ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ mil Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ПИРАМИДАЛЬНЫХ СВАЙ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ (в развитие РСН 224-75)

ОРДЕНА ТРУДОНОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ •ием Н.М. ГЕРСЕВАНОНА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ПИРАМИДАЛЬНЫХ СВАЙ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ (в развитие РСН 224-75)

МОСКВА-1976

УДК 624.159.14

"Рекомендации по проектированию фундаментов из пирамидальных свай для зданий и сооружений, воз водимых в сейсмических районах" разработаны в развитие "Указаний по проектированию и устройству Фундаментов из пирамидальных свай" (РСН 224-75) и распространяют область применения РСН-224-75 на районы с сейсмичностью 7,6 и 9 баллов.

"Рекомендации" разработаны лабораторией динамики грунтов НИИ оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (канд. техн. наук В.А. Ильичев, инж. Ю.В. Монголов).

Консультацию по проектированию фундаментов из пирамидальных свай для зданий и сооружений,возводимых в сейсмических районах, можно получить в НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР (109389, Москва, Ж-389, ул. 2-я Институтская, д. 6, тел. I7I-89-I3, 171-38-90) и в Секторе сейсмики НИИ оснований (277029, Кишинев-29, Новобачойское шоссе 19, тел. 52-50-84, 52-50-24).

Л-9Я26Р Лодп. к печати гъ-я- ft    .    Тираж 400 экз.

Формат бумаги 60x90/16. Уч.-изд.л.0,43.3аказ #2/3 .Цена 2 коп.

Отпечатано в Производственных экспериментальных мастерских ЦИНИСа Госстроя СССР

© Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений имени Н.М. Герсеванова, 1976.

1.1    Проектирование фундаментов из пирамидальных свай для зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, выполняется в соответствии с "Указаниями по проектированию и устройству фундаментов из пирамидальных свай" (РСН 224-75), разработанными Одесским инженерно-строительным институтом, с учетом настоящих Рекомендаций.

Настоящие"Рекомендации" распространяют область применения РСН 224-75 на районы с сейсмичностью 7,8 и 9 баллов.

1.2    Целесообразность применения фундаментов из пирами -дальных свай в сейсмических районах определяется на основе технико-экономического анализа, учитывающего сейсмичность и грунтовые условия площадки, назначение здания и условия его эксплуатации.

1.3    Мероприятия по усилению надземных конструкций, предусмотренные главой СЫиП П-А, 12-69 "Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования", должны выполняться и при устройстве фундаментов из пирамидальных свай.

П. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ

2.1    Величина заглубления в грунт пирамидальных свай в сейсмических районах должна быть не менее 3 м.

2.2    Сопротивление грунта под низким ростверком при расчете пирамидальных свай на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок учитывать не следует в связи с возможным нарушением контакта подошвы ростверка с грунтом при сейсмических колебаниях.

2.3    Несущая способность пирамгдальной сваи Р , работа-щей на осевую сжимающую нагруску с учетом сейсмических воздействий, определяется по формуле

Р'- ^тс Pc' .

где т_с - коэффициент условий работы, учитывающий влияние сейсмических колебаний на напряженное состояние грунта; принимается по табл. I;

P_Q - несущая способность пирамидальной сваи с учетом раскачивания сооружения; определяется по формуле (7) "Указаний по проектированию и устройству

фундаментов из пирамидальных свай" с учетом п. 2.5 настоящих Рекомендаций.

Таблица I

Расчетная сейсмичность в баллах Значения коэффициента тс для_ маловлажных песчаных грунтов средней плотности и плотных : глинистых грунтов твердой, : полутвердой и тугопластич-: ной консистенции; просадо-! чных грунтов поиродной : влажности 7 0,95 1,00 8 0,90 0,95 9 0,85 0,90

2.4 Несущая способность пирамидальной сваи Р_{в у} работающей на осевую выдергивающую нагрузку с учетом сейсмических воздействий, определяется по формуле

D -    п'    ⁽²⁾

г _б ггъ_с г с вд ,

где т_с - значение то же, что и в формуле (I);

сопротивление пирамидальной сваи выдергивающей нагрузке с учетом раскачивания сооружения; определяется по формуле (22) "Указаний по проектированию и устройству фундаментов из пирамидальных свай" с учетом п.2.5 настоящих Рекомендаций.

2.5. При определении несущей способности пирамидальной сваи на осевую сжимающую или выдергивающую нагрузку с учетом сейсмических воздействий площадь боковой поверхности вычисляется для рабочего объема сваи, расположенного ниже глубины tl , величина которой определяется по формуле

k = а - 7)_Гр- И ,

где а - коэффициент, принимаемый равным 0,1 т“*для одиночных

свай и 0,05 т~¹ для свай, жестко заделанных в ростверк, при отсутствия возможности поворота ростверка; размер поперечного сечения сваи в уровне поверхности грунта (в м);

Ц - величина горизонтальной расчетной (при особом сочетании) нагрузки, приходящейся на одну сваю (в т).

2.6    Несущая способность сваи на вертикальную нагрузку с

учетом сейсмических воздействий Р_с^в по результатам полевых

испытаний определяются по формуле    _/

в Р

Р_С • T_Q ^Р ,    <«

где Р' - несудая способность сваи с учетом сейсмических воздействий, опреде: .емая по формуле (I) настоящих Рекомендаций;

Р_с - несущая способность сваи без учета сейсмических воздействий, определяемая по формуле (7) РСН 224-75;

Р - несущая способность сваи на вертикальную нагрузку; определяется по результатам полевых испытаний в соответствии сп. 2.7 РСН 224-75 при всклотении контакта подошвы ростверка с грунтом в соответствии с п. 2.2 настоящих Рекомендаций.

2.7    Несущую способность пирамидальной сваи на горизонтальную нагрузку с учетом сейсмических воздействий допускается принимать равной нормативному сопротивлению сваи, определяемому по формуле (19) РСН 224-75, и уточнять по результатам полевых испытаний в соответствии с указаниями п. 6.8 СНиП П-Б. 5 -67^х "Свайные фундаменты. Нормы проектирования" и пояснением к п. 6.8 "Руководства по проектированию свайных фундаментов" (М. Стройиздат 1971). При полевых испытаниях контакт подошвы низкого ростверка с грунтом в соответствии с п. 2.2 настоящих Рекомендаций должен быть исключен.

2.8    Для свай в просадочных грунтах, когда замачивание основания неизбежно (мокрый технологический процесс, повышение уровня грунтовых вод), испытания свай должны проводиться после предварительного закачивания грунта, окружающего сваю.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Пример расчета несущей способности пирамидальной сваи с учетом сейсмических воздействий

Требуется рассчитать с учетом сейсмических воздействий несущую способность пирамидальной сваи ПС-3.0-0.7. Сейсмичность площадки - 8 баллов. Конструкция свайного фундамента и грунтовые условия, приведенные ниже, заимствованы из примера Jfc 4 на стр. 74 "Указаний по проектированию и устройству фундаментов из пирамидальных свай" РСН 224-75.

Длина сваи 3 м, сечение в голове 70x70 см, в подошве 10x10 см. Объем сваи |/_с = 0,57 м³, площадь боковой поверхности F $_п= 4,83 м², угол сбега пирамиды сС = 5°43^/.

Свая забита в песчаный грунт большой мощности со средневзвешенным значением природной плотности JTck*^{83 = т}/м^Э*

В результате уплотнения грунта после забивки сваи объемных вес скелета уплотненного грунта f ск.ср = 1.67 т/м³, единичное сопротивление грунта сдвигу вдоль боковой поверхности Т _Гр =

9,3 т/м², единичное нормальное давление грунта на боковую по -верхность сваи в соответствии с формулой (6) "Указаний " РСН 224-75 ll _гр = 0,93 т/м².

Несудая способность сваи в статических условиях Р_с = 31,6т; при совместной работе с низким ростверком Р_Ср = 59,6 т.

При сейсмических воздействиях интенсивностью 8 баллов несущая способность сваи в соответствии с формулой (I) настоящих Рекомендаций будет определяться выражением

Р' = т_с Р/= 0.9 • 6,55 F _бп = 5,9 F _бп где F 0_П - площадь боковой поверхности, определяемая для рабочего объема сваи, расположенного с глубины k.

В табл. 2 приведены результаты определения несущей способности пирамидальной сваи ПС-3.0-0.7 при сейсмических воздействиях интенсивностью 8 баллов при различной величине горизонтальной расчетной (при особом сочетании) нагрузки. Несу-щая способность пирамидальной сваи на горизонтальную нагрузку с учетом сейсмических воздействий в соответствии с п. 2.7 настоящих Рекомендаций может быть принята равной 10 т.

Таблица 2 Результаты определения несущей способности пирамидальной сваи ПС-3.0-0.7 при сейсмических воздействиях интенсивностью 8 баллов при различной величине горизонтальной расчетной (при особом сочетании) нагрузки

Горизонталь- Г ная расчет- : нал нагрузка .* 0 : 2 : 4 6 8 10 н, * : Глубина,с которой учиты- 0 0.14 0.28 0.42 0.56 0.70 вается площадь боковой 0 0,07 0,14 0,21 0,28 0,35 поверхности сваи h м Площадь боковой поверхно- 4*83 4.43 4.07 3.72 3*34 3.05 сти,определяемая для рабочего объема сваи Р'йп-м2 4,83 4,60 4,43 4,24 4,15 3,87 Несущая способность пирамидальной 28,5 26.5 24.0 22.0 19.7 18.0 сваи на вертикальную на- 28,5 27,1 26,0 25,0 24,4 22,7 грузку с учетом сейсмических воздействий р' т

Примечание. В числителе приводятся значения для одиночной сваи, в знаменателе - для сваи, защемленной в ростверк при наличии не менее двух свай в поперечном сечении ростверка.

Из таблицы видно, что с увеличением горизонтальной расчетной нагрузки рабочий объем сваи уменьшется, в связи с чем уменьшается и несущая способность сваи.

В табл. 3 для сравнения приведены результаты определения несущей способности призматической сваи равного объема СУ 6-30 (серия 1.011-1) сечением 30x30 см длиной 6 м с учетом и без учета сейсмических воздействий при различном зерновом составе песчаных грунтов.

Таблица 3

Результаты определения несущей способности призматической сваи СУ 6-30 (объем сваи V = 0,55 м³)

Расчетное значение		Пески
несущей способности сваи (в т)	крупные 1	средней ! мелкие крупности : мелкие		5 пылеватые
На вертикальную	63,0	40.6	28.0	18.9
нагрузку	37,8	20,7	14,9	8,0
На горизонтальную	2.2	3.3	3J.	2.6
нагрузку	3,8	3,0	2,3	1,6

Примечания. I. В числителе указаны значения несущей способности свай без учета„.сейсмических воздействий (по СНиП П-Б. 5-67 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования"), в знаменателе - с учетом сейсмических воздействий интенсивностью 8 баллов (по "Рекомендациям по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах". м.,Стройиздат, 1975)

2. Определение несущей способности свай на горизонтальную нагрузку производилось для случая защемления сваи в низкий ростверк.

Результаты расчетов, приведенные в табл. 2 и 3, показывают, что применение пирамидальных свай на данной площадке становится экономически выгодным (по сравнению с обычными призматическими сваями равного объема), если площадка сложена песками средней крупности, мелкими и пылеватыми, поскольку несущая способность пирамидальных свай с учетом сейсмических воздействий в указанных грунтовых условиях на вертикальную нагрузку в 1,1 - 3,5 раза, на горизонтгльную-в 3-6 раз выше несущей способности призматических свай равного объема.