Диаметр скважины для сваи стойки
Обновлено: 07.07.2024
1. Общие положения
1.1. Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании и устройстве фундаментов из буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтах с учетом их последующего оттаивания для зданий и сооружений, возводимых в районе Норильска.
1.2. При проектировании и устройстве буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтах следует руководствоваться, кроме настоящей Инструкции, соответствующими главами СНиП.
1.3. Буронабивные сваи-стойки, в зависимости от своего конструктивного исполнения, подразделяются на:
а) буронабивные железобетонные, выполняемые из монолитного бетона враспор с грунтом без обсадных труб или с обсадными трубами, извлекаемыми в процессе бетонирования свай;
в) трубобетонные, выполняемые из монолитного бетона в отельной обойме из неизвлекаемых обсадных труб, учитываемых в расчете несущей способности свай-стоек.
1.4. Исходя из условия экономии металла и обеспечения наибольшей долговечности свайных фундаментов, эксплуатируемых в агрессивной среде, при прочих одинаковых условиях (требуемая длина свай, расчетная нагрузка на сваю и т.п.), следует отдавать предпочтение варианту буронабивных свай, предусмотренному в подпункте "а" п. 1 настоящей Инструкции.
2. Инженерные изыскания
2.1. Изыскания должны обеспечивать получение полных исходных данных по инженерно-геологическим, гидрогеологическим и мерзлотным условиям площадки проектируемых зданий и сооружений, возводимых на буронабивных сваях-стойках с учетом возможного последующего оттаивания вечномерзлых грунтов согласно главе СНиП по инженерным изысканиям для строительства.
2.2. Для опальных грунтов, принимаемых в качестве основания свай-стоек, должны быть определены следующие характеристики:
а) глубина залегания его верхней границы (кровли);
б) степень выветрелости, размокаемости, растворимости в воде и другие данные, необходимые для определения глубины заделки свай в этот слой;
в) временное сопротивление одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии;
г) температурный режим в природном состоянии;
д) изменение механических свойств при переходе из мерзлого в талое и увлажненное состояние.
2.3. Для нескальных грунтов, прорезаемых сваями-стойками, при изысканиях должны быть определены их физико-механические характеристики (том числе: номенклатурные наименования, влажность, льдистость, заторфованность, засоленность, криогенная текстура, просадочность при оттаивании и др.), на основе которых могут быть определены требуемые для расчета параметры, включая продольный изгиб свай-стоек и величины отрицательного трения оттаивающего грунта по боковой поверхности свай-стоек.
2.4. Разведочные скважины для свай-стоек размещаются по сетке со стороной квадрата от 30 до 40 м в пределах габаритов в плане проектируемых зданий и сооружений, уширенных в каждую сторону на 3 м. При неоднородном грунтовом основании или меняющейся глубине его залегания шаг расположений разведочных скважин следует уменьшить.
2.5. Разведочные скважины необходимо заглублять в несущий пласт ниже проецируемого основания сваи не менее, чем на 3 м в невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые (трещиноватые) скальные грунты и не менее 5 м в грунты с временным сопротивлением одноосному сжатию менее 50 кгс/см 2 .
2.6. При изысканиях должна определяться и, соответственно, отражаться в литологических колонках температура грунта в различных условиях. Температурные измерения проводятся не ранее 4 суток после окончания ручного бурения скважин и не ранее 8 суток по окончании механического бурения. При этом следует:
а) скважины, предназначенные для измерения температуры, обсаживать стальными трубками, оборудованными колпачками, исключающими попадание в них воды;
б) на каждом сооружении или здании сохранять до его сдачи в эксплуатацию 2-4 температурные скважины (в зависимости от его размера в плане), располагаемые в наиболее характерных и доступных для измерения местах.
2.7. При наличии грунтовых вод следует определять:
а) глубину их появления в скважине;
в) установившийся уровень;
г) степень химической агрессивности воды по отношению к металлу и бетону.
2.8. Для сооружений, располагаемых в зоне действующих электролизных цехов и других объектов, использующих постоянный ток, следует устанавливать наличие и плотность блуждающих токов в грунте.
2.9. На новых строительных площадках со сложными инженерно-геологическими условиями необходимо провести статические испытания предельными нагрузками не менее двух опытных буронабивных свай-стоек; результаты испытаний должны учитываться при проектировании оснований и фундаментов.
2.10. Испытания свай должны проводиться применительно к методам, установленным ГОСТ 5686-69 "Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний", при этом необходимо исключить влияние на несущую способность свай сил смерзания их с прилегающим мерзлым грунтом, что достигается путем его предварительного электропрогрева.
