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

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ЗАГИПСОВАННЫХ ГРУНТАХ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВДАВЛИВАЮЩИХ НАГРУЗОК

МОСКВА-1988

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

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ЗАГИПСОВАННЫХ ГРУНТАХ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВДАВЛИВАЮЩИХ НАГРУЗОК

МОСКВА-1988

2.2.4.    Статические испытания свай методом 2 выполняет о помощью установки с тарированным грузом. Звгруменне грузовой платформы производят при естественной влажности грунта до предполагаемой расчетной нагрузки, определенной до результатам лепетаний методом I. Величина расчетной нагрузки также может приниматься по заданию на выполнение изысканий. В последнем случае размеры пробных свай назначают по расчету в соответствии с разделом 3 Рекомендаций. Опытное 8вмачивание производят после условной стабилизации осадок свай при цриродной влажности грунта. За условную стабилизацию принимают скорость осадки свах в грунте не более ОД ш га последний час наблюдения. Осадки свай фиксируют нивелированием 2-го класса точности или прогибомерамж в течение всего периода замачивания не реже одного раза в месяц. После завершения опытного 8амачжваяия производится догружение свай отупенчато-возрастащей нагрузкой по методике ГОСТ 6686-78?

2.2.5.    Монтаж установок, статические испытания овай ж опытное замачивание их оснований необходимо проводить при отрогом соблюдении правил техники безопасности для общестроитальных и геологоразведочных работ. Особое внимание следует обратить на исключение опрокидывания платформ и грузов.

2.2.6.    По результатам статических испытаний свай по методу I строят графики зависимости осадки от натру аки S (Р) (рис.4) и изменения осадки во времени по ступеням нагружения S=fCt). Графики строят согласно требованиям ГОСТ 5686- 78? Несущая способность свай определяется в соответствии о разделом 5 главы СйжП 2.02.0&-85.

2.2.7.    Результаты статических испытаний сваи по методу 2 оформляют в виде графика зависимости ооадки от нагрузки S*f(P)

до и после опытного замачивания (pic.5) к графика изменения осадки во времени S^af Ct) опытного замачивания при действии предполагаемой расчетной нагрузки на сваю (рио.6). Неоущая способность сваи определяется по графику S^af(P) в соответствии о разделом 5 главы СНиП 2.02.08-85.

Если при опытном замачивании осадка сваи превысит предельно допускаемую величину для проектируемого сооружения, то испытания прекращают. В этом случав необходимо уменьшить расчетную натруаку на сваю еа счет увеличения количества свай в фундаменте или увеличить размеры пробных свай и статические испытания провести повторно*

10

Pic. 6. График 8a* виоимости осадки сваи S от времени t опытного замачивания оо-нования при испытании по методу 2

2.2.8. На основании отатичесххх испытания свай методами I и 2 указывает абсолютные отметки, до которых следует заглублять нижние концы свай определенного сечения для восприятия расчетных нагрузок. Цри испытании свай одинаковых размеров обоими методами принимают нанменьаее значение нооуией способности овей. В этом случае приводят значения осадок овай при расчетной степени выщелачивания солей хз основания jb^.

По дополнительна*? заданию в отчете приводят результаты измерений послойных перемещений грунта, данные об изменении зов увлажнения, солевого состава фильтрующей воды (с указанием плотного осадка и химического состава заливаемой веда) и коэффициента фильтрации грунта в процессе опытного замачивания, данные об изменении физико-химических свойств грунтов, а такие расчетные значения сопротивления грунта под нижним концом ь на отдельных участках боковой поверхности сваи.

3. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СТЮСОШХЛИ СВАИ

3.1. Дхя предварительных расчетов свайных фундаментов ядямй

12

и сооружений 1-го и 2-го классов и окончательных расчетов при проектировании зданий 3-го класса неоущая способность сваи длиной до 10 м может быть вычислена о использованием физико-механических характеристик загипсованных грунтов.

3.2, Несущая способность свай в загипсованных грунтах, работающих на осевую снимающую нагрузку, определяется по формуле

- ..

