогружение и вибровдавливание свай в грунты: а) песчаные средней плотности: |
|
|
крупные и средней крупности |
1,2 |
1,0 |
мелкие |
1,1 |
1,0 |
пылеватые |
1,0 |
1,0 |
б) пылевато-глинистые с показателем текучести IL = 0,5: |
|
|
супеси |
0,9 |
0,9 |
суглинки |
0,8 |
0,9 |
глины |
0,7 |
0,9 |
в) пылевато-глинистые с показателем текучести IL 0 |
1,0 |
1,0 |
5. Погружение молотами любой конструкции полых железобетонных свай с открытым нижним концом: |
|
|
а) при диаметре полости сваи 0,4 м и менее |
1,0 |
1,0 |
б) то же, от 0,4 до 0,8 м |
0,7 |
1,0 |
6. Погружение любым способом полых свай круглого сечения с закрытым нижним концом на глубину 10 м и более с последующим устройством в нижнем конце свай камуфлетного уширения в песчаных грунтах средней плотности и в пылевато-глинистых грунтах с показателем текучести IL 0,5 при диаметре уширения: а) 1,0 м независимо от указанных видов грунта |
0,9 |
1,0 |
б) 1,5 м в песках и супесях |
0,8 |
1,0 |
в) 1,5 м в суглинках и глинах |
0,7 |
1,0 |
7. Погружение вдавливанием свай: а) в пески средней плотности крупные, средней крупности и мелкие |
1,1 |
1,0 |
б) в пески пылеватые |
1,1 |
0,8 |
в) в пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL < 0,5 |
1,1 |
1,0 |
г) то же, IL > 0,5 |
1,0 |
1,0 |
Примечание – коэффициенты γcR и γcf по поз. 4 для глинистых грунтов с показателем текучести 0,5 > IL > 0 определяют интерполяцией.
Рис.П5.1
- График для определения величины
расчетного сопротивления глинистого
грунта под нижним концом сваи