3. Проектирование
3.1. Буронабивные сваи-стойки (п. 1.3. "а" настоящей Инструкции) применяются:
а) при прорезании сваями твердомерзлых неосыпающихся наносных грунтов;
б) при невозможности изготовления в районе строительства железобетонных свай и сложности их доставки из отдаленных баз стройиндустрии;
в) при отсутствии строительных кранов с грузоподъемностью, необходимой для установки буроопускных свай расчетной длины.
3.2. Буронабивные сваи-стойки следует выполнять как железобетонные с армированием на всю их длину. Частичное армирование буронабивных свай-стоек (в зоне влияния изгибающих усилий) допустимо только при расчетных нагрузках на сваю до 100 тс и глубине их заложения не более 10 м.
При агрессивной к бетону грунтовой среде буронабивные сваи следует выполнять из сульфатостойкого цемента.
3.3. Трубобетонные сваи-стойки следует применять:
а) во всех случаях, когда прорезаемые сваями наносные грунты (пластично-мерзлые, сыпуче мерзлые, водонасыщенные промышленными сбросами и т.п.) при бурении требуют обсадки скважин трубами, последующее извлечение которых не представляется возможным;
б) при глубине залегания грунта, используемого в качестве основания, превышающей длину изготавливаемых предприятиями железобетонных свай, либо предельную длину возможного погружения буроопускных свай, стыкуемых по длине;
в) с частичным армированием бетонного ствола - только для сопряжения с ростверком при диаметре свай-стоек не менее 700 мм и расчетных нагрузках не более 400 тс. С армированием всего бетонного отвода для фундаментов ответственных сооружений или при расчетных нагрузках на сваю-стойку, превышающих 400 тс.
1. Коррозия трубобетонных свай-стоек при неагрессивной и слабо агрессивной к стали грунтовой среде должна учитываться расчетом при проектировании (п. 3.18 настоящей Инструкции)
2. При средней и сильно агрессивной к стали грунтовой среде применение трубобетонных свай-стоек не допускается.
3. При наличии в грунте блуждающих электротоков в проекте следует предусматривать средства защиты свай-стоек от электрокоррозии согласно "Инструкции по защите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой блуждающими токами" (СН 65-67).
3.5. Для армирования свай-стоек следует применять сборные каркасы. Примеры конструкции секций арматурных каркасов дня буронабивных свай-стоек с диаметром от 800 до 1000 мм даны в приложении 1 .
3.6. Диаметр буронабивных и трубобетонных свай-стоек по технологическим и теплофизическим условиям должен быть не менее:
при длине до 10 м - 500 мм
то же более 10 до 30 м - 700 мм
то же более 30 до 45 м - 800 мм
то же более 45 до 60 м - 1000 мм
3.7. Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов перегрузок и коэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные - длительные, кратковременные и особые должны приниматься в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию нагрузок и воздействий.
Кроме того, при расчете несущей способности свай-стоек согласно требованиям п. 3.8 настоящей Инструкции в качестве внешней продольной нагрузки необходимо учитывать усилие Рот передаваемое оттаивающим грунтом на сваю-стойку (отрицательное трение), которое определяется по формуле:
где P от - величина отрицательного трения оттаивающего грунта;
Rcg = 0,1 кгс/см 2 - удельное значение отрицательного трения грунта по боковой поверхности сваи-стойки;
Rcg - площадь боковой поверхности сваи-стойки в пределах слоя наносных грунтов.
3.8. Несущую способность свай-стоек Р следует определять как наименьшее из значений, полученных при расчете по двум условиям:
по сопротивлению грунта основания сжатию (пп. 3.9 и 3.10 настоящей Инструкции);
по сопротивлению материала свай-стоек (пп. 3.15-3.19 настоящей Инструкции).
Несущая способность свай-стоек Р рассчитывается из условия:
где N - расчетная продольная нагрузка на одну сваю-стойку (первая группа предельных состояний) с учетом воздействия оттаивающего грунта (п. 3.7 настоящей Инструкции).
3.9. Несущая способность сваи-стойки по грунту P определяется по формуле:
где F ст - площадь опирания сваи-стойки на скальный грунт в пробуренной скважине;
K н = 1,4 - коэффициент надежности;
R 0 - расчетное сопротивление скального грунта под торцом сваи-стойки, определяемое по формуле:
здесь m и K г - соответственно коэффициенты условий работы и безопасности по грунту, отношение которых принимается m / K г = 0,7;
R сж - среднеарифметическое значение временного сопротивления скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии, определяемое по данным инженерно-геологических изысканий;
h з - расчетная глубина заделки сваи-стойки в скальный грунт;
Д з - диаметр сваи-стойки, заделанной в опорный грунтовый пласт.
