8 Основания и фундаменты
А Общие положения
8.1 Основания СВСиУ должны проектироваться на основе:
а) результатов инженерно-геологических и инженерно-гидрологических изысканий;
б) данных, характеризующих конструктивные и технологические особенности сооружения, нагрузки, действующие на фундамент, и условия его эксплуатации;
в) технико-экономического сравнения возможных вариантов решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов.
При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях.
8.2 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания и фундамента, в том числе свайного, для определения размеров и глубины заложения фундамента, вида свай, их длины и размеров поперечного сечения, расчетной нагрузки, допускаемой на сваю.
Грунты оснований в описаниях результатов инженерных изысканий должны именоваться согласно ГОСТ 25100.
8.3 Проектом оснований и фундаментов должна предусматриваться срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях рекультивации земель, озеленения и т.п.
8.4 Исходя из условий, изложенных в пункте 8.1, СВСиУ следует, как правило, сооружать на фундаментах:
в русле реки - из забивных свай и, в отдельных случаях, из свай-оболочек. Применение ряжевых или свайно-ряжевых фундаментов, засыпанных камнем, допускается при невозможности заглубления свай в не размываемую толщу, либо при необходимости восприятия тяжелой ледовой нагрузки;
вне русла реки применяются фундаменты на естественном основании (в виде деревянных лежней, бетонной или железобетонной плиты), а также свайные фундаменты.
8.5 Настоящим разделом не рассматриваются вопросы проектирования оснований и фундаментов в условиях:
- вечномерзлых грунтов;
- просадочных грунтов.
Проектирование оснований и фундаментов для этих случаев должно выполняться согласно СНиП 2.02.04-88 и СНиП 2.01.09-91 соответственно.
Б Фундаменты на естественном основании
8.6 Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний:
а) первой группы - по несущей способности конструкций оснований, устойчивости фундаментов против опрокидывания и сдвига;
б) второй группы - по деформациям (осадкам) оснований.
8.7 Основания рассчитываются по деформациям во всех случаях, по несущей способности - в случаях если:
а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки;
б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
в) основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами (при степени влажности Sr ≥ 0,85 и коэффициенте консолидации Cv ≤ 107 см2/год);
г) основание сложено скальными грунтами.
Расчет оснований по несущей способности и деформациям производится согласно СНиП 2.02.01-83*.
8.8 Взвешивающее действие воды на грунты и части сооружения, расположенные ниже уровня поверхностных или подземных вод необходимо учитывать, при расчетах по несущей способности оснований и по устойчивости положения фундаментов. Уровень воды принимается невыгоднейший - наинизший или наивысший.
8.9 Проверка устойчивости фундаментов против сдвига (см. раздел 6) производится при следующих значениях коэффициентов трения подошвы фундаментов по грунту:
для глин и скальных грунтов с омывающейся поверхностью (глинистые известняки, глинистые сланцы и т.п.) при затоплении водой - 0,1;
для тех же грунтов во влажном состоянии - 0,25
для тех же грунтов в сухом состоянии - 0,30
для песков - 0,40
для гравелистых и галечниковых грунтов - 0,50
для суглинков и супесей - 0,30
для скальных пород с не омывающейся поверхностью - 0,60
8.10 Для оснований из нескальных грунтов под фундаменты мелкого заложения, рассчитываемых без учета заделки в грунт, положение равнодействующей расчетных нагрузок, характеризуемое относительным эксцентриситетом -  , должно быть ограниченно следующими пределами:
1) на нескальных грунтах при отсутствии бокового давления грунта на фундамент:
- при учете только постоянных нагрузок - 0,2;
- при учете постоянных и временных нагрузок - 1,0
2) на нескальных грунтах при наличии бокового давления грунта на фундамент:
- при учете только постоянных нагрузок - 0,5;
- при учете постоянных и временных нагрузок - 0,6
3) на скальных грунтах при учете постоянных и временных нагрузок - 1,2
 - эксцентриситет приложения равнодействующей нагрузок относительно центра тяжести подошвы фундамента;
 - радиус ядра сечения по подошве фундамента, причем момент сопротивления W относится к менее нагруженной грани.
