РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ - 4. Расчет свайных фундаментов по деформациям пучения грунта

4. Расчет свайных фундаментов по деформациям пучения грунта

4.1. Расчет свайных фундаментов по деформациям пучения производится исходя из следующих условий:

h S_и;                                                           (4.1)

S_отh;                                                           (4.2)

                                     (4.3)

где h - подъем наименее нагруженной сваи, вызванный пучением грунта;

S_от - осадка сваи после оттаивания грунта;

 - относительная деформация фундамента;

S_и,  - соответственно предельные абсолютные и относительные деформации пучения фундамента которые допускается принимать по таблице.

Таблица

Предельные деформации фундаментов

Примечание. На основании расчета системы фундаментная балка-стена на прочность допускается уточнять значения и S_и.

4.2. Подъем буронабивной сваи определяется по формуле

                                                                           (4.4)

где h_а - деформация пучения (подъем) ненагруженного грунта в уровне верхнего сечения сваи, находящегося на глубине а от поверхности грунта;

h_а - деформация пучения поверхности грунта;

d_f - расчетная глубина промерзания грунта, м;

 - коэффициент, зависящий от диаметра сваи d; при d=0,2 м =0,4 м^-1/2, при d=0,35 м =0,50 м^-1/2, при d=0,5 м =0,30 м^-1/2, при d=0,8 м =0,2 м^-1/2; при промежуточных значениях d коэффициент  определяется по интерполяции;

l - длина сваи, м;

N - нагрузка на сваю, кН;

N₀ - обобщенная сила, кН, равная

,

где G - собственный вес сваи, кН

f - сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, кН/м², принимается равным р_сtg+c₁ упрочненного грунта (см. п. 3.2);

- нормативные удельные касательные силы пучения, кН/м²; для слабопучинистых грунтов =70 кН/м², среднепучинистых - 90 кН/м².

4.3. Подъем пирамидальных свай определяется по формуле

                                                                           (4.5)

где - коэффициент, характеризующий отношение подъема ненагруженной сваи к подъему ненагруженного грунта в уровне верхнего сечения сваи, принимается численно равным

,

где - параметр, характеризующий удельные нормальные силы пучения, кН/м²; принимается равным: 200, 400, соответственно для слабо-, среднепучинистых грунтов;

- угол наклона боковых граней сваи к вертикали, град.

N_а - сила сопротивления талого грунта выдергиванию сваи;

;

с_у - расчетное сцепление уплотненного грунта, МПа, принимается в соответствии с ВСН 26-84.

Остальные обозначения те же, что в п. 4.2.

4.4. Для выполнения требования (4.2) необходимо соблюдать условие

                                                        N > P_б.от.,                                               (4.6)

где Р_б.от. - несущая способность боковой поверхности сваи после оттаивания грунта при осадке S, равной подъему сваи. Для буронабивной сваи условие (4.6) выполняется, если

                                                  (4.7)

где - коэффициент условий работы, учитывающий увеличение сопротивления грунта на боковой поверхности сваи ниже зоны промерзания за счет частичного его обезвоживания,

К₀, S₀, Р_б.пр,  - те же значения, что в п. 3.2.

Для пирамидальных свай условие (4.6) удовлетворяется, если

                                         ,                                                       (4.8)

где h_a, d_f, F_d - те же значения, что в п. 3.1, 4.2.

4.5. Относительная разность деформаций пучения свай зданий стоечно-балочной конструкции, зданий с деревянными конструкциями определяется по формуле

                                         ,                                            (4.9)

где  - максимальная разность подъемов двух соседних свай, м;

х - расстояние между осями свай, м.

При определении  попарно рассматриваются соседние сваи. При этом подъем ненагруженной поверхности грунта принимается изменяющимся по длине (ширине Æ) здания в соответствии с зависимостью

,                                 (4.10)

где h_fmax, h_fmin - подъемы ненагруженной поверхности грунта, м, соответствующие экстремальным значениям расчетной предзимней влажности грунта на площадке строительства, определяемые в соответствии с ВСН 29-85;

x_i - расстояние между осями рассматриваемой сваи и крайней левой в фундаменте стены здания или его отсека;

L - расстояние между осями крайних свай в фундаменте стены здания (отсека здания), м.

4.6. Относительная деформация свай зданий с несущими стенами из кирпича, блоков, панелей (относительный прогиб, выгиб) определяется по формуле

                         ,                                                        (4.11)

где h_л, h_ср - подъемы соответственно крайней левой и средней свай, м; определяются в соответствии с п.п. 4.2, 4.3.

Примечание. В том случае, когда непосредственно под серединой стены здания (отсека здания) свая отсутствует, за h_ср следует принимать подъем стены в сечении, отстоящем на расстоянии L/2 от крайней левой сваи.

4.8. Дополнительные нагрузки на сваи определяются из совместного решения уравнений

                                          (4.14)

;                                                                     (4.15)

;                                                                        (4.16)

где h_л, h_i  - подъемы крайней левой и  i-й сваи с учетом дополнительной нагрузки, м; определяются по одной из формул (4.12...4.I3) в зависимости от типа сваи;

q - угол склона оси условной балки к горизонтали на крайней левой опоре (сваи), рад;

EJ - приведенная жесткость на изгиб условной балки (надфундаментных конструкций); определяется согласно ВСН 29-85;

p_i - нагрузка на сваю, находящуюся на расстоянии x_i от крайней левой сваи. Остальные обозначения прежние.

Примечания: 1. Уравнения типа (4.14) составляют для всех свай, исключая крайнюю левую.

2. При симметричной относительно оси стены системе уравнения (4.15)   тождественно равны уравнениям (4.14). В этом случае недостающие уравнения составляют на основе равенства перемещений стены и свай, расположенных справа от оси симметрии.

3. При составлении уравнений (4.14...4.16) все дополнительные силы принимаются положительными, действующими сверху вниз на сваи и снизу вверх на условную балку.

Направление дополнительных сил и их значения определяют в результате решения системы уравнений. Зная значения и знак дополнительных сил, по формулам (4.12, 4.13) можно определить подъемы свай, а по формуле (4.11) - относительную деформацию системы в целом,