Сваи-стойки следует считать защемленными в основании при их заглублении в скальные невыветрелые (монолитные) или слабовыветрелые (трещиноватые) грунты не менее, чем на два диаметра сваи. Если сваи-стойки не удовлетворяют этому требованию, расчетное, сопротивление грунта основания сжатию следует определять по формуле (4), принимая выражение:
3.10. При размягченных или сильновыветрелых скальных грунтах (рухляк), в основании свай-стоек, либо скальных грунтах с прослойками нескальных возможность их использования в качестве оснований свай-стоек и назначение величины расчетных сопротивлений грунта должна решаться по результатам исследований, в том числе статических испытаний свай осевыми нагрузками.
3.11. Расчет буронабивных и трубобетонных свай-стоек из условия сопротивления материала следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций с учетом дополнительных требований, приведенных в настоящей Инструкции. Для наиболее часто встречающихся случаев свай-стоек, указанных в п. 3.15, расчет несущей способности (прочности) допускается по формулам, приведенным в пп. 3.16-3.19 настоящей Инструкции.
3.12. При проектировании буронабивных и трубобетонных свай-стоек должны применяться:
а) батон по прочности на осевое сжатие не ниже М 300 и по морозостойкости для зданий и сооружений классов I и II не ниже Мрз 300; в остальных случаях не ниже Мрз 200 с противоморозными и пластифицирующими химическими добавками, приведенными в п. 4.27 ( табл. 6 ) настоящей Инструкции;
б) для поперечного армирования - арматурная сталь класса A - I марок Ст3сп3, ВСт3сп2 и ВСт3Гпс2, а для продольных стержней каркасов - арматурная сталь класса А- III марки 25Г2С;
в) для обсадных труб, а также для промежуточных и концевых колец арматурных каркасов:
свай-стоек, полностью заглубленных в грунт, - сталь марок ВСт3сп5 или ВСт3пс5;
свай-стоек, выступающих из грунта (выше отметки планировки), - сталь марок 09Г2-6 или 10Г2С I -6.
1. Указания настоящего пункт распространяются на районы с расчетной температурой воздуха не ниже минус 50°С.
2. Забивка обсадных труб трубобетонных свай-стоек при температуре ниже минус 40°С не допускается.
3.13. Расчетные сопротивления бетона и арматуры, а также коэффициенты условий работы следует принимать в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. Расчетное сопротивление стали труб (при трубобетонных сваях) следует принимать в соответствии с главой СНиП по проектированию стальных конструкций. Кроме того, дополнительно необходимо вводить в расчет следующие коэффициенты условий работы бетона и обсадных труб трубобетонных свай:
m бн1 = 0,75, учитывающий замедленное твердение бетона, в контакте с вечномерзлым грунтом;
m бн2 = 0, 6, учитывающий условия бетонирования конструкций глубокого заложения и относительно малого поперечного сечения;
m т = 0,8, учитывающий условия забивки труб в скважины.
3.14. При расчете несущей способности (прочности) свай-стоек на воздействие сжимающей продольной силы должен приниматься во внимание случайный эксцентрицитет е о сл , обусловленный неучтенными в расчете факторами. Эксцентрицитет е о сл в любом случае принимается в одном из следующих значений:
1/600 всей длины сваи или длины ее части, учитываемой в расчете (п. 3.20 настоящей Инструкции);
1/30 диаметра всего сечения сваи-стойки.
Расчетная величина эксцентрицитета продольной силы относительно центра тяжести сечения - e o принимается равной эксцентрицитету, полученному из статического расчета конструкции, но не менее е о сл .
3.15. Несущую способность (прочность) свай-стоек из бетона марок М 300 и М 400, для которых величина расчетного эксцентрицитета е о , определенная в соответствии с п. 3.14, не превышает Д /10 , допускается рассчитывать в соответствии с требованиями пп. 3.16-3.19 настоящей Инструкции. В этих случаях следует расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы умножать на произведение соответствующих частных коэффициентов условий работы бетона, которое принимается равным m бс = 0,36.
3.16. Несущая способность (прочность) буронабивных свай-стоек Р определяется по формулам:
а) при поперечном армировании, не учитываемом в расчете,
б) при поперечной армировании, учитываемом в расчете (косвенное армирование в виде спирали),
В формулах (5) и (6):
F - площадь бетона в поперечном сечении сваи;
F я - то же, ограниченная осью стержня спиральной арматуры (ядро сечения);
F a - площадь сечения всей продольной арматуры;
R ac - расчетное сопротивление арматуры сжатию;
- приведенная призменная прочность бетона, определяемая по формуле:
здесь R пр - расчетная признанная прочность бетона;
- расчетное сопротивление растяжению арматуры спирали;
e o - расчетный эксцентрицитет;
Д я - диаметр ядра бетонного сечения;
- коэффициент поперечного армирования, равный:
здесь f сп - площадь поперечного сечения стержня спиральной арматуры;
S - шаг навивки спирали.
1. Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность сваи-стойки, определенная по формуле (6), превышает ее несущую способность, определенную по полному сечению - по формуле (5).
2. Косвенное армирование должно удовлетворять конструктивным требованиям п. 3.22 настоящей Инструкции.
3.17. При расчете свай-стоек с косвенным армированием (формула (6)) должно соблюдаться условие, обеспечивающее трещиностойкость защитного бетонного слоя:
F п - площадь полного приведенного сечения сваи-стойки, определяемая по формуле:
3.18. Несущая способность (прочность) трубобетонных свай-стоек в общем случае (при наличии наряду со стальной трубой арматурного каркаса) определяется по формуле:
R - расчетное сопротивление сжатию стали обсадной трубы;
- приведенная призменная прочность, определяемая по формуле (7), при:
но не более 0,06;
здесь Fя - площадь сечения бетонного отвода;
Fтр - площадь сечения трубы, определяемая с учетом многолетней коррозии по формуле:
n - расчетное число десятилетней эксплуатации свайного фундамента;
Примечание . При применении трубобетонных свай-стоек без арматурного каркаса слагаемое R ас· F а в формуле (11) принимается равным нулю.
а) для буронабивных свай-стоек
при поперечном армировании, не учитываемом в расчете (формула (5)), по зависимости:
Таблица 1
Расчетный эксцентрицитет e о
Диаметр скважины для сваи стойки
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ ПОВЫШЕННОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПО ГРУНТУ
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" (ОАО ЦНИИС).
2 ВНЕСЕН Управлением строительства и проектирования автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 20.03.2012 N 79-р.
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.
1 Область применения
1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) распространяется на проектирование, производство и приемку работ по устройству буронабивных свай повышенной несущей способности, сооружаемых с применением технологии объемного виброштампования ("ВИБРОСТОЛБ").
1.2 Положения настоящего методического документа предназначены для применения организациями, выполняющими работы по проектированию, строительству, ремонту и реконструкции автомобильных дорог и искусственных сооружений на них.
2 Нормативные ссылки
В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие документы:
ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых испытаний сваями
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты (актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85)
СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты (актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87)
СП 46.1333.30.2012* Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91)
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 46.13330.2012. - Примечание изготовителя базы данных.
СП 48.13330.2011 Организация строительства (актуализированная редакция СНиП 12-01-2004)
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции (СП 70.13330.2012 - в стадии актуализации)
СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования (СП 49.13330.2012 - в стадии актуализации)
СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 несущая способность сваи: Предельное сопротивление основания одиночной сваи по условию ограничения развития в нем чрезмерных деформаций сдвига.
3.2 основание сваи: Часть массива грунта, воспринимающая нагрузку, передаваемую сваей, и взаимодействующая со сваей.
3.3 расчетная нагрузка, передаваемая на сваю: Нагрузка, равная продольному усилию, возникающему в свае от проектных воздействий на фундамент при наиболее невыгодных их сочетаниях.
3.4 свая: Погруженная в грунт или изготовленная в грунте вертикальная или наклонная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки на основание.
3.5 свая висячая: Свая, передающая нагрузку на основание через боковую поверхность и пяту.
3.6 свая одиночная: Свая, передающая нагрузку на грунт в условиях отсутствия влияния на нее других свай.
3.7 щебеночное "ядро" в основании буронабивной сваи: Сформированный объемным виброштампованием щебеночный массив, являющийся элементом искусственного основания и воспринимающий нагрузку, передаваемую через нижний конец сваи, совместно с окружающим грунтом.
4 Общие положения
4.1 Настоящий методический документ разработан в развитие требований СП 24.13330.2011, СП 46.13330.2012, СП 45.13330.2012.
4.2 Повышение несущей способности буронабивных свай достигается за счет уплотнения и снижения деформативности околосвайного грунта в процессе их сооружения. При этом сохраняется основная последовательность традиционных технологических операций при сооружении буронабивных свай.
4.3 При изготовлении буронабивных свай применяется специальное гидравлическое оборудование, обеспечивающее требуемые технологические режимы уплотняющего воздействия на укладываемую бетонную смесь, щебень и околосвайный грунт. В основу технологии положен способ глубинного объемного вибрационного воздействия на уплотняемые материалы.
4.4 Производство и контроль качества работ осуществляется в соответствии с Технологическим регламентом, разработанным для конкретного объекта с учетом положений настоящего методического документа. Технологический регламент согласовывается с проектной организацией - разработчиком конструкций и утверждается заказчиком. Без Технологического регламента могут выполняться только опытные работы.
5 Виды буронабивных свай повышенной несущей способности, область применения
5.1 Технология объемного виброштампования может быть применена при устройстве буронабивных свай диаметром от 0,6 до 2 м и длиной до 50 м в составе свайных ростверков, отдельно стоящих, буросекущихся и бурокасательных свай, баретт, щебеночных (песчаных) свай.