8.11 Наибольшее расчетное давление фундамента на основание определяется по формуле:
 (8.1)
где σ - наибольшее давление от расчетных нагрузок в уровне подошвы фундамента;
М - момент от расчетных нагрузок в уровне подошвы фундамента относительно его центра тяжести;
F и W - площадь и момент сопротивления подошвы фундамента.
Формула действительна при условии  что соответствует условию  При несоблюдении этих условий  максимальное давление фундамента на основание следует определять, исходя из треугольной формы эпюры, построенной в пределах сжимаемой части основания:
 (8.2)
В частном случае, при  максимальное давление: 
где а - ширина подошвы фундамента (размер в направлении плоскости действия момента);
b - длина подошвы фундамента (размер в направлении, перпендикулярном плоскости действия момента М).
8.12 При проектировании фундаментов на естественном основании следует применять:
а) в лежневых фундаментах - окантованные бревна местных хвойных и лиственных пород (преимущественно короткомер), отвечающих требованиям раздела 9, шпалы и брусья;
б) в ряжевых фундаментах - лес местных хвойных и лиственных пород, отвечающих требованиям раздела 9;
в) фундаменты из монолитного и сборного железобетона.
8.13 Применение монолитного бетона и железобетона марок, указанных в разделе 10, допускается в массивных фундаментах на естественном основании, как правило, не подлежащих последующей разборке после демонтажа вспомогательных конструкций.
8.14 Глубина заложения фундаментов вспомогательных сооружений должна назначаться по результатам расчета грунтовых оснований с учетом:
а) геологических и гидрогеологических условий расположения сооружения;
б) глубины промерзания;
в) условий размыва грунтов основания;
г) характерных особенностей конструкции фундамента и метода производства работ по его возведению.
8.15 Подошву фундамента сборного, ряжевого и лежневого типов следует закладывать:
а) на суходолах и неразмываемых поймах при пучинистых грунтах - не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания;
б) на суходолах и неразмываемых поймах при непучинистых крупнопесчаных, гравелистых и галечниковых грунтах и при скальных породах - независимо от глубины промерзания грунтов;
в) на размываемых поймах на 0,5 м ниже глубины местного размыва у данной опоры с соблюдением вышеприведенных указаний относительно промерзания. В случаях принятия защитных мер от подмыва (каменная обсыпка, укрепление фашинами, шпунтовые ограждения и т.п.) - только с учетом условий промерзания;
г) в руслах рек при размываемых грунтах - на 0,5 м ниже глубины местного размыва у данной опоры, в случае принятия защитных мер от подмыва или при неразмываемом грунте допускается непосредственное опирание фундамента на выровненную поверхность грунта.
8.16 В местах отсутствия подмыва грунтов основания допускается подошву фундамента мелкого заложения располагать на подсыпках толщиной не менее 0,3 м, устраиваемых из щебенистых, песчаных, гравелистых или галечниковых грунтов.
Подсыпки под фундаменты, сооружаемые в пределах суходолов, должны устраиваться на предварительно очищенных от растительного покрова площадках.
Размеры подсыпки под подошвой фундамента в плане следует назначать с расчетом, чтобы ширина бермы была на 0,5 м больше размеров фундамента. Откосы подсыпки принимаются не круче 1:1,5, а в пределах водотоков не круче 1:2.
В Фундаменты на забивных сваях
8.17 Расчет свайных фундаментов СВСиУ и их оснований должен быть выполнен по предельным состояниям:
а) первой группы
- по прочности материала свай и свайных ростверков;
- по несущей способности грунта основания свай;
б) второй группы
- по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок;
- по перемещениям свай (горизонтальным и углам поворота головы свай) совместно с грунтом основания от действия горизонтальных нагрузок и моментов.