гений (М. .Стройиздат, 1985);

^- коэффициент, учитывающий повышенные значения прочноот-^в ных характеристик загипсованных оутлинков, принимаемый jf₆ ** 1,3 при опирают сваи в средне- ж слабо загипсованные суглинки; в остальных случаях    I;

Y - коэффициент условий работы грунта под юпгаим конце* ^см сваи, учитывающий снижение сопротивления R при выщелачивании солей, зависящий от вида грунта, исходного содержания солей и степени жх выщелачивания, определяется согласно п.3.3;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом свах, жОаСто/ir), определяется в соответствии с разделом 4 главы СНжП 2.02.03-85;

А- площадь опиранжя сван на грунт, м²; v - коэффициент условий работы основания сван, учитывающий ^п изменение сопротивления грунта по боковой поверхности при налички антикоррозионного покрытия, в случае отсутствия такого покрытия ){_n« I;

Ц,- наружный периютр поперечного сечения оваи, м;

(2)

13

эмпирический коэффициент, определяемый ив условия в I, численно равный максимальному снижению расчетного сопротивления R за счет выщелачивания солей; принимают Ьв 0,25 для среднезагипсованных и 6» 0,15 для слабозапшсованных грунтов;

расчетная степень выщелачивания соле! ив грунта под нижним концом свал на расчетный период експлувтацки сооружения, определяется по методике, приведенной в прял.1;

предельная степень выщелачивания, при превышении которой расчетное сопротивление R не снижается, принимают    0,4    для    супеси    и    ря    0,7    для суглинка.

3.4.    Коэффициент условий работы основания )f_n зависит от вида антикоррозионного покрытия сваи и грунта в ее основании. Значение определяется по результатам лабораторных исследований или при проведении статических испытаний свай.

3.5.    Расчетное сопротивление I -го слоя грунта по боковой поверхности буронабяваой свая определяется по формуле

в пределах глубины расположения середины l-го слоя грунта, тс/ы⁸, определяемое опытным путем на расселенных до ji> образцах; 'fil ^м преданные расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления в пределах глубины расположения оереджны L-го олоя грунта, принимаются для суглинков по табл.1 в зависимости от начальной запшсованнооти и расчетной степени выщелачивания солей & .. Дхя супесей принжмягт С - - О *    32°.    *    '¹

§ - коэффициент бокового давления грунта, определяется по форцуле

?^at(j (^5-т^).    (4)

В приложении 3 приведены примеры расчета несущей опособнооти буронабивных свай.

15

УДК 624.131.524.4

В Рекомендациях изложены методы определения несущей способности свай с учетом выщелачивания солей из основания, сложенного загипсованными глинистыми грунтами.

Рекомендации разработаны канд.техн.наук В.П. Петрухиным (НИИ оснований и подземных сооружений имени Н.Ы.Героеванова) и канд. техв.наук В.О.Геи<еряингом (Карагандинский политехнический иесте-

Рекомендации одобрены секцией Научно-технического совета НИИ оснований ж подземных сооружений и рекомендованы к изданию.

Рекомендации предназначены дхя инженерно-технических работников ивыскателъских, проектных и научно-исследовательских организаций.

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просьба направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д.6, НИИ оснований.

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсевано-ва, 1988

I. ОНЦИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

X.I. Настоящие Рекомендации составлены в развитие главы СНнП 2.02.03-85- Свайные фундаменты. Нормы проектирования (И. ,1986), ГОСТ 5686-76^. Сваи. Методы полевых испытаний (М., Издательство стандартов, 1982), Рекомендаций по инженерный изысканиям для проектирования и устройства свайных фундаментов (М., Стройиадат Д983) в освещают основные методические особенности определения несущей способности свай в загипсованных глжннсто-шивватнх грунтах при действии вдавлжвахщкх натру sox.

1.2.    Рекомендации распространяются на проектирование свайных

оснований, сложенных глинисто-пылеватыми грунтами (суглинками и супесями), находящимися в естественных условиях в воздуино-сухом (необводвеннсм) состоянии и содержащими гипс Х)₀ в любом количестве, а также примеси легвораотворимых солей в количестве не более б£. Среди загипсованных глинисто-пылеватых грунтов выделяют слабо загипсованные (10% < Ъ_а <    20%),    оредне    загипсованные (20%

* 1>₀ < 3550 и сильнозаглюованные (    1>_с    >    350.    Гиинио-

то-пнлеватне грунты, содержащие гипо менее 10%, относятся к неэа-гипсованныы.

1.3. Цри проектировании сооружений I ж 2 класса сильно- и средвезапшсованные глинистые грунты должны полностью прорезаться сваями о. заглублением их нижних концов не менее чем на I м в одой слабо- или незапшооваяного грунта. Для зданий и сооружений 3-го класса доцуокаетоя оставлять нижний конец овай в слое среднезагип-сованных грунтов, если по расчету жди результатам статических испытаний сваи с длительным замачиванием основания несущая опособ-вость обеосечена, а величина осадки о ван не превышает предельно допустимых значений.

1.4.    На вновь застраиваемых площадках, сложенных загипсованными грунтами, и на площадках, где ранее не применялись свайные фундаменты, статические испытания пробных овай явхяютоя обязательными. Такие испытания выполняют в процессе инженерно-строительных изысканий вблизи проектируемого объекта в пределах участков, наиболее характерных в инженерно-геологическом отношении, в меотах строительства наиболее ответственных сооружений, а также на участках с максимальной загипсованноетъю грунта.

1.5.    Размере пробных овай ж их количество определяются прог-самыой изысканий я назначаются в ЩДОИМООД 0£ уадодй aaiaraggg

3

вихренного неоуцего слоя (слоя эаглублення сван), возможностей бурового оборудования строительных организаций, предполагаемых расчетных нагрузок на фундамент, числа овей в фундаменте и сооружении ж др. Метода устройства пробных свай долины бить такими же, как ж пре устройстве производственных свай.

1.6.    Определение несуне! способности свай в загипсованных глинисто-пылеватых грунтах следует выполнять с учетом оледущих условий:

при кратковременном замачивании, а такие при длительной фильтрации воды и выщелачивании гжпоа из основания сваи происходит уменьшение ее несущей способности;

цри устройстве сваи в антикоррозионной ободочке ее несущая способность изменяется.

1.7.    В рекомендациях приводятся методы определения несущей способности овай вдавливаниям нагрузкам по результатам статических испытаний и расчетом.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СГОСОШОСТИ СВАЙ ГО РЕЗУЛЬТАТАМ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

2.1.    Опытное замачивание

2.1.1.    Цри проведении отатическях испытаний свай в загипсованных грунтах выполняют опытное замачивание грунта в их основании.

В зависимости от возможного изменения гидрогеологических условий площадки и рекяса инфильтрации воды о поверхности в период эксплуатации сооружения проводят кратковременное (при возможном аварийном замачивании) или длительное (в случае постоянных утечек иди подъема уровня подземных вод) замачивание.

2.1.2.    Кратковременное опытное замачивание выполняют с целью водовасыщення загипсованных грунтов в основании пробных овай. Дхя этого рекомендуется использовать способ локального закачивания. Замачивание основания производится через траншеи шириной 0,3-0,5 м и глубиной 0,6-1,0 м, уотраиваемые по периметру каждой пробной овай на расстоянии 0,8-1,0 м от ее боковой поверхности. Со дна трашеи устраивают не менее четырех дренажных скважин. Диаметр этих скважин 10*20 см, глубина не более 0,8£/ (где £ - длина пробной сваи). Скважины полностью, а траншею на 30-40 см засыпают лобном или гравием. В течение всего периода замачивания в траншее поддер-

4

кивают постоянный уровень воды и ведут учет количества заливаемой воды.

2.1*3. Длительное опытное замачивание выполняют с целью рассоления загипсованных грунтов в основании пробных свай. Для этого креме внутренней дренажной сети, изготавливаемой вокруг каждой пробной сваи, как описано в п.2.1.2. Рекомендаций, устраивается дополнительная внешняя дренажная система (рисЛ).

Рис.1. Рекомендуемая дренажная система для проведения длительного замачивания: 1    - дренажные скважины с траншеями для кратковременного замачивания; 2    - дренажные скважины с траншеями внешней дополнительной оиотемы; 3    - дренажная канава; ф - опытная свая; 0“ дренажная скважжна

При ее изготовлении о двух сторон группы пробных свай на расстоянии не менее 3d, (где &- наибольший диаметр пробной сваи) от их боковой поверхности пробуривают дренажные скважины внешней дополнительной сиотеш диаметром 0,6-0,8 м и глубиной, изменяющейся в пределах от 0,б£ до 1,2 £ . Скважины объединяют траншеей глубиной 0,4-0,6 м и заполняют щебнем или гравием до отметки ниже 20-30 ом от жх верха. С третьей стороны на расстоянии £ устраивают дренажную канаву глубиной не менее (0*6-0Л)£ . В период опытного адма-

5

чжвания поддерживают постоянны! уровень воды в скважинах и траншеях дренажной сиотемы. Появление механической суффозии фиксируют визуально или по резкому увеличению количества фильтрующей в грунт воды. В меотах появления механической суффозии необходимо заделывать промоины не8агидоованннм или слабозагипсованным глинисто-пылеватым грунтам.

2.1.4.    Для определения влажности и засоленности грунта, степени влажности G_v и фактической степени выщелачивания солей

из t-го слоя грунта в процессе опытного замачиваетя не реже одного раза в месяц на расстоянии не более 0,6-0,8 м от испытываемых свай отбирают пробы грунта нарушенной структуры из буровых скважин через I м до глубины не менее 6<Л (где 6L- диаметр дробной сваи) от нижнего конца сваи.