5.2 Повышение несущей способности буронабивных свай по грунту может быть достигнуто двумя способами:
- виброштампованием бетонной смеси при бетонировании скважин;
- усилением грунтового основания ниже забоя скважины вибровтрамбовыванием щебня.
Максимальная несущая способность буронабивной сваи данного типа достигается совместным применением обоих способов.
5.3 Технологию объемного виброштампования рекомендуется применять в следующих случаях:
- строительство фундаментов зданий и сооружений в сложных инженерно-геологических условиях;
- недостаточная несущая способность буронабивных свай по грунту;
- строительство объектов в стесненных условиях;
- повышение устойчивости оползневых склонов;
- для повышения сплошности, прочности бетона свай и герметичности "холодных" швов между буросекущимися и бурокасательными сваями при устройстве "стены в грунте";
- для обеспечения проектной несущей способности при необходимости сокращения длины, диаметра буронабивных свай или их количества.
5.4 Наибольший эффект от технологии объемного виброштампования достигается в грунтах, обладающих коэффициентом пористости 0,6, в том числе в водонасыщенных песчаных грунтах мелких и средней крупности, а также в пылевато-глинистых грунтах при показателе текучести 0,4.
6 Проектирование буронабивных свай
6.1 Исходные данные
6.1.1 Выбор конструкции фундаментов, сооружаемых с применением технологии объемного виброштампования, следует производить исходя из конкретных условий строительной площадки, характеризуемых результатами инженерно-геологических, инженерно-гидрологических изысканий, расчетных нагрузок, действующих на фундамент, а также на основе технико-экономического сравнения вариантов возможных проектных решений с учетом экологических и ресурсосберегающих требований.
6.1.2 В материалах изысканий приводятся результаты полевых и лабораторных исследований грунтов, геологические разрезы с данными о напластованиях грунтов, расчетные значения их физико-механических характеристик, устанавливаемых проектной организацией в необходимых случаях, результаты статического или динамического зондирования.
6.1.3 При выполнении инженерно-геологических изысканий и проектирования фундаментных конструкций с применением технологии объемного виброштампования следует руководствоваться СП 24.13330.2011, МГСН 2.07-01 [1] и Рекомендациями [2].
6.1.4 В состав исходных данных для проектирования входят чертежи основных элементов сооружения с указанием несущих конструкций, размеров, глубины заложения, расчетных нагрузок и мест их приложения, сведения об их возможном изменении в процессе эксплуатации.
6.1.5 При необходимости проведения опытных работ на стадии проектирования работы выполняются в следующей последовательности (рекомендуемый состав):
- бурение скважины до проектной отметки;
- статические испытания грунта основания штампом;
- упрочнение грунта забоя скважины вибровтрамбовыванием щебня (подразд. 7.3);
- статические испытания усиленного основания штампом (подразд. 8.15);
- установка арматурного каркаса и бетонирование скважины (подразд. 7.4);
- статические испытания готовой сваи вдавливающей и выдергивающей нагрузками после набора прочности бетона свай не менее 80%.
Состав и технология опытных работ уточняются проектной организацией в Техническом задании.
6.2 Конструирование буронабивных свай и материалы
6.2.1 Глубина заложения подошвы железобетонных виброштампованных буронабивных свай назначается исходя из гидрогеологических условий, конструктивных решений подземной части сооружений и наличия коммуникаций. При выборе несущего слоя грунта следует учитывать, что при вибровтрамбовывании щебня в забой скважин в грунте ниже отметки забоя образуется щебеночное "ядро", по форме близкое к конусу высотой не менее диаметра скважины с зоной уплотненного грунта вокруг "ядра". Для вибровтрамбовывания следует использовать щебень твердых пород (гранитный, гравийный и т.п.) размером зерен 20-40 мм (или 40-70 мм) по ГОСТ 8267-93.
6.2.2 Сваи надлежит армировать заранее изготовленными каркасами проектной длины. Допускается наращивание каркаса до проектной длины путем стыкования, в соответствии с требованиями рабочей документации, непосредственно при опускании его в пробуренную скважину.
6.2.3 Конструкция каркаса и технология его монтажа назначаются исходя из обеспечения проектного положения (центрирования) каркаса в скважине и величину защитного слоя бетона не менее 70 мм в свету. С этой целью на арматурный каркас устанавливается необходимое количество дистанционных прокладок соответствующего качества и геометрических параметров.
6.2.4 Проектные показатели прочности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона обеспечиваются за счет назначения оптимального состава бетонной смеси, который надлежит подбирать методом лабораторных подборов исходя из конкретных свойств используемых материалов (цемента, заполнителей, добавок) в соответствии с указаниями приложения 4 СП 46.13330.2012 и рекомендациями настоящего методического документа. При этом состав бетонной смеси для бетонирования скважин с объемным виброштампованием следует подбирать исходя из возможности "оживления" уложенной бетонной смеси виброоборудованием в течение 3 ч в случае вынужденных пауз в подаче свежей порции смеси (приложение А).