8.18 Расчет по прочности материала свай и ростверков должен производиться в зависимости от материала конструкции в соответствии с требованиями СНиП II-25-80, СНиП 52-01-2003, СНиП II-23-81*, СП 53-102-2004, СНиП 2.05.03-84*, СНиП 2.02.03-85 и указаниями настоящего раздела.
8.19 Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
 (8.3)
где N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
Fd - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;
γк - коэффициент надежности.
Значения величин N, Fd, γк определяются (принимаются) согласно СНиП 2.02.03-85 пункт 3.10 и указаниям настоящего раздела.
8.20 Несущую способность Fd, кН (тс), висячей сваи, работающей на сжимающую нагрузку, следует определять, как сумму расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом сваи и по боковой поверхности согласно указаниям раздела 4 СНиП 2.02.03-85 пункт 4.2.
8.21 Расчетный отказ сваи Sa при забивке или добивке её молотом принятого в проекте типа определяется по формуле:
0123S10-06602
 (8.4)
где γк - коэффициент надежности по пункту 8.19;
η - коэффициент, принимаемый по таблице 8.1 в зависимости от материала сваи, кН/м2 (тс/м2);
А - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м2;
Ed - расчетная энергия удара молота, кДж (тс · м), принимаемая по таблице 8.2;
m1 - масса молота, т;
m2 - масса сваи и наголовника, т;
m3 - масса подбабка, т;
ε - коэффициент восстановления удара: при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ε2 = 0,2.
Таблица 8.1
Случай расчета
|
Коэффициент η, кН/м2 (тс/м2)
|
Испытание свай забивкой и добивкой, (а также в случае определения отказов) при видах свай:
|
|
Железобетонных с наголовником
|
1500 (150)
|
Деревянных без подбабка
|
1000 (100)
|
Деревянных с подбабком
|
800 (80)
|
Стальных с наголовником
|
5000 (500)
|
Контроль несущей способности свай по результатам производственной забивки при значении Ed/Sa кН (тс):
|
|
1000 (100) и менее
|
2500 (250)
|
2000 (200)
|
1500 (150)
|
4000 (400)
|
950 (95)
|
8000 (800) и более
|
700 (70)
|
8.22 Расчетную нагрузку на сваю N, кН (тс), следует определять, рассматривая фундамент как рамную конструкцию, воспринимающую вертикальные и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.
Таблица 8.2
№ п.п.
|
Молот
|
Расчетная энергия удара молота Ed, кДж (тc ∙ м)
|
1
|
Подвесной или одиночного действия
|
GH
|
2
|
Трубчатый дизель - молот
|
0,9GH
|
3
|
Штанговый дизель - молот
|
0,4GH
|
4
|
Дизельный при контрольной добивке одиночными ударами без подачи топлива
|
G(H - h)
|
Примечания
1 G - вес ударной части молота, кН (тс).
2 h - высота первого отскока ударной части дизель-молота от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке, м (см. пункт 4).
Для предварительных расчетов допускается принимать:
для штанговых молотов h = 0,6 м; для трубчатых молотов h = 0,4 м.
|
Г Конструирование
8.23 В зависимости от свободной длины сваи рекомендуется применять фундаменты, состоящие:
а) из одиночных деревянных вертикальных свай - при свободной их длине от 1 м до 2 м с постановкой горизонтальных, продольных и поперечных схваток около верхних концов свай;
б) из пакетных деревянных свай - при свободной их длине до 4 м с постановкой горизонтальных, продольных и поперечных схваток около верхних концов свай, при свободной длине сваи менее 2 м постановка схваток не обязательна;
в) из вертикальных и наклонных деревянных свай (как одиночных, так и пакетных) - при свободной их длине не свыше 4 м;
г) из стальных и железобетонных свай - при свободной их длине не свыше 6 м, при условии обеспечения требуемой жесткости опор;
д) из вертикальных свай любого типа, объединенных пространственным каркасом, - при глубинах воды свыше 4 м.
8.24 На не мерзлых грунтах с твердыми включениями и любых мерзлых грунтах следует применять стальные сваи.