2.1.5.    Кратковременное опытное замачивание прекращается при

G 0,7 во всех отобранных пробах грунта.

Длительное опытное замачивание считается завершенным, если «Фактическая степень вняелачивяння солей но влет ттобят (К . топа

Аудпдпцдп »

2.1.6.    При взысканиях для зданий и сооружений I и 2-го классов в процессе опытного замачивания дополнительно измеряют перемещения отдельных слоев грунта, ведут наблюдения за прсыачжванием грунтового основания, а такие за изменением физико-механических

о вой отв и фильтрационной способности грунтов, химического состава фильтрующей воды. При атом пробные сваи рекомендуется уотренвать тензометрическими.

2.1.7.    Измерения перемещений отдельных слоев грунта производят с целью изучения возможности прооадки грунта под полами проектируемых сооружений, а такие возникновения сил отрицательного трения на боковой поверхности свай. При атом опытное замачивание необходимо выполнять из котлована площадью не менее 200 м^ и глубиной 0,5-0,1 м. Перемещения слоев грунта измеряют поверхностнши и глубинными марками, установленными но двум взаимно перпендикулярным направлениям. Конструкция морок должна позволять проводить измерения при фильтрации агрессивных вод в течение длительного (2-3 года) времени.

2.1.8.    Характер изменения зон увлажнения в плане ж но глубине опытной площадки определяют методом вертикальных электрических зов-глтонятгий (вэз). Для контрам иен данные сравнивают о рАяул.тд_Там«

определения влажности проб грунта, отбираемых грунтоотборниксм,

2.1.9. Для наблюдения 8а изменением химического состава фильтрующей воды при длительном замачивании между пробными сваями и дренажной канавой пробуривают и оборудуют фильтром наблюдательные скважины диаметром 127-146 мм н глубиной от 0,4 до 1,2 £ . В течение всего периода замачивания ведут наблюдения аа уровнем воды в скважинах. По пробам воды иг скважин определяют изменение химического состава фильтрующей в грунте воды. Методом откачки или нагнетания определяют коэффициент фильтрации грунта. Периодичность отбора проб воды ж определения коэффициента фильтрации определяется заданием н принимается не менее I раза в месяц.

2.1. Ю. Тензометрические оваи устраивают в виде отдельных отрезков, связанных между собой тенаодинамсметрамн. Тенводинамометры следует располагать под нижним концом свай, а также по стволу на границе разных по виду грунтов, в том числе различных по 8апшсо-ваяности. Конструкция тензодинамометров долина обеспечивать необходимую точность измерений усилий в сваях при длительном замачивании в агрессивной среда. При проведении опытного замачивания по показаниям тен80динамометров фиксируют возникновение сил отрицательного трения. По результатам статических испытаний таких свай определяют расчетные сопротивления грунта по боковой поверхности ж под их нижним концом.

2.2.    Проведение испытаний и обработка результатов

2.2.1.    Статические испытания свай в загипсованных грунтах проводят следующими методами:

метод I - сваю загружают пооле окончания опытного замачивания;

метод 2 - сваю загружают при природной влажности грунта о последующим опытным замачиванием основания.

2.2.2.    Испытания свай методом I проводят при инженерных изысканиях для зданий и сооружений 1-го, 2-го и 3-го классов. Кроме того, для особо ответственных и уникальных сооружений дополнительно проводят испытания свай методом 2.

2.2.3.    Статические испытания свай по методу I выполняют с помощью установок о гидравлическим домкратом (ряс.2) или установок о тарированным грузом (ржо.З). Грузовую платформу закрепляют металлическими тяжами к анкернш сваям, которых должно быть не менее 4. Нагружение пробных овей производят ступенчато-возрастапцей натруэ-

7

кой в соответствия с методикой ГОСТ 5606-78? Д*я загружены гру_ас>_ выг шатформ используют любо! тезированный гиге, например металлические или бетонные блоки.

Л)

Рис.2. Схемы установок с гидравлическим домкратом: а - установка с анкерными сваями; б - установка о опорами; I ** испытываемая свая; 2 - анкерная овая; 3 - реперная овстема с прогжбомерами; 4 - гидравлический домкрат; 5 - анкерный отенд; 6 - груэовая платформа; 7 - грув; 8 - опора

<0

ftic.3. Схемы установок с тарированнш грувом: а - установка с анкерными сваями; б - установка с опорами;

I - испытываемая свая; 2 - анкерная свая; 3 - реперная система о прогиб онерами; А - грузовая платформа; б - тарированные груа; 6 -опора; 7 - металлические тяж