Строительные нормы и правила СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты" (утв. постановлением Госстроя СССР от 20 декабря 1985 г. N 243) стр. 15

______________________________

* В скобках даны значения в случае, когда несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой или расчетом по результатам статического зондирования грунтов.

** Здесь и далее класс ответственности зданий и сооружений принят согласно "Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций", утвержденным Госстроем СССР.

Приложение 1
Рекомендуемое

Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

1. При расчете свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента в соответствии со схемой, приведенной на чертеже, следует различать две стадии напряженно-деформированного состояния системы "свая - грунт".

В первой стадии грунт, окружающий сваю, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели , ( ).

Расчетные значения коэффициента постели грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле

, (1)

где К - коэффициент пропорциональности, ( ), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл.1;

z - глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;

- коэффициент условий работы.

Во второй стадии в верхней части грунта, окружающего сваю, образуется зона предельного равновесия (пластическая зона), характеризуемая прочностным коэффициентом пропорциональности .

Расчет свай в случае многорядного их расположения в фундаменте с ростверком, опирающимся на грунт, при отсутствии сейсмических воздействий допускается производить с учетом возможности последовательного развития первой и второй стадий напряженно-деформированного состояния грунта. В этом случае производится двухстадийный расчет свай, а коэффициент условий работы в формуле (1) принимается . Во всех остальных случаях следует производить одностадийный расчет свай применительно к условиям возможного развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния системы "свая - грунт", принимая коэффициент условий работы в формуле (1) равным 3.

2. Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:

а) расчет несущей способности свай в случае возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта в соответствии с условием

, (2)

где H - расчетное значение поперечной силы, кН (тc), действующей на одну сваю;

- несущая способность сваи, определяемая в соответствии с требованиями п. 10;

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4;

б) проверку устойчивости грунта, согласно п.13, в случае, когда расчет ведется с допущением развития только первой стадии напряженно-деформированного состояния грунта;

в) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи и угла ее поворота :

, (3)

, (4)

где , - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, определяемые согласно указаниям п.5;

, - предельные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад, устанавливаемые в задании на проектирование здания или сооружения;

г) проверку сечений свай по сопротивлению материала по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, по образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий - вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы; указанный расчет выполняется в зависимости от материала сваи согласно требованиям п. 3.6; расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил, действующих в различных сечениях сваи, должны определяться согласно требованиям пп. 8 и 9 в случае возможности допущения развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, а в остальных случаях - согласно требованиям пп. 14 и 15.

Таблица 1

+--------------------------------+--------------------+-----------------+
| Грунты, окружающие сваи, | Коэффициент пропор-|Прочностный коэф-|
| и их характеристики | циональности К, |фициент пропорци-|
| | кН/м4(тс/м4) |ональности а, |
| | | кН/м3(тс/м3) |
+--------------------------------+--------------------+-----------------+
|Пески крупные (0,55 <= e <=| 18 000-30 000 | 71-92(7,1-9,2) |
|0,7); | | |
|глины и суглинки твердые (I < 0)| (1800-3000) | |
| L | | |
| | | |
|Пески мелкие (0,6 <= e <= 0,75);| 12 000-18 000 | 60-71(6,0-7,1) |
|пески средней крупности (0,55 <=| (1200-1800) | |
|<= e <= 0,7), супеси твердые| | |
|(I < 0); глины и суглинки туго-| | |
| L | | |
|пластичные и полутвердые (0 <=| | |
|I <= 0,75) | | |
| L | | |
| | | |
|Пески пылеватые (0,6 <= e <=| 7000-12 000 | 44-60(4,4-6,0) |
|0,8); | | |
|супеси пластичные (0 <= I <= 1);| (700-1200) | |
| L | | |
|глины и суглинки мягкопластичные| | |
|(0,5 <= I <= 0,75) | | |
| L | | |
| | | |
|Глины и суглинки текучепластич- | 4000-7000 | 26-44(2,6-4,4) |
|ные (0,75 < = I <=1) | (400-700) | |
| L | | |
| | | |
|Пески гравелистые (0,55 <= e <= | 50 000-100 000 | 100-120(10-12) |
|<= 0,7); крупнообломочные грунты| (5000-10 000) | |
|c песчаным заполнителем | | |
| |
| Примечания: 1. Меньшие значения коэффициента К соответствуют более|
|высоким значениям показателя текучести I глинистых и коэффициентов по-|
| L |
|ристости е песчаных грунтов, указанным в скобках, а большие значения|
|коэффициента К - соответственно более низким значениям I и е. Для|
| L |
|грунтов с промежуточными значениями характеристик I и e значения коэф-|
| L |
|фициента К определяются интерполяцией. |
| 2. Коэффициент К для плотных песков должен приниматься на 30% вы-|
|ше, чем наибольшие значения указанных в табл.1 коэффициентов К для за-|
|данного вида грунта. |
+-----------------------------------------------------------------------+

+--------------------------------+--------------------+-----------------+

3. При расчете с допущением развития второй стадии напряженно-деформируемого состояния грунта за предельное состояние системы "свая - грунт" принимается образование на глубине (в пределах или на границе пластической зоны) пластического шарнира, в котором возникает момент , , равный предельному изгибающему моменту, воспринимаемому поперечным сечением сваи. В случае заделки сваи в ростверк последовательно образуются два пластических шарнира: первый - в месте заделки сваи в ростверк, второй - в пределах или на границе пластической зоны. За предельное состояние системы принимается момент образования второго пластического шарнира.

4. Расчет свай по предельным состояниям двух групп выполняется с использованием следующих параметров: приведенной глубины расположения сечения сваи в грунте , приведенной глубины погружения сваи в грунт , а в случае учета возможности развития второй стадии напряженно-деформированного состояния грунта, кроме того, приведенной глубины пластической зоны , приведенных расчетных значений поперечной силы и изгибающего момента , действующих со стороны ростверка на голову сваи, приведенного значения граничной поперечной силы , соответствующего границе упругой работы системы "свая - грунт" при , приведенных значений граничного горизонтального перемещения и граничного угла поворота при низком ростверке в уровне его подошвы при , приведенных значений перемещений и угла поворота сваи, которые определяются по формулам:

; (5)

; (6)

; (7)

; (8)

; (9)

, (10)

где z, , l - действительная глубина расположения сечения сваи в грунте, действительная глубина пластической зоны и действительная глубина погружения сваи (ее нижнего конца) в грунт, м;

- коэффициент деформации, 1/м, определяемый по формуле

, (11)

где К - то же, что в формуле (1);

Е - модуль упругости материала сваи, кПа( );

I - момент инерции поперечного сечения сваи, ;

- условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более , а для остальных размеров сечений свай , м;

- коэффициент условий работы, принимаемый согласно п. 1;

d - наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м;

- прочностный коэффициент пропорциональности, ( ), определяемый по табл. 1; значения и определяются по табл. 2 и 3 при .

5. Расчетные значения горизонтального перемещения сваи в уровне подошвы ростверка , м, и угол ее поворота , рад, следует определять по формулам: