6.3. Буронабивные сваи

Буронабивные сваи изготавливаются на строительной площадке (в котловане). Устройство их разбито на 3 технологических этапа: 1. бурение скважины, с зачисткой забоя; 2. установка арматурного каркаса; 3. укладка (заливка) бетонной смеси. Глубина заложения подошвы сваи в несущий слой должна быть не менее 2 м. Изготавливают сваи диаметрами: 400; 500; 600; 800; 1000; 1200 мм, длиной кратной 0,1 м.

Несущая способность сваи (F_d , кН) работающей на сжимающую нагрузку является суммой расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности определяется по формуле:

F_d = _c (_cR  R  A + u  f_i  h_i), (6.12)

где: _с ; _сR – коэффициенты условий работы сваи в грунте и под подошвой, принимаются равными единице (при отсутствии воды в скважине), при наличии воды – 0,9;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяется по таблице 6.3, кПа;

_cf – коэффициент условия работы грунта по боковой поверхности сваи, учитывающий способ образования скважины и ствола сваи, принимается по табл. 7.2;

f_i – расчетное сопротивление і-того слоя грунта на боковой поверхности сваи, определяется по таблице 7.3, кПа;

А; u – площадь (м²) и периметр (м) поперечного сечения сваи;

h_і – толщина і-того слоя грунта, принимается не более 2 м.

Таблица 6.3;

(Таблица 9) [5]

Значения расчетного сопротивления грунта под нижним концом свай

Глубина подошвы сваи от природного рельефа, zn , м	Расчетное сопротивление под подошвой буровых свай R, кПа для пылевато-глинистых грунтов сIL
	0,0	0,1	0,2		0,3	0,4	0,5	0,6
3	850	750		650	500	400	300	250
5	1000	850		750	650	500	400	350
7	1150	1000		850	750	600	500	450
10	1350	1200		1050	950	800	700	600
12	1550	1400		1250	1100	950	800	700
15	1800	1650		1500	1300	1100	1000	800
18	2100	1900		1700	1500	1300	1150	950
20	2300	2100		1900	1650	1450	1250	1050

Таблица 6.4;

(Таблица 7) [5]

Значение коэффициента условия работы грунта

Способ устройства сваи	Коэффициент условий работы грунта cf , при
	песках	супесях	суглинках	глинах
при отсутствии воды в скважине	0,7	0,7	0,7	0,6
бетонирование под водой	0,6	0,6	0,6	0,6

Таблица 6.5;

(Таблица 2) [5]

Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности свай

Глубина середины условного слоя грунта от природного рельефа zi , м	Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности свайfi , кПа
	Для песчаных грунтов средней плотности
	средней крупности		мелких	пылеватых	–	–	–	–
	Для пылевато-глинистых грунтов при показателе текучести ΙL
	0,2	0,3		0,4	0,5	0,6	0,8	1,0
2	42	30		21	17	12	5	4
4	53	38		27	22	16	8	5
6	58	42		31	25	18	8	6
8	62	44		33	26	19	8	6
10	65	46		34	27	19	8	6
15	72	51		38	28	20	8	6
20	79	56		41	30	20	8	6
Примечание:Расчетное сопротивление определяется для слоев грунтовhi толщиной не более 2,0 м.

Расчетная схема для определения несущей способности сваи приведена на рис. 6.4.

6.3.1. Расчетное сопротивление грунта под подошвой сваи на отметке 13,0 равно, при Ι_L = 0,1:

R = 1400 + = 1400 + 150 = 1550 кПа.

6.3.2. Площадь и периметр поперечного сечения сваи диаметром 600 мм:

А = r² = 3,14  0,3² = 0,283 м² ; u = 2r = 2  3,14  0,3 = 1,88 м.

6.3.3. Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

Так как показатель текучести (ИГЭ-2; 3; 4; 5) Ι_L < 0 то расчетное сопротивление грунта принимаем по минимальному значению Ι_L = 0,2

2,25. f₁ = 42 + = 42 + 1,38 = 43,4 кПа;

4,00. f₂ = 53 кПа;

5,55. f₃ = 53 + = 53 + 3,88 = 56,9 кПа;

6,90. f₄ = 58 + =58 + 1,8 = 59,8 кПа;

8,70. f₅ = 62 + = 62 + 1,05 = 63,1 кПа;

10,0. f₆ = 65 кПа;

11,05. f₇ = 65 += 65 + 1,47 = 66,5 кПа;

Рис. 6.4. Расчетная схема для определения

несущей способности сваи.

Показатель текучести (ИГЭ-6) Ι_L = 0,1 то расчетное сопротивление грунта принимаем по минимальному значению Ι_L = 0,2

12,8. f₈ = 65 + = 65 + 6,53 = 71,5 кПа;

6.3.4. Несущая способность буронабивной сваи длиной 12,3 м равна:

F_d = _c (_cR  R  A + u   _cf  f_i  h_i) = 1,0  [1,0  1550  0,283 +

+ 1,88  (0,7  43,4  1,5 + 0,7  53  2,0 + 0,7  56,9  1,1 +

+ 0,7  59,8  1,6 + 0,7  63,1  2,0 + 0,7  65 0,6 + 0,7 66,5 

 1,5 + 0,7  71,5  2,0)] = 1,0  (438,7 + 1,88  516,1) = 1409 кН.

6.3.5. Расчетная нагрузка на сваю составит:

N_св.=F_d /_k = = 1006,4 кН, (6.13)

где: _k – коэффициент надежности принимаем равным 1,4.

6.3.6. Параметры свайного куста. Нагрузка на сваю в составе куста.

Ориентировочно количество свай в кусте n исходя из действующих вертикальных нагрузок на обрезе фундамента определяем по формуле:

n= 1,1N/N_св . (6.14)

Расчетные нагрузки на фундаменты от сооружения:

Марка фундаментов	Ось здания	N, кН	M, кН  м	Q, кН
СФ-1	«А»; «2»	1014	118	14
СФ-2	«Б»; «2»	1325	135	19

где: 1,1 – коэффициент, приближенно учитывающий вес ростверка и действие изгибающего момента на сваю.

Полученное количество свай округляется в большую сторону до целой величины. При наличии моментных нагрузок минимальное количество свай – 2 шт.

СФ-1 n = 1,1  N/N_св. = 1,1  1104/1006,4 = 1,21 принимаем 2 шт.

СФ-2 n = 1,1  N/N_св. = 1,1  1415/1006,4 = 1,55 принимаем 2 шт.

При размещении свай в кусте расстояние между их осями должно быть не менее d + 1000 мм (d – диаметр ствола сваи, d + 1000 = 0,6 + 1,00 =1,6 м).

Расчетная нагрузка на сваю, входящую в фундамент, определяется по формуле:

N_{св. i} = N/п  М y/ y_i², (6.15)

где: y – расстояние от главных осей до оси каждой сваи для которой вычисляется расчетная нагрузка;

y_i – расстояние от главных осей до оси каждой сваи.

Должны выполняться проверки: mах N_св.i  N_св ; miп N_{св. i} > 0; при кусте из 4-х свай и более

mах N_{св. i} 1,2N_св(6.16)

СФ-1; N_св.i =  = 552  73,8 кН;

mах N_{св. i} < N_св = 625,8 кН < 1006,4 кН; miп N_{св. i} > 0 = 478,2 кН > 0;

СФ-2; N_{св. i} =  = 707,5 84,4 кН;

mах N_{св. i} < N_св = 791,9 кН < 1006,4 кН; miп N_{св. i} > 0 = 623,1 кН > 0.