6.2.5 Бетонная смесь, уложенная в скважину при помощи объемного виброштампования, может обеспечивать приобретение бетоном в возрасте 28 дней установленных проектом показателей качества по прочности, соответствующих классу не ниже В25, по водонепроницаемости не ниже W6 и морозостойкости не ниже F200.
6.2.7 В качестве добавок, улучшающих технологические свойства бетонной смеси и повышающих качество бетона, следует применять добавки, указанные в приложениях 3 и 6 СП 46.13330.2012.
6.2.8 В качестве крупного заполнителя бетонной смеси следует использовать гранитный щебень размером зерен 5-20 мм, получаемый дроблением невыветренных скальных пород в соответствии с требованиями ГОСТ 26633-91. Для приготовления щебня применяется порода, обладающая в водонасыщенном состоянии прочностью не ниже 80 МПа, с водопоглощением не более 0,5%.
6.2.9 Для бетонной смеси необходимо использовать естественный кварцевый или дробленый из высокопрочных магматических пород песок с модулем крупности не менее 2,5 в соответствии с требованиями ГОСТ 26633-91.
6.2.10 Цемент и заполнители следует дозировать по массе, а водные растворы пластифицирующих и воздухововлекающих добавок - по объему.
6.2.11 Показатели бетонной смеси на месте укладки назначаются Технологическим регламентом в зависимости от способа заполнения скважины.
Диаметры буровых свай при расчете нагрузки
Прежде чем приступать к проектированию и тем более строительству свайного фундамента, необходимо пройти ряд подготовительных этапов, заключающих в себе изыскания и расчеты различного типа. Результатом правильно проведенных предварительных мероприятий будет прочный, экономичный, и, главное, надежный фундамент. Одной из ключевых характеристик, влияющих на рентабельность того или иного типа свай, являются геометрические параметры свайных колонн.
Верно определить размеры поперечного сечения, глубину заложения, количество скважин и другие параметры, значит построить надежное основание для будущего здания.
Типология буронабивных свайных фундаментов
Буронабивные свайные фундаменты — это одна из немногих конструкций, не поддающихся строгой классификации. Типовые размеры, представленные в различных сортаментах, сводах правил и государственных стандартах, являются лишь приблизительными рекомендациями. Тогда как серийно производимые изделия должны пройти ряд строгих проверок на соответствие стандартам качества, буронабивные сваи практически невозможно испытать, поскольку изготавливаются они в полевых условиях и закладываются прямо в грунт.
Бетонируемые непосредственно на строительном участке, буронабивные сваи отличаются высокими показателями прочности, вычислить которые можно только эмпирически. Испытания, проводимые на опытных образцах, показывают работу исключительно данных экспериментальных изделий. Поскольку условия изготовления, такие как тип грунта, уровень грунтовых вод, водонасыщенность рабочего слоя почвы, характеристики использованных арматуры и бетона, невозможно предугадать.Все имеющиеся прочностные и геометрические данные приблизительны и представлены только в качестве примера.
Для типизации буронабивных свай используют деление по геометрическим признакам и технологическим особенностям производства и эксплуатации. СНиП 2.02.03-85 является актуализированной версий свода строительных норм и правил от 1983 года и предлагает классифицировать буронабивные сваи по способу изготовления следующим образом:
- Буронабивные сплошного сечения:
- с уширениями и без них;
- без крепления стенок;
- с укреплением боковых стенок скважин глиняным раствором или обсадными трубами (при дислокации свайной колонны ниже уровня грунтовых вод)
- Буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека; Береты – буровые, изготовляемые с помощью плоского грейфера или грунтовой фрезы;
- Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые с последующим образованием уширения с помощью взрыва (в том числе и электрохимического).
От способа изготовления свайных столбов зависит их окончательная стоимость и, главное, максимальные и минимальные размеры свайных колонн. Важно учитывать разновидность буронабивных свай до начала строительства, поскольку различные технологии производства предполагают разный набор специализированного оборудования, а также допустимые габариты скважин.
Предварительная подготовка к расчету
Определенные геометрические характеристики свайного столба это не просто прихоть подрядчика и проектировщика, а потребность, обусловленная необходимостью подобрать наиболее рациональный объем фундамента, способный не только выдержать предполагаемую нагрузку будущего здания, но и сэкономить бюджет заказчика. В каждом отдельно взятом случае перед определением размеров и устройством фундамента необходимо проводить ряд следующих исследований и изысканий:
- геологическая разведка местности – бурение контрольных скважин в стратегических точках участка для определения типа и величины грунтовых напластований, несущей способности грунта и прочих характеристик основания;
- гидрогеологические изыскания – определение уровня грунтовых вод, водонасыщенности грунта;
- расчет общей массы здания и определение предельной расчетной нагрузки на погонный метр фундаментной плиты;
- окончательный расчет геометрических параметров буронабивной сваи и необходимого количества свай выбранного сечения.