8.25 Глубина погружения свай в грунт определяется в зависимости от расчетной нагрузки на сваю и геологических условий, но должна быть для висячих свай не менее 3 м от уровня возможного местного размыва дна реки у данной опоры.
В случаях последующего устройства вокруг свайного фундамента ряжа с загрузкой камнем может быть допущена меньшая глубина забивки свай, но при условии получения требуемого отказа.
Для свай-стоек глубина погружения определяется отметкой опорного пласта грунта.
На суходоле глубина погружения сваи считается от уровня подошвы низкого свайного ростверка, а при высоком ростверке от уровня дневной поверхности грунта (естественной или в результате срезки).
8.26 Сваи, работающие на растягивающие усилия, должны иметь необходимую прочность на растяжение в сопряжениях с ростверком (плитой) в стыках и заделке их в грунте.
Если по расчету получаются растягивающие усилия в сваях, то в случаях, когда конструкция сопряжения свай с вышерасположенной частью фундамента не может обеспечить передачу таких усилий, требуется повторить расчет, изменив плоскую расчетную схему фундамента путем исключения из неё растянутых свай.
8.27 При расчетном шарнирном опирании свай на скальную породу их низ должен быть заглублен в не размываемую толщу плотных или средней плотности наносных отложений не менее чем на 1 м. При необходимости свайный фундамент укрепляется путем отсыпки камнем (например, ограждением в виде ряжевой перемычки высотой не менее 1 м, заполненной камнем).
При опирании свай непосредственно на скалу (без укрепления путем обсыпки камнем), глубине забивки свай ниже уровня размыва менее 3 м, а также во всех случаях, когда глубина воды в месте устройства опор более 4 м, свайные фундаменты должны сооружаться с применением подводных каркасов, связей или наклонных свай.
8.28 Если фундаменты из одних вертикальных свай не могут воспринять расчетные горизонтальные нагрузки, то независимо от свободной длины свай часть из них или все следует располагать с наклоном до 5:1.
В конструкции фундаментов с наклонными сваями следует предусматривать сваи, имеющие наклоны вдоль и поперек опоры.
8.29 Сваи размещаются в рядовом или шахматном порядке с расчетом возможно более равномерного распределения на них нагрузки. Расстояние между осями забивных висячих свай должно быть не менее трех толщин свай в уровне их острия и не менее 1,5 толщин свай - в уровне низа плиты (ростверка), а для свай- оболочек - не менее 1 м в свету. При двухрядном расположении вертикальных свай допускается уменьшать расстояние между осями рядов до двух толщин свай. Расстояние между осями свай - стоек в уровне их низа должно быть не менее двух толщин свай.
8.30 Размещение свай в плане внецентренно нагруженного фундамента следует производить в соответствии с расчетной нагрузкой, действующей в плоскости подошвы плиты ростверка. При этом равнодействующая постоянных сил, действующих на свайный фундамент, должна проходить, возможно, ближе к центру тяжести плана свайного фундамента в уровне нижних концов свай.
8.31 Для фундаментов допускается использовать деревянные сваи. Стыки свай выполняются на стальных накладках или патрубках с установкой сквозных болтов.
8.32 В необходимых случаях (слабые грунты, отсутствие другого материала для свай и др.) допускается применение забивных деревянных свай с уширенными пятами или пакетные сваи из бревен или брусьев.
8.33 Головы деревянных свай должны быть объединены деревянным, стальным или железобетонным ростверком, обеспечивающим распределение на сваи нагрузок, действующих на свайный фундамент.
8.34 Толщина насадок деревянных ростверков должна быть не менее 22 см, а ширина - обеспечивать перекрытие голов свай ряда. Соединение свай с насадками должно осуществляться хомутами, либо планками, на болтах и шурупах (глухарях) с постановкой осевых штырей.
8.35 Конструкция железобетонной плиты ростверка и заделки в ней свай принимается по СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы». Класс бетона плиты должен быть не ниже В15.
8.36 Головы стальных свай рекомендуется объединять ростверком из стальных конструкций, жестко соединенных со сваями с помощью привариваемых к ним переходных опорных башмаков.
|