Результатом расчета будет сводная таблица размеров свайных колонн, и схема наиболее рационального фундамента с учетом выбранного типа буронабивных свай. Расчет размеров свай можно доверить проектному отделу строительной фирмы или провести самостоятельно. Не рекомендуется использование данных геологической разведки, полученных на соседствующих земельных наделах. Информацию о глубине промерзания грунта можно найти в СП 22.13330.2011.
Расчет свайного поля
После проведения геологических изысканий можно приступать к расчету свайного поля. Учитывая тип грунта, а также расположение уровня грунтовых вод, можно составить представление о предположительной глубине заложения скважин. В расположенной ниже таблице приведены примерные рекомендации глубин заложения в слабо просадочные грунты скважин, безопасных при указанных условиях:
Влажные, просадочные, высокопучинистые и другие ненадежные типы грунтовых оснований не рекомендуется использовать для устройства в них буронабивных свай.
Грунты с уровнем подземных вод выше, чем 1000 мм, считаются водонасыщенными и устройство свайных фундаментов на таких основаниях строго противопоказано технологией. Высокий уровень грунтовых вод можно понизить, проведя мероприятия по осушению, прокладке дренажных стоков и проч. Надежными слабо-пучинистыми грунтами считают те, в которых УГВ ниже глубины промерзания не менее чем на 1 метр.
Данные, приведенные в таблице, помогут составить общее представление о зависимости глубины заложения свайной колонны от характеристик грунта. Для получения более точных и надежных показателей следует провести несложный математический расчет. Принцип расчета состоит в принятии за эталон одного из показателей (например, диаметра) и расчета остальных, исходя из этих данных. Методом сравнения выбирают наиболее подходящую конфигурацию свай, из которых впоследствии формируют свайное поле.
Расчет длины висячих свай
Свайные столбы, не опирающиеся на несущий слой грунта, считают висячими. Это означает, что основную нагрузку воспринимают боковые стенки скважины,а не опорный слой грунта. Такие фундаменты предпочтительно устанавливать в районах с глубоким расположением каменистого слоя. Несущая способность таких свай не отличается от стоек аналогичного диаметра.
Если вам доступны данные геологии местности, а также тип грунта подходит для устройства буронабивных висячих свайных колонн, можно приступать к вычислению длины. Предполагаемая схема расчета выглядит следующим образом:
- Принимаем некую среднюю ширину поперечного сечения сваи n=60 мм.
- Рассчитываем нагрузку дома на погонный метр фундаментной плиты:
Чтобы рассчитать нагрузку на погонный метр фундамента, нужно общую нагрузку разделить на периметр. Посчитать общую нагрузку дома можно в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83* или СП 22.13330.2011 – в соответствующих разделах можно найти алгоритм расчета, необходимые значения коэффициентов ветровой и снеговой нагрузки и другую необходимую информацию.
Полученное значение в кг/м и будет искомой величиной. Средняя масса одноэтажного кирпичного дома 50 тонн. Следовательно, для дома с периметром 20 метров (10×10) нагрузка на погонный метр составит 2500 кг/м.
- Принимаем шаг колонн не менее трех диаметров и не более двух метров – для выбранного диаметра подойдет шаг 1,5 метра. Общее количество свай будет равняться 13.
- Рассчитываем нагрузку на одну сваю: для этого разделим на величину шага свай нагрузку, воспринимаемую погонным метром фундамента. Получим значение приблизительно равное 1700 кг/м.Такой необходимый предел прочности необходимо заложить в одну сваю.
- Для сваи площадью сечения 0,28 м2 такое значение прочности будет равняться:
Где F – несущая способность; R–сопротивление грунта, формулу расчета которого можно найти в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf,fi и hi– коэффициенты из того же СНиП; u–периметр сечения сваи, разделенный на длину.
Фундамент на буронабивных сваях
Для рассматриваемой в примере сваи двухметровой длины предельная нагрузка в глинистом грунте будет равняться 32,3 тонны, что позволяет уменьшить количество свай за счет увеличения шага свайных колонн, или уменьшить площадь сечения каждой отдельно взятой сваи, что позволит сэкономить средства, затраченные на бетонирование скважин.
Глубина таких свай будет зависеть исключительно от характеристик верхнего слоя грунта, относительного уровня расположения грунтовых вод и глубины промерзания. Следует также учитывать данные о промерзании грунтов и положении уровня грунтовых вод. Подробные примеры расчета глубины заложения висячих свай приведены в СНиП 2.02.01-83* в разделе 2 пункт 5 или в СП 50.102-2003.
Расчет длины стоек
Буронабивные сваи повышенной глубины заложения могут работать как стойки. И хотя обычно буровые типы являются висячими, встречаются конструкции с опиранием на твердый слой грунта. Расчет длины таких свай следует производить с учетом глубины расположения прочного несущего пласта.
Рекомендуем производить расчеты вручную или обратиться к специалистам.
В сети Интернет есть масса сервисов для автоматического расчета размеров и количества буронабивных свай. Использование таких сервисов накладывает определенный риск на пользователя, поскольку алгоритм не всегда учитывает все необходимые параметры, а владельцы программного обеспечения не несут ответственности за полученный результат.
Все сопутствующие вычисления несущей способности и геометрии сваи производятся в соответствии с технологией расчета свай-стоек и схожи с приведенным ранее примером. Дополнительную информацию о проведении расчета можно получить в вышеуказанных документах.
Зависимость диаметра сваи от типа монтажа
Площадь поперечного сечения буронабивной сваи соответствует площади скважного отверстия с поправкой на пластичность грунта. Форма замоноличиваемых свай близка к идеально цилиндрической, хотя и имеет незначительные уширения вследствие непроизвольного бокового продавливания бетонной смесью слабых мест грунта. Также в процессе заливки бетонной смеси путем увеличения подающего напора могут быть созданы умышленные уширения тела сваи для придания дополнительной прочности. Особенно актуальны такие действия для висячих свай.
Помимо всего прочего, средний диаметр буронабивной сваи определяется исходя не только из расчетных показателей, но и из возможностей оборудования, предназначенного для устройства того или иного типа свай. Примерные значения диаметров в зависимости от конструктивных особенностей установки:
Таблица диаметров в зависимости от конструктивных особенностей
Устройство баретов предполагается при наличии высокопучинистых нестабильных грунтов. Делать такой фундамент для среднестатистического основания нерационально. Конструкция бура предполагает устройство только скважин диаметром либо 300 мм, либо 400 мм.
Шаг диаметров определяется набором буров, используемых для устройства скважин того или иного типа. Конструктивные особенности каждой из разновидностей буровых установок не позволяют устраивать скважины большего или меньшего диаметра, чем те, что указаны в спецификациях на проведение работ. Ознакомиться с рабочими параметрами буровых установок можно у поставщика или арендодателя.
Дополнительные рекомендации
При устройстве свайного поля и определении размеров свайных колонн следует учитывать рекомендуемый шаг свай, от которого будет зависеть частотность скважин и распределение нагрузки. Посмотрите видео, по правильному монтажу свай:
Для равномерного распределения давления массы будущего здания на фундаментную плиту, необходимо соблюдать следующие правила:
- максимальное расстояние между буронабивными сваями не должно превышать двух метров;
- минимальный шаг свайных колонн должен находиться в пределах трех-четырех диаметров свай – в целях предотвращения обрушения стенок соседствующих скважин в сыпучих грунтах нужно увеличить минимальный предел;
- компоновку свайного поля следует производить с учетом расположения свай в угловых точках фундамента;
- по результатам расчета геометрических характеристик, после компоновки, общее количество свай должно соответствовать рекомендательным шаговым значениям – в случае превышения максимального шага свай следует увеличить количество скважин и уменьшить диаметр свай до предельно возможного;
- максимальные и минимальные размеры диаметров скважин не должны превышать допустимые для выбранного типа монтажа.
Соблюдая данные рекомендации, можно спроектировать наиболее эффективный и рациональный фундамент, не беспокоясь о его надежности. При необходимости следует обратиться за помощью к специалистам, но все расчеты можно произвести самостоятельно, без особого труда.
Диаметр скважины под сваю
При буро-забивном способе погуржениея диаметр скважины на 2-3 см меньше диаметра сваи, а при буро-опускном способе на 2-3 см больше. Пустоты заполняются бетоном, грунтом или томпонажным раствором.
Буровые сваи имеют размеры поперечного сечения до 1.5 м и длину до 50 м.
Все статьи про свайные фундаменты
Инженер-проектировщик по специальности ПГС. Инженер-года 2013 тюменской области по отрасли строительство. Опыт проектирования с 2008 года. Получить бесплатный базовый видеокурс AutoCAD от Алексея >>
Другие уроки по теме
В этой статье мы познакомимся с интерфейсом программы LIRA, а также выполним расчёт балки на двух опорах с равномерно распределённой нагрузкой. Команды программы lira, рассмотренные в уроке: Выбор признака схемы Создание нового файла Расстановка узлов Создание стержней Установка закреплений Назначение жёсткостей Приложение нагрузок Статический расчёт Чтение результатов расчёта Сохранение файла расчёта. Подробнее смотрите в видеоуроке. […]
Читайте также: