ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ
СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В г. МОСКВЕ

2001

Предисловие

1. РАЗРАБОТАНА НИИОСП им. Н.М. Герсеванова (д.т.н. Ильичев В.А. - руководитель темы, д.т.н. Бахолдин Б.В., к.т.н. Игнатова О.И., к.т.н. Конаш В.Е., к.т.н. Мариупольский Л.Г., к.т.н. Михеев В.В., д.т.н. Петрухин В.П., к.т.н. Трофименков Ю.Г.).

2. ПОДГОТОВЛЕНА к изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.)

3. УТВЕРЖДЕНА и введена в действие указанием Москомархитектуры от 30.11.2001 № 44

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Условия строительства в г. Москве постоянно усложняются - новое строительство ведется на территориях со все более сложными инженерно-геологическими и экологическими условиями (слабые и техногенные грунты, неблагоприятные инженерно-геологические процессы). Реконструкция и строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляются, как правило, рядом с существующей застройкой. Развивается строительство «точечных» высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание, когда свайные фундаменты и комбинированные свайно-плитные фундаменты обычно являются наиболее эффективными видами фундаментов.

Ввод в действие в начале 1998 г. городских строительных норм «Основания, фундаменты и подземные сооружения» - МГСН 2.07-97 и ряда рекомендаций в развитие МГСН (см. разд. 2), как дополнение и развитие федеральных нормативных документов в строительстве, способствовал повышению качества и культуры строительства, надежности существующих зданий при строительстве новых зданий на застроенных площадках с различными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями.

Вместе с тем, некоторые новые технологии выполнения геотехнических работ и конкретные условия строительства в Москве в действующих нормативных документах освещены недостаточно.

В настоящей инструкции подробно рассматриваются отмеченные выше вопросы, она дополняет действующие нормативные документы

применительно к свайным фундаментам, что позволит обеспечить повышение качества и надежности геотехнических работ при снижении их стоимости.

1. Общие положения

1.1 Настоящая инструкция разработана для г. Москвы в соответствии с требованиями главы СНиП 10-01-94 как дополнение и развитие федеральных и региональных нормативных документов в строительстве (главы СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85, СНиП 3.02.01-87, МГСН 2.07-01).

1.2 Целью Инструкции является повышение надежности и экономичности устройства свайных фундаментов гражданских и промышленных зданий за счет применения новых и эффективных их конструкций, а также учета при проектировании природных, техногенных и социальных особенностей строительства в г. Москве.

1.3 Инструкция не распространяется на искусственные сооружения транспортных магистралей, метрополитен, гидротехнические и мелиоративные сооружения, магистральные и промысловые трубопроводы, фундаменты машин с динамическими нагрузками.

1.4 Инструкция обязательна для всех организаций, независимо от форм собственности и принадлежности, связанных с проведением инженерных изысканий, проектированием и производством работ по устройству свайных фундаментов в г. Москве. Указанные работы должны выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии.

1.5 Для качественного выполнения всех работ, рассматриваемых в настоящей инструкции, должны быть соблюдены следующие требования:

- собраны необходимые для проектирования данные;

- проектирование производится квалифицированными специалистами;

- установлена непрерывная взаимосвязь между изыскателями, проектировщиками и строителями;

- установлен необходимый контроль на заводах стройдеталей и на площадке строительства;

- строительные работы осуществляются обученным персоналом;

- используемые материалы удовлетворяют техническим условиям;

- сооружение будет нормально эксплуатироваться;

- сооружение будет использовано для условий, предусмотренных в проекте.

1.6 Требования п. 1.5 обеспечиваются выполнением полноценных инженерных изысканий для оценки инженерно-геологических и экологических условий строительства, выбором эффективного вида свайного фундамента, соответствующих методов расчета и деталей конструкции фундамента, а также установлением методов контроля при изготовлении конструкций, производстве строительных работ и эксплуатации сооружения.

1.7 Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями нормативных документов на изыскания и исследования строительных свойств грунтов и разделом 5 настоящей инструкции. Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для обоснованного выбора вида свайного фундамента, определения глубины заложения и размеров свай с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, а также оценки влияния строительства на соседние сооружения и окружающую среду.

1.8 Свайные фундаменты должны проектироваться на основе:

а) результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий для строительства;

б) данных, характеризующих назначение, конструктивные технологические особенности сооружения, действующие нагрузки и условия и срок его эксплуатации;

в) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и подземных сооружений.

При проектировании свайных фундаментов следует учитывать местные условия строительства, окружающую застройку, экологическую обстановку, а также имеющийся опыт строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных условиях.

1.9 Для определения состава и объема работ при инженерно-геологических изысканиях, при проектировании и устройстве свайных фундаментов следует учитывать геотехническую сложность объекта строительства (геотехническую категорию), устанавливаемую в соответствии с рекомендациями МГСН 2.07-01.

1.10 В проектах свайных фундаментов зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (ГОСТ 27751-88. Изм. № 1), возводимых в сложных инженерно-геологических условиях, следует предусматривать: научно-техническое сопровождение проектирования и строительства; установку необходимых приборов и приспособлений для проведения натурных измерений деформаций как строящихся и реконструируемых, так ^и расположенных вблизи зданий и сооружений, и поверхности территории вокруг них. Натурные измерения деформаций должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании проектирование имеются специальные требования по измерению деформации.

1.11 Стадии проектирования свайных фундаментов должны устанавливаться заказчиком и генеральным проектировщиком в зависимости от сложности инженерно-геологических условий, уровня ответственности проектируемого объекта и сроков строительства.

1.12 Расчет свайных фундаментов и их оснований должен проводиться по предельным состояниям первой и второй группы в соответствии с требованиями глав СНиП 2.02.03-85 и СНиП 2.03.01-84 и настоящей инструкции.

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах свайных фундаментов, следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

1.13 Термины и определения, принятые в настоящей инструкции, соответствуют действующим федеральным и региональным нормативным документам.

2. Нормативные ссылки

1. СНиП 10-01-94. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.

2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. БСТ: № 5 - 90, №№ 11, 12 - 93.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.

4. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.

5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции.

6. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

7. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, Утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

8. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

9. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства.

10. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.

11. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. 1, 2 и 3).

12. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями.

13. ГОСТ 7473-94. Смеси бетонные. Технические условия.

14. ГОСТ 10181.1-81. Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости.

15. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

16. ГОСТ 14098-91. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры.

17. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности.

18. ГОСТ 19804.2-79. Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.

19. ГОСТ 19804.5-83. Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.

20. ГОСТ 19804.6-83. Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры.

21. ГОСТ 19912-01. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.

22. ГОСТ 20276-99. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

23. ГОСТ 20522-96. Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний.

24. ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. Изменение № 1 ГОСТ 27751-88.

25. ВСН 490-87. Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки. Минмонтажспецстрой, 1987.

26. МГСН 2.07-01. Основания, фундаменты и подземные сооружения.

27. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москве. Москомархитектура, 1997.

28. Рекомендации по проектированию и устройству оснований, фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки. Москомархитектура, 1998.

29. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции. Москомархитектура, 1998.

30. Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г. Москве. Москомархитектура, 1999.

3. Условия строительства в г. Москве

3.1 В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно-гражданского назначения размещаются в пределах г. Москвы преимущественно на следующих территориях:

- территориях, ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно-гражданское строительство;

- территориях со сложной инженерной подготовкой;

- территориях, ранее занимавшихся промышленными предприятиями, выведенными за городскую черту;

- территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;

- территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;

- в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.

3.2 С точки зрения влияния на выбор видов свайных фундаментов упомянутые в п. 3.1 площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:

- строительство на вновь выделяемых территориях;

- строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;

- строительство на свободных (или освобождаемых) территориях в зоне существующей застройки;

- реконструкция зданий с изменением (частичным или полным) его конструкций;

- реконструкция зданий-памятников архитектуры (как правило, без изменения архитектурных и конструктивных элементов).

3.3 Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса, представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно-ледникового комплекса. Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста, юрскими глинами, карбоновыми известняками и мергелями (табл. 3.1).

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям. К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером, режим которого нарушен.

3.4 Инженерно-геологические условия значительной части территории Москвы являются сложными для строительства вследствие развития негативных инженерно-геологических процессов, среди которых можно выделить изменение гидрогеологических условий (в частности подтопление территории), карстово-суффозионные процессы, оползни, оседание земной поверхности. Гидродинамические процессы, связанные с воздействием поверхностных и подземных вод, проявляются как в формировании значительных депрессионных воронок, так и подтоплении, которое охватывает около 40 % территории города.

3.5 Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В центральной части Москвы на поверхности залегает толща техногенных отложений средней мощностью около 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этой толщи характерны слоистость, наличие включений, каменистость, загрязненность рядом химических элементов, щелочность. Местами этот слой насыщен остатками строительства: цементом, бетоном, металлическими предметами и перекрыт асфальтобетонным покрытием.

Таблица 3.1

Стратиграфическая колонка г. Москвы

Следует особо отметить значительное загрязнение грунтов вредными для человека химическими элементами и другими отходами. Опасный уровень загрязнения отмечается на 25 % территории города, главным образом в центральной и восточной его части.

3.6 Отмеченные выше отдельные процессы и явления, характеризующие неблагоприятную инженерно-геологическую и экологическую обстановку на территории Москвы, требуют рассмотрения проблем геологического и экологического риска, что делает обязательным при проектировании и строительстве предусматривать проведение мероприятий по снижению интенсивности развития опасных геологических процессов и повышению стабильности геологической среды. Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта и основываться на результатах комплексного мониторинга состояния окружающей среды, который должен начинаться на стадии инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий. На основе изысканий и мониторинга должны быть даны следующие прогнозы:

1) прогноз изменения физико-механических, химических и фильтрационных свойств грунтов;

2) прогноз техногенных изменений поверхностной гидросферы;

3) прогноз изменений подземной гидросферы;

4) прогноз развития экзогенных геологических процессов, особенно в части специфических структурно-неустойчивых грунтов.

Мониторинг, осуществленный на стадии изысканий, должен дополняться мониторингом на стадии строительства (разд. 14). Этот мониторинг обеспечивает получение данных о ходе выполнения проекта и изменениях в окружающей среде, а для ответственных сооружений является также источником информации для принятия решений в ходе научно-технического сопровождения строительства.

3.7 В связи с намечаемым ростом этажности жилых домов в районах массовой застройки возрастает уровень нагрузки на основание (общая нагрузка от здания, деленная на его площадь). Для типовых зданий высотой более 17 этажей этот уровень нагрузки достигает 0,45 МПа, а для зданий высотой более 75 м - даже 0,5 МПа. Учитывая это, масштабы применения свайных фундаментов должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность. При выборе типа фундаментов в большей степени, чем для массового строительства, применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.

4. Виды свайных фундаментов, виды и типы свай

4.1 По условиям взаимодействия свай с грунтами основания следует различать три вида свайных фундаментов:

- фундаменты из свай-стоек;

- фундаменты из висячих свай;

- комбинированные свайно-плитные фундаменты (КСП).

4.2 В фундаментах первых двух видов воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание целиком сваями. При этом сваи-стойки передают нагрузки на грунты основания исключительно их нижними концами, а висячие сваи - как нижними концами, так и боковыми поверхностями.

4.3 В комбинированных свайно-плитных фундаментах воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание как сваями, так и объединяющей их плитой. При этом сваи в составе этих фундаментов должны работать как висячие.

4.4 По способу устройства следует различать два вида свай:

- погружаемые в грунт заранее изготовленные сваи;

- сваи, изготовленные непосредственно на строительной площадке.

4.5 Основными типами свай первого вида, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

- забивные железобетонные сваи квадратного сплошного сечения, погружаемые в основание забивкой без выемки грунта или в лидерные скважины;

железобетонные сваи-оболочки (полые круглые), погружаемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта;

- винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола (трубы) с значительно меньшей (в несколько раз) по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

- бурозавинчивающиеся сваи, представляющие собой металлическую трубу со спиральной навивкой, погружаемые в основание завинчиванием в сочетании с вдавливанием;

- вдавливаемые железобетонные сваи квадратного сплошного сечения и металлические трубчатые сваи, погружаемые в основание вдавливанием.

4.6 Номенклатура забивных свай и свай-оболочек приведена в табл. 4.1. При этом для обоих типов выделены составные сваи и сваи-колонны.

4.7 При проектировании следует иметь в виду, что применение вместо традиционных железобетонных свай сечением 30×30 см свай большого сечения, полых круглых свай, свай-колонн, а также составных свай различного типа дает существенный экономический эффект. При этом следует принимать во внимание, что длина цельных свай ограничена 12 м по условиям их транспортировки в г. Москве.

4.8 Для винтовых свай диаметр винтовой лопасти составляет 40, 60, 80 и 100 см, наружный диаметр ствола - примерно в три раза меньше и принимается равным диаметру соответствующей стандартной металлической трубы. Винтовые сваи - цельные и поэтому их длина не превышает 12 м.

Таблица 4.1

4.9 Для бурозавинчивающихся свай наружный диаметр металлических труб, используемых в качестве их стволов, составляет от 10 до 60 см, а длина, как и остальных цельных свай первого вида, не превышает 12 м. Спиральная навивка представляет собой непрерывный металлический стержень треугольного, квадратного или круглого сечения (например, арматуру) шириной (0,04 - 0,06)d, приваренный к металлической трубе с шагом (0,5 - 1,0)d, где d - наружный диаметр трубы.

4.10 Для вдавливаемых свай ширина грани железобетонных квадратных свай составляет 20, 25 и 30 см, а наружный диаметр металлических трубчатых свай изменяется в диапазоне от 15 до 32,5 см и соответствует диаметру стандартной металлической трубы. Вдавливание таких свай (особенно металлических) может осуществляться отдельными секциями, и поэтому длина их не ограничена 12 м, а зависит от грунтовых условий строительной площадки и наибольшего усилия вдавливания, развиваемого сваевдавливающей установкой.

4.11 Основными типами свай второго вида (п. 4.4) по способу их устройства, применение которых эффективно при строительстве в г. Москве, являются:

- буронабивные железобетонные сваи сплошного сечения с уширениями и без них, устраиваемые путем бурения скважин, изготовления при необходимости уширения и последующего их бетонирования;

- буроинъекционные сваи, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания в них (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора, либо буроинъекционные сваи РИТ, ствол которых формируется по разрядно-импульсной технологии электрическими разрядами.

4.12 Номенклатура буронабивных свай приведена в табл. 4.2. Сваи должны изготавливаться из тяжелого бетона класса не ниже В15.

4.13 Диаметр буроинъекционных свай составляет от 15 до 25 см, длина - до 40 м.

Таблица 4.2

5. Требования к инженерно-геологическим изысканиям

5.1 Инженерно-геологические изыскания для проектирования и устройства свайных фундаментов на территории г. Москвы (изыскания для свайных фундаментов) должны проводиться с учетом требований СНиП 11-02-96, СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97, МГСН 2.07-01 и настоящей инструкции.

5.2 Изыскания для свайных фундаментов проводятся в соответствии с программой, составленной организацией, имеющей лицензию на выполнение инженерных изысканий, на основании технического задания проектной организации, разрабатывающей проект фундаментов. Рекомендуемая форма технического задания приведена в приложении А.

В техническом задании предполагаемая длина свай, необходимая для назначения глубины инженерно-геологических выработок, определяется по данным о грунтах, полученных из материалов геологических фондов.

5.3 Изыскания для свайных фундаментов в общем случае включают следующий комплекс работ:

- бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;

- статическое, комбинированное и динамическое зондирование грунтов;

- лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;

- прессиометрические испытания грунтов;

- испытания грунтов штампами (статическими нагрузками);

- испытания грунтов эталонными сваями;

- опытные работы, включающие исследования взаимодействия фундаментных конструкций с окружающими грунтами, влияния устройства свайных фундаментов на окружающую среду, в том числе на расположенные вблизи сооружения, и (или) испытания грунтов натурными сваями.

5.4 Обязательными видами работ независимо от геотехнических категорий объектов строительства и типов свай являются бурение скважин статическое, комбинированное или динамическое зондирование и лабораторные исследования. При этом наиболее предпочтительными методами зондирования являются статическое или комбинированное зондирование, в процессе которого помимо показателей статического зондирования грунтов производятся определения их плотности и влажности с помощью радиоактивного каротажа, что позволяет сократить объем бурения скважин и лабораторных исследований грунтов.

5.5 При геотехнической категории II указанные работы следует дополнять прессиометрическими испытаниями, а при применении забивных свай длиной до 12 м - испытаниями грунтов эталонными сваями.

При применении бурозавинчивающихся свай в состав работ следует включать опытные работы, состоящие из опытных погружений свай с целью уточнения назначенных при проектировании размеров спиральной навивки и режима погружения свай, а также испытаний грунтов натурными сваями при приложении статических нагрузок.

При применении комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) в состав работ следует включать испытания грунтов штампами и сваями.

При использовании буронабивных и буроинъекционных свай опытные работы целесообразно выполнять при больших масштабах строительства, в частности, в перспективных районах массовой застройки.

5.6 При геотехнической категории III в состав изысканий независимо от типов свай следует включать опытные работы и испытания грунтов штампами.

5.7 При передаче на сваи выдергивающих или знакопеременных нагрузок необходимость проведения опытных работ должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Если по проекту передаваемые на сваи горизонтальные нагрузки превышают 5 % вертикальных, то должны проводиться испытания грунтов сваями на горизонтальные нагрузки.

5.8 Опытные работы и испытания грунтов штампами проводят, как правило, на опытных участках, выбираемых по результатам бурения скважин и зондирования и располагаемых в местах наиболее характерных по грунтовым условиям, в зонах наиболее загруженных фундаментов, а также в местах, где возможность погружения свай по грунтовым условиям вызывает сомнение. Испытания грунтов статическими нагрузками целесообразно проводить в основном винтовыми штампами площадью 600 см² в скважинах с целью уточнения для рассматриваемой строительной площадки переходных коэффициентов в рекомендуемых действующими нормативными документами, в частности, МГСН 2.07-01, формулах для расчета по данным зондирования и прессиометрических испытаний модуля деформации грунтов.

5.9 Объем изысканий для свайных фундаментов зависит от геотехнической категории объекта строительства, изученности инженерно-геологических условий площадки строительства и от сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам. При изысканиях должны быть изучены все разновидности грунтов, встречающиеся на площадке строительства в пределах исследуемой толщи, и общее количество данных для каждого инженерно-геологического элемента должно быть достаточным для их статистической обработки в соответствии с ГОСТ 20522-96.

5.10 Размещение инженерно-геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) должно производиться с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах контура проектируемого здания либо не далее 5 м от него, а в случаях проектирования комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай - на удалении не более 2 м от их оси.

5.11 Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом расположении свай и нагрузках на куст свай до 3 МН и на 10 м ниже - при нагрузках на куст более 3 МН при свайных полях размером до 10×10 м. При свайных полях размером более 10×10 м и применении комбинированных свайно-плитных фундаментов глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину свайного поля или плиты.

При использовании бурозавинчивающихся и буросекущихся свай в составе комбинированных фундаментных конструкций глубина выработок должна быть не менее чем на 1 м ниже требуемой глубины заложения нижних концов свай по условию сопротивления их силам активного давления ограждаемых грунтовых напластований.

При применении буроинъекционных свай для усиления оснований зданий и сооружений глубина выработок назначается на 1 м ниже проектируемой отметки низа усиленного основания.

При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и техногенных грунтов) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих грунтов и определения их характеристик.

5.12 Изыскания для свайных фундаментов должны обеспечивать получение данных, необходимых для расчетов фундаментных конструкций по I и II группам предельного состояния, и, как минимум, следующих характеристик: плотность и крупность песчаных грунтов, число пластичности, влажность, показатель текучести и плотность глинистых грунтов в пределах всей изучаемой толщи грунтов; прочностные характеристики (удельное сцепление и угол внутреннего трения) грунта, залегающего непосредственно под нижними концами сваи, и угол внутреннего трения грунтов, примыкающих к боковой поверхности свай; модуль деформации грунтов, залегающих под нижними концами свай в пределах сжимаемой толщи.

При применении комбинированных фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся или буросекущихся свай данные о прочностных и деформационных характеристиках грунтов необходимо иметь для всей изучаемой толщи грунтов.

5.13 Учитывая затруднения с отбором образцов с ненарушенной структурой в песчаных грунтах, в качестве основного метода определения их плотности и прочностных характеристик для объектов всех геотехнических категорий следует рассматривать зондирование - комбинированное, статическое и динамическое (в порядке информативности и предпочтительности).

Зондирование является основным методом определения модуля деформации как песчаных, так и глинистых грунтов для объектов геотехнической категории I и одним из методов определения модуля деформации (в сочетании с прессиометрическими и штамповыми испытаниями) для объектов геотехнических категорий II и III.

5.14 Определение характеристик грунтов по данным зондирования следует проводить в соответствии с приложением к МГСН 2.07-01.

5.15 Изучение свойств техногенных грунтов (насыпных и намывных) следует выполнять путем зондирования и лабораторными методами на образцах, отбираемых, как правило, из шурфов.

5.16 Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для проектирования свайных фундаментов должен содержать:

- схематический план здания с указанием поперечных и продольных граничных осей, расположения скважин, точек зондирования, мест испытания грунтов, опытных работ, линий профилей;

- геолого-литологическое описание строительной площадки и инженерно-геологические разрезы, привязанные к осям здания;

- сведения о нормативных и расчетных характеристиках грунтов каждого инженерно-геологического элемента активной зоны;

- сведения о максимальной глубине промерзания грунтов площадки;

- характеристику гидрогеологических условий площадки, включая данные о количестве и положении горизонтов подземных вод, источниках их питания, связи с ближайшими водоемами, направлении потоков, мест разгрузки, фильтрационных свойствах грунтов, степени агрессивности подземных вод, характере их агрессивности - природной или в результате инфильтрации в грунт производственных или сточных вод, прогноз изменения уровней подземных вод в процессе эксплуатации здания;

- материалы лабораторных, полевых исследований грунтов и опытных работ;

- рекомендации по антикоррозийной защите свай.

Все характеристики грунтов должны приводиться в отчете с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации здания) инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки.

В случаях выявления в процессе изысканий прослоев рыхлых песков, слабых глинистых грунтов и опасных геологических процессов (карстово-суффозионных и оползневых) необходимо привести данные об изменении их мощности в пределах активной зоны под проектируемым зданием или сооружением.

6. Исходные данные для проектирования свайных фундаментов

6.1 Исходные данные для проектирования свайных фундаментов должны содержать следующие проектно-изыскательские материалы:

- генеральный план площадки с нанесенными контурами и осями проектируемого сооружения, инженерно-геологическими выработками, планировочными отметками, сведениями о ближайших построенных и предполагаемых к строительству подземных сооружениях;

- общее конструктивное решение надземной части сооружения с необходимыми чертежами (планы, разрезы), абсолютной отметкой 1-го этажа или верха фундамента;

- чертежи подземной части объекта с указанием несущих конструкций, их размеров и отметок низа, размеров и глубины заложения подземных помещений, фундаментов оборудования, расположения проемов в стенах;

- данные о расчетных нагрузках на фундаменты в требуемых сочетаниях с указанием временных нагрузок и цикличности их действия, а также о расчетных нагрузках на полы и месте их приложения. Сведения о возможном изменении в период эксплуатации нагрузок на фундаменты и характера их воздействия;

- данные о предельных величинах общих и неравномерных осадок сооружения.

6.2 Исходные данные для проектирования свайных фундаментов при реконструкции кроме материалов, перечисленных в п. 6.1, должны содержать:

- архивные материалы инженерных изысканий по реконструируемому объекту, если таковые имеются;

- указание о целевом назначении реконструкции (расширение, собственно реконструкция, техническое перевооружение);

- сведения о характере реконструкции сооружения (пристройка надстройка, перестройка, сооружение подземных помещений и т.д.).

- проект реконструкции здания;

- конструктивные и технологические особенности новых элементов сооружения и их параметры;

- данные о действующих и ожидаемых после реконструкции величинах расчетных нагрузок на фундаменты, в том числе динамических, теплотехнических и др.;

- сведения о наличии и интенсивности утечек из водонесущих коммуникаций, их состоянии, сведения о дренажных системах, химическом составе и агрессивности технологических вод;

- данные об особенностях строительства и эксплуатации объекта, которые могут вызвать изменения окружающей среды;

- сведения о сроках и характере эксплуатации объекта;

- проект производства работ по реконструкции здания в целом;

- отчет по результатам обследования реконструируемого и соседних зданий с данными об истории их строительства, эксплуатации, современном состоянии конструкций, основания и фундаментов, действующих нагрузках на фундаменты;

- данные по наблюдению за осадками оснований фундаментов, если таковые имеются.

7. Выбор видов и типоразмеров свайных фундаментов

7.1 Выбор видов свайных фундаментов целесообразно начинать с рассмотрения особенностей застройки площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства, руководствуясь разделением площадок на группы в соответствии с п. 3.2, а также оценки инженерно-геологических условий площадки строительства, базирующейся на материалах, изложенных в разд. 5 настоящей инструкции. При этом также учитывается тип, конструктивные особенности и этажность проектируемого здания, уровень нагрузок на основание. Например, комбинированные свайно-плитные фундаменты целесообразно рассматривать лишь применительно к многоэтажным тяжелым зданиям (не менее 12 этажей), строительство которых намечается на площадках, где с поверхности залегают грунты средней прочности, и плитный фундамент не может быть использован по результатам его расчета по деформациям.

Основная область применения бурозавинчивающихся свай строительство и реконструкция зданий и сооружений вблизи существующей застройки, когда погружение забивных свай может вызвать недопустимые динамические воздействия на близлежащие сооружения, а устройство буронабивных свай - недопустимую разгрузку и разрыхление грунтов при проходке буровых скважин.

Буросекущиеся сваи целесообразно рассматривать в качестве комбинированных фундаментных конструкций (несущих и ограждающих) при устройстве заглубленных сооружений при освоении подземного пространства.

7.2 Далее производится оценка выбранных вариантов свай по показателям технического уровня, учитывающим степень использования прочности материалов свай и грунтов основания и расход материалов на устройство свай.

К таким показателям относятся:

- коэффициент использования прочности материала свай и грунтов основания K_S, определяемый по формуле:

K_S = F_h1/F_h2 ≤ 1,                                                     (7.1)

где F_h1, F_h2 - расчетная нагрузка на сваю, соответственно по грунту и материалу;

- коэффициент использования несущей способности свай K_p, определяемый по формуле:

K_p = N_p/F_h1 ≤ 1,2,                                                    (7.2)

где N_p - фактическая нагрузка на сваю от здания;

- коэффициент унификации K_u, учитывающий степень использования несущей способности свай в разнонагруженных фундаментах зданий и сооружений, определяемый по формуле:

K_u = n_iΣK_pi/Σn_i ≤ 1,2,                                                   (7.3)

где K_pi - коэффициент использования несущей способности в i-ом фундаменте;

       n_i - число i-х фундаментов в здании и сооружении;

- удельный расход материалов q в расчете на единицу действующей нагрузки (осевой вдавливающей, горизонтальной).

7.3 Целесообразность применения забивных и буронабивных свай различных типоразмеров для случаев, когда определяющими будут осевые сжимающие нагрузки, можно определить по таблицам 7.1 и 7.2.

7.4 Оценка различных видов и типоразмеров свай по показателям технического уровня позволяет исключать из дальнейшего рассмотрения нерациональные варианты (для которых все показатели хуже, чем для других вариантов).

7.5 Окончательный выбор вида и типоразмеров свай осуществляется на основании технико-экономического расчета по расходам основных материалов и приведенным затратам.

Таблица 7.1

Таблица 7.2

8 Определение несущей способности свай

8.1. Расчетные методы определения несущей способности свай

8.1.1 Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия

N ≤ F_d/γ_k,                                                                   (8.1)

где   N - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю и определяемая по указаниям СНиП 2.02.03-85;

        F_d - расчетная несущая способность сваи;

        γ_k - коэффициент надежности, принимаемый по указаниям СНиП 2.02.03-85.

Сваи-стойки

8.1.2 Несущую способность F_d, кН, забивной сваи, сваи-оболочки и буронабивной свай, опирающихся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (крупнообломочный с песчаным заполнителем средней плотности и плотным и глины с модулем деформации в водонасыщенном состоянии 50 МПа и более), следует определять по формуле

F_d = γ_cRA                                                                     (8.2)

где γ_c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ_c = 1;

       A - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, а для свай полых круглого сечения с открытым нижним концом и свай-оболочек - равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

Расчетное сопротивление грунта R под нижним концом сваи-стойки, кПа, следует принимать:

а) для всех видов забивных свай, опирающихся на скальные и малосжимаемые грунты, R = 20000 кПа;

б) для буронабивных свай и свай-оболочек, заполняемых бетоном и заделанных в невыветрелый скальный грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м, - по формуле

                                                   (8.3)

где R_c,n - нормативное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта в водонасыщенном состоянии, кПа;

       γ_g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый γ_g = 1,4;

       l_d - расчетная глубина заделки буронабивной сваи и сваи оболочки в скальный грунт, м;

       d_f - наружный диаметр заделанной в скальный грунт части буронабивной сваи и сваи-оболочки, м;

в) для свай-оболочек, равномерно опираемых на поверхность невыветрелого скального грунта, прикрытого слоем нескальных неразмываемых грунтов толщиной не менее трех диаметров сваи-оболочки, - по формуле (8.3) без учета члена, стоящего в скобках.

Примечание. При наличии в основании буронабивных свай и свай-оболочек выветрелых, а также размягчаемых скальных грунтов, их предел прочности на одноосное сжатие следует принимать по результатам испытаний штампами или по результатам испытаний свай и свай-оболочек статической нагрузкой.

Висячие забивные и вдавливаемые сваи всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта

8.1.3 Несущую способность F_d, кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

F_d = γ_c(γ_cRRA + uΣγ_cff_ih_i),                                            (8.4)

где γ_c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γ_c = 1;

       R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл. 8.1;

       A - площадь опирания на грунт сваи, м², принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто, а сваи-оболочки - нетто;

       u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

       f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 8.2;

       h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

       γ_cR, γ_cf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 8.3.

В формуле (8.4) суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных ниже уровня планировки (срезки).

8.1.4 Для забивных и вдавливаемых свай, опирающихся нижним концом на рыхлые песчаные грунты или на глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6, несущую способность следует определять по результатам статических испытаний свай.

8.1.5 Несущую способность F_du, кН, висячей забивной и вдавливаемой сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле

F_du = γ_cuΣγ_cf f_ih_i,                                                      (8.5)

где u, γ_cf, f_i, h_i - то же, что в формуле (8.4);

       γ_c - коэффициент условий работы; для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, - γ_c = 0,6, а на глубину 4 м и более, - γ_c = 0,8.

Таблица 8.1

Таблица 8.2

Таблица 8.3

Висячие буронабивные и буроинъекционные сваи и сваи-оболочки, заполняемые бетоном

8.1.6 Несущую способность F_d, кН, буронабивной сваи с уширением и без уширения, буроинъекционной сваи, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по формуле

F_d = γ_с(γ_сRRA + uΣγ_cff_ih_i),                                              (8.6)

где γ_с - коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности S_r < 0,9 γ_с = 0,8 в остальных случаях γ_с = 1;

       γ_сR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; γ_сR = 1 во всех случаях, за исключением буроинъекционных свай РИТ, для которых этот коэффициент следует принимать γ_сR = 1,3;

       R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по указаниям п. 8.1.7;

       A - площадь опирания сваи, м², принимаемая равной: для буронабивных свай без уширения - площади поперечного сечения сваи; для буронабивных свай с уширением - площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра; для свай-оболочек, заполняемых бетоном, - площади поперечного сечения оболочки брутто;

       u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

       γ_cf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по табл. 8.4;

       f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по табл. 8.2;

       h_i - то же, что в формуле (8.4).

Примечания. 1. Сопротивление песчаных грунтов на боковой поверхности сваи с уширением следует учитывать на участке от уровня планировки до уровня пересечения ствола сваи с поверхностью воображаемого конуса, имеющего в качестве образующей линию, касающуюся поверхности уширения под углом φ₁/2 к оси сваи, где - φ осредненное (по слоям) расчетное значение угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса. Сопротивление глинистых грунтов допускается учитывать по всей длине ствола.

2. Периметр поперечного сечения ствола u, м, для буроинъекционных свай следует принимать равным периметру скважины, пробуриваемой при их изготовлении.

Площадь опирания (A) сваи РИТ на грунт следует принимать по площади поперечного сечения уширения, а периметр (u) поперечного сечения - равным среднему диаметру из диаметров d_ij сваи, которые следует определять по объему бетонной смеси, израсходованной на заполнение j-го разрядно-импульсного уширения и i-том слое грунта. Заданные в проекте уширения сваи РИТ уточняются при изготовлении опытных свай в конкретных грунтовых условиях.

8.1.7 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи следует принимать:

а) для крупнообломочных грунтов с песчаным заполнителем и песчаных грунтов в основании буронабивной сваи с уширением и без уширения, сваи-оболочки, погружаемой с полным удалением грунтового ядра, - по формуле (8.7), а сваи-оболочки, погружаемой с сохранением грунтового ядра из указанных грунтов на высоту 0,5 м и более, - по формуле (8.8):

R = 0,75α₄(α₁γ'₁d + α₂α₃γ₁h)                                               (8.7)

R = α₄(α₁γ'₁d + α₂α₃γ₁h)                                                      (8.8)

где α₁, α₂, α₃, α₄, - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 8.5 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта основания;

        γ'₁ - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³, в основании сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

        γ₁ - осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м³, расположенных выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

        d - диаметр, м, буронабивной сваи, диаметр уширения (для сваи с уширением), диаметр сваи-оболочки;

        h - глубина заложения, м, нижнего конца сваи или ее уширения, отсчитываемая от природного рельефа или уровня планировки (при планировке срезкой);

б) для глинистых грунтов в основании - по табл. 8.6.

Примечание. Указания п. 8.1.7 относятся к случаям, когда обеспечивается заглубление свай в грунт, принятый за основание их нижних концов, не менее чем на диаметр сваи (или уширения для сваи с уширением), но не менее чем на 2 м.

8.1.8 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой без удаления грунта или с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения и не заполняемой бетоном (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт, принятый за основание конца сваи-оболочки), следует принимать по табл. 8.1 с коэффициентом условий работы, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с поз. 3 табл. 8.3, причем расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто.

8.1.9 Несущую способность F_du, кН, буронабивной сваи и сваи-оболочки, работающих на выдергивающие нагрузки, следует определять по формуле

F_du = γ_cuΣγ_cff_ih_i,                                                       (8.9)

где γ_c - то же, что в формуле (8.5);

       u, γ_cf, f_i, h_i - то же, что в формуле (8.4).

Таблица 8.4

Таблица 8.5

Таблица 8.6

Винтовые сваи

8.1.10 Несущую способность F_d, кН, винтовой сваи диаметром лопасти d ≤ 1,2 м и длиной l ≤ 10 м работающей на сжимающую или выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле (8.10), а при диаметре лопасти d > 12 м и длине сваи l > 10 - только по данным испытаний винтовой сваи статической нагрузкой:

F_d = γ_c[(a₁c₁ + а₂γ₁h₁)A + uf_i(h - d)],                                 (8.10)

где γ_c - коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий, и определяемый по табл. 8.7;

       а₁, а₂ - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 8.8 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне φ₁ (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунта толщиной, равной d);

       c₁ - расчетное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне, кПа;

       γ₁ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше лопасти сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

       h₁ - глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировке территорий срезкой - от уровня планировки, м;

       A - проекция площади лопасти, м², считая по наружному диаметру, при работе винтовой сваи на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е. за вычетом площади сечения ствола, при работе винтовой сваи на выдергивающую нагрузку;

       f_i - расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи, кПа, принимаемое по табл. 8.2 (осредненное значение для всех слоев в пределах глубины погружения сваи);

       u - периметр ствола сваи, м;

       h - длина ствола сваи, погруженной в грунт, м;

       d - диаметр лопасти сваи, м.

Примечания: 1. При определении несущей способности винтовых свай при действии вдавливающих нагрузок характеристики грунтов в табл. 8.8 относятся к грунтам, залегающим под лопастью, а при работе на выдергивающие нагрузки - над лопастью сваи.

2. Глубина заложения лопасти от уровня планировки должна быть не менее 5d при глинистых грунтах и не менее 6d - при песчаных грунтах (где d - диаметр лопасти).

Таблица 8.7

Таблица 8.8

Буро завинчивающиеся сваи

8.1.11 Расчет несущей способности бурозавинчивающихся свай f_j, кН, по результатам испытаний свай статическими нагрузками выполняется согласно указаниям раздела 8.2, а по физико-механическим характеристикам - с использованием формулы

F_d = γ_c(γ_cRRA + UΣγ_cf f_ih_i),                                           (8.11)

где   γ_c - коэффициент условий работы свай в грунте, принимаемый γ_c = 1;

        R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, определяемое по формуле 8.12;

        A - площадь поперечного сечения ствола сваи, брутто, м²;

        U - периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

        f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 8.2;

        h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

        γ_cR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый γ_cR = 0,8;

        γ_cf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый равным 1,1 при погружении сваи с поверхности грунта в ненарушенный грунтовый массив, равным 0,8 - при погружении сваи в разрыхленный предварительным бурением грунтовый массив и равным 0,6 при погружении сваи в лидерную скважину.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом бурозавинчивающейся сваи следует определять по формуле

R = α₁c₁ + α₂γ₁h,                                                      (8.12)

где α₁, α₂ - безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 8.8 в зависимости от расчетного угла внутреннего трения грунта φ₁ основания;

       c₁ - расчетное значение удельного сцепления грунта основания, кПа;

       γ₁ - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, кН/м³, залегающих выше нижнего конца сваи (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);

       h - глубина погружения сваи, м.

8.1.12 Толщина стенки бурозавинчивающихся свай должна проверяться расчетом на прочность при передаче на трубу максимального крутящего момента, развиваемого механизмом, используемым для погружения свай.

Учет отрицательных (негативных) сил трения грунта на боковой поверхности свай

8.1.13 Отрицательные (негативные) силы трения, возникающие на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз, следует учитывать в случаях:

- планировки территории подсыпкой толщиной более 1,0 м;

- загрузки пола складов полезной нагрузкой более 20 кН/м²;

- загрузки пола около фундаментов полезной нагрузкой от оборудования более 100 кН/м²;

- увеличения эффективных напряжений в грунте за счет снятия взвешивающего действия воды при понижении уровня подземных вод;

- незавершенной консолидации современных и техногенных отложений;

- уплотнения несвязных грунтов при динамических воздействиях;

- при строительстве нового здания вблизи существующих.

8.1.14 Отрицательные силы трения учитываются до глубины, на которой значение осадки околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента превышает половину предельного значения осадки фундамента. Расчетные сопротивления грунта f_i принимаются по табл. 8.2 со знаком «минус», а для торфа, ила, сапропеля - минус 5 кПа.

В пределах нижней части свай, где осадка околосвайного грунта после возведения и загрузки свайного фундамента менее половины предельного значения осадки свайного фундамента, расчетные сопротивления грунта f_i следует принимать положительными по табл. 8.2, а для торфа, ила, сапропеля - равными 5 кПа.

8.1.15 В случае, когда консолидация грунта от подсыпки или пригрузки территории к моменту начала возведения надземной части зданий или сооружений (включая свайный ростверк) завершилась или возможное значение осадки грунта, окружающего сваи, после указанного момента в результате остаточной консолидации не будет превышать половины предельного значения осадки для проектируемого здания или сооружения, сопротивление грунта на боковой поверхности сваи допускается принимать положительным вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа. Для прослоек торфа значение f_i следует принимать равным 5 кПа.

8.2. Определение несущей способности свай по результатам полевых исследований

8.2.1 Испытания свай статической и динамической нагрузками и эталонной сваей следует производить, соблюдая требования ГОСТ 5686-94, а испытания грунтов статическим зондированием - ГОСТ 19912-01.

Примечание. Для забивных висячих свай длиной более 12 м вместо испытаний грунтов эталонной сваей допускается производить испытания статической нагрузкой с помощью металлической сваи-зонда диаметром 127 мм, конструкция которой обеспечивает раздельные измерения сопротивления грунта под нижним концом и на участке боковой поверхности (муфте трения) площадью 0,25 м². Испытания грунтов сваей-зондом следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-94 применительно к эталонной свае типа II.

8.2.2 Для определения несущей способности свай по результатам полевых исследований для каждого здания или сооружения должно быть проведено из числа предусмотренных программой не менее: статических испытаний свай и свай-штампов - 2; динамических испытаний свай, испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний свай-зондов, испытаний статическим зондированием - 6.

8.2.3 Несущую способность F_d, кН, свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками и по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле

F_d = γ_cF_un/γ_g,                                                          (8.13)

где γ_c - коэффициент условий работы; в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок γ_c = 1; в случае выдергивающих нагрузок принимается по указаниям п. 8.2.4;

       F_un - нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН, определяемое в соответствии с указаниями пп. 8.2.4 - 8.2.7;

       γ_g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый по указаниям п. 8.2.4.

Примечание. Результаты статических испытаний свай на горизонтальные нагрузки могут быть использованы для непосредственного определения расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, если условия испытаний соответствуют действительным условиям работы сваи в фундаменте здания или сооружения.

8.2.4 В случае, если число свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле (8.13) следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, т.е. F_un = F_u,min, а коэффициент надежности по грунту γ_g = 1.

В случае, если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, а полученные результаты отличаются между собой не более чем на 30 %, F_un и γ_g следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай F_u, полученных по данным испытаний, руководствуясь требованиями ГОСТ 20522-96 применительно к методике, приведенной в нем для определения временного сопротивления на одноосное сжатие. При этом для определения частных значений предельных сопротивлений следует руководствоваться требованиями п. 8.2.5 при вдавливающих, п. 8.2.6 - при выдергивающих и горизонтальных нагрузках и п. 8.2.7 - при динамических испытаниях.

8.2.5 Если нагрузка при статическом испытании свай на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки s без увеличения нагрузки (при s ≤ 20 мм), то эта нагрузка принимается за частное значение предельного сопротивления F_u испытываемой сваи.

Во всех остальных случаях для фундаментов зданий и сооружений за частное значение предельного сопротивления сваи F_u вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку, равную s и определяемую по формуле

s = ξs_u,mt,                                                     (8.14)

где s_u,mt - предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83*;

       ξ - коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента здания или сооружения s_u,mt к осадке сваи, полученной при статических испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки.

Значение коэффициента ξ следует принимать равным 0,2 в случаях, когда испытание свай производится до условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают песчаные или глинистые грунты с консистенцией от твёрдой до тугопластичной, или 6,1 мм за 2 ч, если под их нижними концами залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции. Значение коэффициента ξ допускается уточнять по результатам наблюдений за осадками зданий, построенных на свайных фундаментах в аналогичных грунтовых условиях.

Если осадка, определенная по формуле (8.14), окажется более 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи F_u следует принимать нагрузку, соответствующую s = 40 мм.

Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или более 1,5F_d [где F_d - несущая способность сваи, подсчитанная по формулам (8.1), (8.4), (8.6) и (8.10)], осадка сваи s при испытаниях окажется менее значения, определенного по формуле (8.14), то в этом случае за частное значение предельного сопротивления сваи F_u допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях.

Примечания: 1. В отдельных случаях, при соответствующем обосновании допускается принимать максимальную нагрузку, достигнутую при испытаниях, равной F_d.

2. Ступени загружения при испытаниях свай статической вдавливающей нагрузкой должны назначаться равными 1/10 - 1/15 предполагаемого предельного сопротивления сваи F_u.

8.2.6 При испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой за частное значение предельного сопротивления F_u (см. п. 8.2.4) по графикам зависимости перемещений от нагрузок принимается нагрузка на одну ступень менее нагрузки, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают.

8.2.7 При динамических испытаниях забивных железобетонных свай длиной не более 20 м частное значение предельного сопротивления F_u, кН, (см. п. 8.2.4) по данным их погружения при фактических (измеренных) остаточных отказах s_a < 0,003 м следует определять по формуле

                          (8.15)

Если фактический (измеренный) остаточный отказ s_a < 0,003 м, то в проекте свайного фундамента следует предусмотреть применение для погружения свай молота с большей энергией удара, при которой остаточный отказ будет s_a ≥ 0,003 м, а в случае невозможности замены сваебойного оборудования и при наличии отказомеров частное значение предельного сопротивления сваи F_u, кН, следует определять по формуле

                (8.16)

В формулах (8.15) и (8.16):

η - коэффициент, принимаемый по табл. 8.9 в зависимости от материала сваи, кН/м²;

A - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м²;

M - коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным единице, а при вибропогружении свай - по табл. 8.10 в зависимости от вида грунта под их нижними концами;

E_d - расчетная энергия удара молота, кДж, принимаемая по табл. 8.11, или расчетная энергия вибропогружателей - по табл. 8.12;

s_a - фактический остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного удара молота, а при применении вибропогружателей - от их работы в течение 1 мин, м;

s_el - упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), определяемый с помощью отказомера, м;

m₁ - масса молота или вибропогружателя, т;

m₂ - масса сваи и наголовника, т;

m₃ - масса подбабка (при вибропогружении свай m₃ = 0) т;

m₄ - масса ударной части молота, т;

ε - коэффициент восстановления удара; при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ε² = 0,2, а при вибропогружателе ε² = 0;

Θ - коэффициент, 1/кН, определяемый по формуле

                           (8.17)

здесь A, m₄, m₂ - то же, что в формулах (8.15) и (8.16);

          n_p, n_f - коэффициенты перехода от динамического (включающего вязкое сопротивление грунта) к статическому сопротивлению грунта, принимаемые соответственно равными: для грунта под нижним концом сваи п_р = 0,00025 с·м/кН и для грунта на боковой поверхности сваи n_f = 0,025 с·м/кН;

          A_f - площадь боковой поверхности сваи, соприкасающейся с грунтом, м²;

          g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²;

          H - фактическая высота падения ударной части молота, м;

          h - высота первого отскока ударной части дизель-молота, принимаемая согласно табл. 8.12, для других видов молотов h = 0.

Примечания: 1. При забивке свай в грунт, подлежащий удалению при разработке котлована, или в грунт дна водотока значение расчетного отказа следует определять исходя из несущей способности свай, вычисленной с учетом неудаленного или подверженного возможному размыву грунта, а в местах вероятного проявления отрицательных сил трения - с их учетом.

2. В случае расхождения более чем в 1,4 раза значений несущей способности свай, определенных по формулам (8.15) - (8.17), с несущей способностью, определенной расчетом в соответствии с требованиями разд. 8.1, необходимо дополнительно проверить несущую способность свай по результатам статического зондирования или статических испытаний свай.

Таблица 8.9

Таблица 8.10

8.2.8 Несущую способность F_d, кН, забивной висячей сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или статического зондирования следует определять по формуле

                                                         (8.18)

где γ_c - коэффициент условий работы; γ_c = 1

       n - число испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или точек зондирования;

       F_u - частное значение предельного сопротивления сваи, кН, в месте испытания грунтов эталонной сваей, испытания сваи-зонда или в точке зондирования, определенное в соответствии с требованиями пп. 8.2.9, 8.2.10 или 8.2.11;

       γ_g - коэффициент надежности по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельного сопротивления сваи F_u в местах испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или в точках зондирования и числа этих испытаний или точек при значении доверительной вероятности а = 0.95 в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-96.

Таблица 8.11

Таблица 8.12

8.2.9 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытания грунтов эталонной сваей F_u, кН, следует определять:

а) при испытании грунтов эталонной сваей типа I (ГОСТ 5686-94) - по формуле

                                                          (8.19)

где γ_sp - коэффициент; γ_sp = 1,25 при заглублении сваи в плотные пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и γ_sp = 1 для остальных грунтов;

       u, u_sp - периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи;

       F_u,sp - частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН, определяемое по результатам испытания статической нагрузкой согласно п. 8.2.5;

б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III (ГОСТ 5686-94) - по формуле

F_u = γ_cRR_spA + γ_cff_sp^uh                                                    (8.20)

где γ_sp - коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый по табл. 8.13 в зависимости от предельного сопротивления грунта под нижним концом эталонной сваи R_sp;

       R_sp - предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа;

       A - площадь поперечного сечения натурной сваи, м²;

       f_sp - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи, кПа;

       γ_cf - коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи, принимаемый по табл. 8.13 в зависимости от f_sf;

       h - глубина погружения натурной сваи, м;

       u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м

Примечание. При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению.

Если разница между ними превышает ±20 %, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.

8.2.10 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытаний сваи-зонда F_u, кН, следует определять по формуле

F_u = γ_cRR_psA + uΣγ_cff_ps,ih_i,                                              (8.21)

где γ_cR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 0,8;

       R_ps - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи-зонда, кПа;

       γ_cf - коэффициент условий работы i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый по табл. 8.13 в зависимости от среднего значения предельного удельного сопротивления i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи-зонда f_ps,j;

       f_ps,i - среднее значение предельного сопротивления i-го слоя грунта на боковой поверхности сваи-зонда, кПа;

       h_i - толщина i-го слоя грунта, м.

8.2.11 Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования F_u, кН, следует определять по формуле

F_u = R_sA + fhu,                                                     (8.22)

где   R_s - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;

        f - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа, определяемое по формуле (8.24) или (8.25) и табл. 8.14;

        h - глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;

        u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи R_s, кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

R_s = β₁q_c,                                                                      (8.23)

где β₁ - коэффициент перехода от q_c к R_s, принимаемый по табл. 8.14 независимо от типа зонда (по ГОСТ 19912-01);

       q_c - среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I - по формуле

f = β₂f_s;                                                                  (8.24)

Таблица 8.13

б) при применении зондов типа II - по формуле

                                                        (8.25)

В формулах (8.24) и (8.25):

β₁ и β₂ - коэффициенты, принимаемые по табл. 8.14;

f_s - среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверх гости зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;

f_si - среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, определяемое по муфте трения, кПа;

h_i - толщина i-го слоя грунта, м.

8.2.12 Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (8.18), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования - по формуле (8.22), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (8.23). В этом случае β₁ - коэффициент, принимаемый по табл. 8.14 в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти.

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (8.24) или (8.25).

Таблица 8.14

8.2.13. Частное значение расчетного сопротивления (несущей способности) сваи в точке зондирования F_d^o, кН, определяемое без использования данных о сопротивлении грунта на боковой поверхности зонда, рекомендуется находить по формулам:

а) для забивной сваи

                                                (8.26)

где β₁ - коэффициент условий работы грунта (связного и несвязного) под нижним концом сваи, принимаемый по табл. 8.15;

       q_c - сопротивление конуса зонда на уровне подошвы сваи, определяемое на участке 1d выше и 4d ниже подошвы сваи;

       f_i - среднее сопротивление i-го слоя грунта, кПа, принимаемое по табл. 8.15 в зависимости от сопротивления зонда q_c, МПа, на середине расчетного участка;

       U - периметр поперечного сечения сваи, м;

А - площадь подошвы сваи, м².

Таблица 8.15

б) для буронабивной сваи

F_d^o = RA + UΣγ_cff_ih_i,                                                (8.27)

где R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по табл. 8.16 в зависимости от среднего сопротивления конуса q_с, кПа, на участке, расположенном в пределах от одного диаметра выше до двух диаметров ниже подошвы проектируемой сваи;

       A - площадь опирания сваи на грунт, м²;

       f_i - среднее значение расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи, кПа, на расчетном участке h_i сваи, определяемое по данным зондирования в соответствии с табл. 8.16;

       h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, которая должна приниматься не более 2 м;

       γ_cf - коэффициент, зависящий от технологии изготовления сваи и принимаемый:

а) при сваях, бетонируемых насухо, равным 1;

б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а также при использовании обсадных инвентарных труб, равным 0,7.

8.2.14 Несущую способность F_d, кН, свай по результатам их расчетов по формулам (8.26) и (8.27), основанным на данных статического зондирования конусом, следует определять как среднее значение из частных значений F_d^o для всех точек зондирования, которых должно быть не менее шести.

8.2.15 Учитывая большие нагрузки, передаваемые на буронабивные сваи, рекомендуется параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования провести расчет в соответствии с разд. 8.1. При больших расхождениях в полученных величинах несущей способности свай (более 25 %) следует провести статические испытания не менее 2 свай.

Таблица 8.16

8.2.16 Если на площадке имеются данные испытаний статической нагрузкой на вдавливание 3 - 5 забивных свай в одинаковых грунтовых условиях, а также результаты статического зондирования, что обычно должно иметь место (шесть и более испытаний), и если результаты отличаются между собой не более, чем на 25 %, несущую способность следует определять по формуле

F_d = ΣF_u/nγ_gs,                                                      (8.28)

где ΣF_u/n - среднее значение предельного сопротивления по испытаниям 3 - 5 свай;

       γ_gs - коэффициент надежности по грунту, определяемый по результатам зондирования по формуле

γ_gs = 1 + V_s,                                                        (8.29)

где V_s - коэффициент вариации результатов зондирования, определяемый по формуле

                                           (8.30)

где F_si и F_s - соответственно частные и среднее значения несущей способности свай, определенные по результатам зондирования;

       n_s - число точек зондирования.

9 Расчет осадок и горизонтальных перемещений свай и свайных фундаментов

9.1 Расчет осадок свай и свайных фундаментов следует производить исходя из условия

s ≤ s_u,                                                                 (9.1)

где s - совместная деформация сваи, свайного фундамента и сооружения, определяемая расчетом;

       s_u - предельное значение средней осадки фундамента здания или сооружения, принимаемое по указаниям СНиП 2.02.01-83*, либо по заданию на проектирование.

Осадка одиночной сваи

9.2 Расчет осадки свайного фундамента начинается с определения осадки одиночной сваи.

Осадку s, м одиночной висячей сваи следует определять на основе решения, полученного численными методами, по формуле

                                                          (9.2)

где Р - нагрузка на сваю, кН;

       I_s - коэффициент влияния, зависящий от отношения l/d длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной сваи) и от относительной жесткости сваи λ = E_P/E_SL, где E_P - модуль упругости материала сваи;

       E_SL - модуль деформации грунта, который в рассматриваемом решении следует определять на уровне подошвы сваи, если ниже подошвы сваи нет слабых грунтов, кПа;

       d - диаметр или сторона квадратной сваи, м.

9.3 Коэффициент влияния осадки в формуле (9.2) для несжимаемой сваи определятся по формуле

                                                        (9.3)

Значения коэффициента I_s для сжимаемой сваи рекомендуется принимать по табл. 9.1.

9.4 При расчете осадки сваи наиболее достоверное значение модуля деформации грунта E_SL может быть определено по результатам полевых испытаний свай, что необходимо делать при использовании на объекте более 100 свай.

При использовании результатов статического зондирования рекомендуется принимать следующие минимальные значения модуля деформации грунта у свай в зависимости от сопротивления зондированию q_c:

- в песчаных грунтах - E_SL = 6q_c;

- в глинистых грунтах при расчете буровых свай - E_SL = 10q_c;

- в глинистых грунтах при расчете забивных свай - E_SL = 12q_c;

Таблица 9.1

Осадка куста (группы) свай

9.6 Осадка группы свай в конструкции фундамента с традиционным расположением свай на расстояниях (3 - 4)d может быть определена как осадка условного массивного фундамента на естественном основании.

При расстояниях между сваями в группе до 7d, а также независимо от расстояния между сваями, при однородных или улучшающихся с глубиной грунтах основания расчет осадки куста свай предпочтительно выполнять по методике, учитывающей взаимовлияние свай в группе.

Осадка группы свай как условного фундамента

9.7 Расчет осадки фундамента из висячих свай и его основания по деформациям, производимый как для условного фундамента на естественном основании, следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83*.

Границы условного фундамента (см. рис.) определяются следующим образом:

снизу - плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай;

с боков - вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии htg(φ_II,mt/4) (см. рис. 9.1а), но не более 2d в случаях, когда под нижними концами свай залегают глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0,6 (d - диаметр или сторона поперечного сечения сваи), а при наличии наклонных свай - проходящими через нижние концы этих свай (см. рис. 9.1б);

сверху - поверхностью планировки грунта ВГ, здесь φ_II,mt - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле

                                               (9.4)

где φ_II,i - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i;

       h - глубина погружения свай в грунт.

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включаются вес свай и ростверка.

9.8 Если при строительстве предусматриваются планировка территории подсыпкой (намывом) высотой более 2 м и другая постоянная (долговременная) загрузка территории, эквивалентная подсыпке, а в пределах глубины погружения свай залегают слои торфа или ила толщиной более 30 см, то значение осадки свайного фундамента из висячих свай следует определять с учетом уменьшения габаритов условного фундамента, который в этом случае как при вертикальных, так и при наклонных сваях принимается ограниченным с боков вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h_mt ⁼ tg(φ_II,_mt/4), где h_mt - расстояние от нижнего конца сваи до подошвы слоя торфа или ила толщиной более 30 см.

Рис. 9.1. Определение границ условного фундамента при расчете осадок свайных фундаментов.

Осадка группы свай с учетом их взаимовлияния

9.9 Осадка группы свай s_G определяется по формуле

s_G = s₁R_s                                                             (9.5)

где s₁ - осадка одиночной сваи при принятой на нее нагрузке, определяемая по формуле (9.2);

       R_s - коэффициент увеличения осадки (п. 9.10).

Нагрузка P принимается равной средней нагрузке на сваю в кусте.

9.10 При использовании осадки одиночной сваи для проектирования свайных кустов и полей, следует учитывать, что осадка группы свай в результате их взаимодействия в свайном фундаменте увеличивается, что учитывается коэффициентом увеличения осадки R_s (табл. 9.2)

Таблица 9.2 составлена для квадратных групп свай (см. графу 1 таблицы). При расчетах групп свай прямоугольной формы следует руководствоваться тем, что они имеют одинаковую эффективность с квадратными группами при одинаковом расстоянии между сваями,

9.11 Таблица 9.2 составлена для свай, объединенных жестким ростверком, расположенным над поверхностью грунта или на слое относительно слабых поверхностных грунтов, когда ростверк практически не влияет на осадку группы свай.

При низком ростверке со сваями под отдельные колонны (кусты свай), не связанные общей плитой, значения R_s в табл. 9.2 могут быть уменьшены за счет работы ростверка, расположенного на грунте, на следующую величину в зависимости от отношения расстояния а между осями свай к их диаметру d:

при a/d = 3 - на 10 %;

при a/d = 5 - 10 - на 15 %.

9.12 Проверка расчетного сопротивления грунта основания подошвы свайного ростверка производится по указаниям СНиП 2.02.01-83*.

Осадка комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП)

9.13 Для уменьшения общей и неравномерной осадок сооружений с большой нагрузкой на фундамент следует при проектировании рассмотреть вариант использования комбинированного свайно-плитного фундамента, состоящего из железобетонной плиты, располагаемой на грунте у поверхности или, при наличии подземных этажей, у пола нижнего этажа, и жестко связанных с плитой свай.

В практике нашли применение буронабивные сваи диаметром 0,8 - 1,2 м, возможно также использование квадратных забивных свай.

Длину свай следует принимать от 0,5B до B (B - ширина фундамента), расстояние между сваями составляет a/d = 5 - 7 и более.

Метод расчета осадки таких фундаментов (пп. 9.15 - 9.17) основан на совместном рассмотрении жесткости (нагрузка, деленная на осадку) свай и плиты. В этом расчете, когда в работу включается плита, следует в первом приближении, принять на сваи 85 % общей нагрузки на фундамент, остальные 15 % - на плиту.

9.14 Если под нижними концами свай залегают грунты с модулем деформации E_sb ≥ 20 МПа и доля многократно прилагаемой нагрузки не превышает 40 % общей нагрузки, осадка КСП фундамента может быть определена по формуле

Таблица 9.2

s = 0,12pB/E_sb,                                                           (9.6)

где p - среднее давление на уровне подошвы плитного ростверка;

       E_sb - средневзвешенный модуль деформации сжимаемой толщи грунта под нижними концами свай, равной ширине ростверка B.

9.15 Расчет осадки КСП фундамента производится на основе определения частных значений жесткости всех свай и ростверка, коэффициента их взаимодействия и коэффициента жесткости всего фундамента:

а) жесткость всех свай K_p определяется по формуле

                                                             (9.7)

где K₁ - жесткость одной сваи, определяемая как отношение нагрузки на сваю к ее осадке K₁ = P₁/s₁ = E_SLd/I_s (см. формулу (9.2));

       n - общее количество свай в фундаменте;

б) жесткость плиты K_c считая ее жесткой, определяется по формуле

                                                        (9.8)

где E_s - средний модуль деформации грунта на глубине до B, м (B - ширина плиты), кПа;

       A - площадь плиты (A = BL, где L - длина плиты, м), м²;

       v - коэффициент Пуассона грунта;

       m_o - коэффициент площади, зависящий от отношения L/B и принимаемый:

в) общая жесткость КСП фундамента K_f вычисляется по формуле

K_f = K_p + K_c.                                                      (9.9)

9.16 Осадку свайно-плитного фундамента вычисляют по формуле

                                                           (9.10)

При этом часть нагрузки, воспринимаемой сваями, составит

                                                     (9.11)

а часть нагрузки, воспринимаемой плитой, составит

                                                     (9.12)

9.17 Определение расчетных показателей КСП фундамента производится методом последовательных приближений.

а) Имея площадь ростверка здания A и, задавшись расстоянием между сваями а порядка (5 - 7)d, находим число свай в фундаменте

n = A/a²                                                            (9.13)

б) При максимально допустимой осадке свайного фундамента s_ф расчетная осадка одиночной сваи s₁ равна

s₁ = s_ф/R'_s,                                                      (9.14)

где в первом приближении принимаем значение R'_s по табл. 9.2, имея значения n и a при l/d = 25 и λ = 1000.

в) Определяем расчетную нагрузку на сваю P₁ по формуле

                                                     (9.15)

где значение I'_s принимаем по табл. 9.1, которое в первом приближении при принятом значении для R'_s равно I'_s = 0,10.

г) Определяем расчетную нагрузку на одиночную сваю свайного фундамента P₁^наг, приходящуюся от внешней расчетной нагрузки на фундамент (ΣP). При этом принимается, что сваи воспринимают 85 % от ΣP.

                                                 (9.16)

Полученное расхождение между значениями P₁ и P₁^наг показывает направление уточнения расчета, главным образом за счет значения п с включением в расчет фактических значений l/d и λ.

Выполненные расчеты осадки КСП фундаментов рекомендуется дополнительно проверить на осадку как условного фундамента.

9.18 При конструктивном расчете плиты ростверка следует учитывать, что при жестком ростверке, обеспечивающем одинаковую осадку всех свай, происходит существенное перераспределение нагрузки на сваи, в результате которого нагрузка на крайние ряды свай, особенно на угловые сваи, значительно выше средней нагрузки на сваю в фундаменте, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

Для зданий и сооружений II и III геотехнических категорий допускается принимать нагрузки на сваи в ростверке в зависимости от средней нагрузки на сваю в фундаменте P_ср:

в крайних рядах - P_к = 2P_ср, в том числе на угловых сваях - P_у = 3P_ср.

9.19 Свайные фундаменты из свай, работающих как сваи-стойки, висячие одиночные сваи, воспринимающие вне кустов выдергивающие нагрузки, а также свайные кусты, работающие на действие выдергивающих нагрузок, рассчитывать по деформациям не требуется.

Расчет кренов свайных фундаментов

9.20 Крен прямоугольного свайного фундамента следует определять по формуле

                                                (9.17)

где i₀ - безразмерный коэффициент, устанавливаемый по табл. 9.3 в зависимости от 2h/L, где h - глубина заложения свай, и от отношения L/b.

       v - коэффициент Пуассона;

       M - момент, действующий на фундамент;

       γ_f - коэффициент надежности по нагрузке;

       E - модуль деформации в основании свай;

       L и b - длина и ширина фундамента;

Таблица 9.3

9.21 Крен круглого фундамента следует определять по формуле

                                            (9.18)

где i₀ определяется по табл. 9.4 в зависимости от отношения h/r, (r - радиус фундамента).

Таблица 9.4

Расчет горизонтальных перемещений свай

9.22 При расчете горизонтальных перемещений свай для сооружений I уровня ответственности следует руководствоваться приложением 1 СНиП 2.02.03-85.

Для сооружений II и III уровня ответственности расчет горизонтальных перемещений куста свай при жестко заделанных в ростверк сваях допускается выполнять по приведенному ниже методу (пп. 9.23 - 9.27).

Метод разработан для расчета длинных гибких свай, для которых отношение L/d, как правило, больше 10. Сваи считаются жестко заделанными в ростверк, что исключает поворот головы свай. Расчет производится раздельно для связных и несвязных грунтов по несущей способности и по перемещениям.

9.23 Расчетом должно быть обеспечено выполнение условий (9.19) и (9.20)

F_h ≤ H_k^куста,                                                            (9.19)

где F_h - расчетная горизонтальная нагрузка на куст свай, кН;

       H_k^куста - расчетное сопротивление куста свай, кН.

∆_г ≤ S_пр.,                                                                   (9.20)

где ∆_г - расчетное горизонтальное перемещение сваи в уровне подошвы ростверка, м;

       S_np - предельно допустимая величина горизонтального перемещения сваи, устанавливаемая в техническом задании, м.

9.24 При расчете свай в связных грунтах:

1) Несущая способность свай на горизонтальную нагрузку H определяется в зависимости от прочности ствола сваи на изгиб по формуле

H = c_ud²β_c,                                                           (9.21)

где c_u - расчетное среднее значение недренированного сопротивления грунта сдвигу, определяемое в соответствии с п. 9.27 для участка от поверхности грунта до глубины 10d, кН/м²;

       d - диаметр или ширина ствола сваи, м;

       β_c - безразмерный коэффициент прочности ствола сваи, определяемый по табл. 9.5 в зависимости от безразмерного показателя m_c и вида заделки головы сваи.

                                                         (9.22)

где M_p - расчетный изгибающий момент ствола сваи (кН·м), определяемый в зависимости от размера и армирования сваи; для стандартных железобетонных забивных свай, принимаемый по Серии 1.011.1-10 с учетом вертикальной нагрузки на сваю при ее наличии.

Таблица 9.5

2) Перемещение головы сваи определяется по формуле

                                                      (9.23)

где I_uf - коэффициент перемещения головы заделанной сваи, зависящий от отношения E_p/E_s, и равный:

E_p/E_s:                       100                         1000                           10000

I_uf:                            0,35                        0,23                            0,14,

где E_p и E_s - соответственно модули упругости сваи и деформации грунта, кН/м²; E_s принимается равным среднему значению от поверхности до глубины 10d.

3) Расчетное сопротивление куста свай при жесткой заделке сваи в ростверк определяется по формуле

H_k^куста = HnK_BB,                                                     (9.24)

где п - число свай;

       K_BB - безразмерный коэффициент взаимодействия свай, приведенный в табл. 9.6.

Таблица 9.6

9.25 При расчете свай в несвязных грунтах:

1) Несущая способность сваи на горизонтальную нагрузку определяется также в зависимости от прочности ствола сваи на изгиб по формуле

H = k_p²γd³β_n,                                                           (9.25)

где k_p - коэффициент пассивного бокового давления грунта, равный

k_p = (1 + sinφ)/(1 - sinφ);

       γ - расчетное значение удельного веса грунта (при водонасыщенных грунтах с учетом взвешенного действия воды), кН/м³;

       β_n - безразмерный коэффициент, определяемый по табл. 9.7 в зависимости от безразмерного показателя m_n

                                                     (9.26)

Таблица 9.7

2) Перемещение головы заделанной сваи определяется по формуле (9.23).

3) Расчетное сопротивление куста свай определяется по формуле (9.24) с использованием табл. 9.6.

9.26 Горизонтальное перемещение группы заделанных свай в уровне подошвы ростверка в связных и несвязных грунтах определяется по формуле

∆_г = R_FH_avρ_h1,                                                       (9.27)

где R_F - коэффициент перемещения свай с заделанными головами, определяемый по формуле

R_F = 1/K_BB;                                                        (9.28)

       H_av - средняя нагрузка на сваю в группе, кН;

       ρ_h1 - горизонтальное перемещение одиночной сваи со свободной головой (м/кН) при единичной нагрузке (H = 1), определяемое по формуле

,                                                          (9.29)

Здесь I_up - коэффициент перемещения головы свободной сваи зависит от E_p/E_s и равен:

E_p/E_s:                     100                           1000                            10000

I_up:                         0,50                          0,35                             0,24

Пользуясь формулой (9.27), следует определять такое среднее расчетное сопротивление сваи в кусте (H_av), при котором обеспечивается выполнение требований по перемещениям (9.20) и (9.23), а также обеспечивается необходимый запас по несущей способности сваи H_av < Н: в связных грунтах - по формуле (9.19), в несвязных грунтах - по формуле (9.25).

9.27 Недренированное сопротивление глинистого грунта сдвигу (c_u) следует определять по лабораторным испытаниям (ГОСТ 12248-96) или в зависимости от расчетных значений характеристик дренированного сдвига и c₁ (ГОСТ 12248-96) по формуле

                                             (9.30)

где k_c - поправочный коэффициент, определяемый в зависимости от c₁ по табл. 9.8.

Таблица 9.8

При наличии данных статического зондирования возможно также определение недренированного сопротивления сдвигу c_u по формуле

c_u = q_c/20.                                                            (9.31)

При этом значение q_c, кН/м², принимается средним для рассматриваемого расчетного участка сваи: при расчете на горизонтальную нагрузку - от поверхности до глубины 10d, при определении сопротивления под нижним концом сваи - на участке 1d выше и 4d ниже подошвы сваи.

В практических расчетах рекомендуется принимать меньшее значение c_u, из определенных по формулам (9.30) и (9.31).

10 Конструирование свайных фундаментов

10.1 Свайные фундаменты в зависимости от действующих нагрузок следует проектировать в виде:

а) одиночных свай - под отдельно стоящие опоры;

б) свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;

в) свайных кустов - под колонны с расположением свай в плане на участке квадратной, прямоугольной, трапецеидальной и другой формы;

г) сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения со сваями, равномерно расположенными под всем сооружением и объединенными сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт.

10.2 При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать следующие данные: конструктивную схему проектируемого здания или сооружения; размеры несущих конструкций и материал, из которого они проектируются; наличие и габариты приближения заглубленных помещений к строительным осям здания или сооружения и их фундаментам; конструкции полов и технологические нагрузки на них; нагрузки на фундамент от строительных конструкций; размещение технологического оборудования, нагрузки, передаваемые от него на строительные конструкции, а также требования к предельным осадкам и кренам строительных конструкций и фундаментов под оборудование.

10.3 Число свай в фундаменте следует назначать из условия максимального использования прочностных свойств их материала при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте.

Выбор конструкции и размеров свай должен осуществляться с учетом значений и направления действия нагрузок на фундаменты (в том числе технологических нагрузок), а также технологии строительства здания и сооружения.

10.4 Сопряжение свайного ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

Свободное опирание ростверка на сваи должно учитываться в расчетах условно как шарнирное сопряжение и при монолитных ростверках должно выполняться путем заделки головы сваи в ростверк на глубину 5 - 10 см.

Жесткое сопряжение свайного ростверка со сваями следует предусматривать в случае, когда:

а) стволы свай располагаются в слабых грунтах (рыхлых песках, глинистых грунтах текучей консистенции, илах, торфах и т.п.);

б) в месте сопряжения сжимающая нагрузка, передаваемая на сваю, приложена к ней с эксцентриситетом, выходящим за пределы ее ядра сечения;

в) на сваю действуют горизонтальные нагрузки, значения перемещений от которых при свободном опирании оказываются более предельных для проектируемого здания или сооружения;

г) в фундаменте имеются наклонные или составные вертикальные сваи;

д) сваи работают на выдергивающие нагрузки.

10.5 Жесткое сопряжение железобетонных свай с монолитным железобетонным ростверком следует предусматривать с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-85. В последнем случае в голове предварительно напряженных свай должен быть предусмотрен ненапрягаемый арматурный каркас, используемый в дальнейшем в качестве анкерной арматуры.

Допускается также жесткое сопряжение с помощью сварки закладных стальных элементов при условии обеспечения требуемой прочности.

Примечания: 1. Анкеровка ростверка и свай, работающих на выдергивающие нагрузки, должна предусматриваться с заделкой арматуры свай в ростверк на глубину, определяемую расчетом на выдергивание.

2. При усилении оснований существующих фундаментов с помощью буроинъекционных свай длина заделки свай в фундамент должна приниматься по расчету в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83* или назначаться конструктивно равной пяти диаметрам сваи; при невозможности выполнения этого условия следует предусматривать создание уширения ствола сваи в месте ее примыкания к ростверку.

10.6 Жесткое соединение свай со сборным ростверком должно обеспечиваться колоколообразными оголовками. При сборном ростверке допускается также замоноличивание свай в специально предусмотренные в ростверке отверстия.

Примечание. При небольших вдавливающих нагрузках (до 400 кН) допускается свободное опирание ростверка на выровненную цементным раствором поверхность головы сваи.

10.7 Сваи в кусте внецентренно нагруженного фундамента следует размещать таким образом, чтобы равнодействующая постоянных нагрузок, действующих на фундамент, проходила возможно ближе к центру тяжести плана свай.

10.8 Для восприятия вертикальных нагрузок и моментов, а также горизонтальных нагрузок (в зависимости от их значения и направления) допускается предусматривать вертикальные, наклонные и козловые сваи.

Наклон свай (отношение длины сваи к отклонению конца сваи от вертикали) не должен превышать значений, указанных в табл. 10.1.

Таблица 10.1

10.9 Расстояние между осями забивных и вдавливаемых висячих свай в плоскости их нижних концов должно быть не менее 3d (где d - или диаметр круглого, или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения ствола сваи), а свай-стоек - не менее 1,5d.

Расстояние в свету между стволами буронабивных и бурозавинчивающихся свай и свай-оболочек должно быть не менее 1,0 м, а расстояние между буроинъекционными сваями в осях - не менее трех диаметров их поперечного сечения; расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердых глинистых грунтах - 0,5 м, в других нескальных грунтах - 1,0 м.

Расстояние между наклонными или между наклонными и вертикальными сваями в уровне подошвы ростверка следует принимать исходя из конструктивных особенностей фундаментов и обеспечения их надежности заглубления в грунт, армирования и бетонирования ростверка. При применении забивных и вибропогружаемых свай расстояние от них до существующих зданий не должно превышать расстояние, определяемое в соответствии с требованиями ВСН 490-87.

10.10 При применении бурозавинчивающихся свай расстояние от осей свай до наружных граней строительных конструкций близлежащих зданий должно быть не менее 0,5d + 20 см, где d - диаметр сваи.

10.11 Выбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки, уровня расположения подошвы ростверка с учетом возможностей имеющегося оборудования для устройства свайных фундаментов. Нижний конец свай, как правило, следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые напластования грунтов, при этом заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание должно быть: в крупнообломочные, гравелистые, крупные песчаные, и глинистые грунты с показателем текучести I_L ≤ 0,1 - не менее 0,5 м, а в прочие нескальные грунты - не менее 1,0 м.

Примечание. Для фундаментов зданий и сооружений III уровня ответственности нижние концы свай допускается опирать в песчаные и глинистые грунты с относительным содержанием органического вещества I_om ≤ 0,25. В этом случае несущая способность свай должна определяться по результатам их испытаний статической нагрузкой. При наличии слоя погребенного торфа нижний конец свай должен быть заглублен не менее чем на 2 м ниже подошвы этого слоя.

10.12 Глубину заложения подошвы свайного ростверка следует назначать в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличия подвала, технического подполья) и проекта планировки территории (срезкой или подсыпкой), а также высоты ростверка, определяемой расчетом.

При строительстве на пучинистых грунтах необходимо предусматривать меры, предотвращающие или уменьшающие влияние сил морозного пучения грунта на свайный ростверк.

10.13 При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать возможность подъема (выпора) поверхности грунта при забивке свай, который, как правило, может происходить в случаях, когда:

а) площадка строительства сложена глинистыми грунтами мягкопластичной и текучепластичной консистенций или водонасыщенными пылеватыми и мелкими песками;

б) погружение свай производится со дна котлована;

в) конструкция свайного фундамента принята в виде свайного поля или свайных кустов при расстоянии между их крайними сваями менее 9 м.

Среднее значение подъема поверхности грунта h, м, следует определять по формуле

h = kV_p/A_e,                                                       (10.1)

где k - коэффициент, принимаемый равным 0,6 при степени влажности грунта более 0,9;

       V_p - объем всех свай, погружаемых в грунт, м³;

       A_e - площадь погружения свай или площадь дна котлована, м².

10.14 Армирование буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных свай следует выполнять объемными каркасами, для создания жесткости которых их продольные арматурные стержни должны быть соединены не только хомутами, но и трубчатыми кольцами, установленными на сварке по длине каркаса на расстоянии не реже чем через пять его диаметров. В целях обеспечения защитного слоя бетона между грунтом и арматурными стержнями каркаса последний должен быть оснащен фиксаторами, а также крестообразными анкерами, установленными в нижнем конце каркаса для исключения возможности его подъема при извлечении обсадных труб.

10.15 Армирование буросекущихся свай рекомендуется, как правило, выполнять через одну сваю, оставляя рассекаемые сваи бетонными, не имеющими арматуры.

Комбинированные фундаментные конструкции из буросекущихся свай включают верхние направляющие стенки, которые должны армироваться, иметь толщину 300 мм и, в зависимости от диаметра сваи иметь высоту от 500 до 750 мм и быть погруженными в достаточно устойчивый грунт.

10.16 Буроинъекционные сваи диаметром 150 - 160 мм в случае их использования для усиления оснований существующих зданий при нагрузках до 200 кН допускается армировать одиночными стержнями при условии передачи на последние всей величины продольного усилия, возникающего от действующей на сваю нагрузки. При этом сопротивление бетона, используемого в данном случае лишь для целей антикоррозийной защиты арматуры и повышения сопротивления сваи продольному изгибу, не учитывается.

Примечание. Одностержневое армирование буроинъекционных свай, прорезающих грунты с модулем деформации менее 5 МПа, а также при наличии в стволе сваи изгибающего момента, не допускается.

10.17 При определении размеров буронабивных и буроинъекционных свай (поперечного сечения, длины) следует стремиться к наиболее полному использованию прочности материала свай и грунтов основания.

10.18 Размещение буронабивных и буроинъекционных свай в плане может назначаться как в виде их ленточного расположения, так и в виде кустов. При этом необходимо стремиться к минимальному числу свай в группах (кустах) или к максимально возможному шагу свай в лентах, добиваясь наибольшего использования принятой в проекте несущей способности свай. Не следует допускать недоиспользование несущей способности свай более 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, от кратковременных нагрузок - на 20 %.

10.19 Угол наклона оси буроинъекционных свай к вертикали при козловом их расположении рекомендуется назначать не более 10°.

10.20 Нижние концы свай-стоек всех типов, за исключением забивных, вдавливаемых и завинчиваемых, должны заделываться в скальный невыветрелый грунт (без слабых прослоек) не менее чем на 0,5 м и одновременно не менее чем на 30 диаметров их арматуры.

10.21 Для зданий с несущими стенами применяются, как правило, ленточные ростверки. Ширина ростверка зависит от количества свай в поперечном сечении и от ширины несущей стены. Величина свеса ростверка от грани свай должна приниматься с учетом допускаемых отклонений свай в плане в соответствии с рекомендациями раздела 13 настоящей инструкции. Высота ростверка определяется расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84*. Ростверк рассчитывается как железобетонная многопролетная балка. Армирование ростверка производится пространственными арматурными каркасами, как правило, из арматуры класса AIII. Для ростверка применяют, как правило, бетон класса по прочности В15, В20. Ростверк укладывается по бетонной подготовке класса В7.5.

10.22 В зданиях со сборным железобетонным каркасом применяются ростверки стаканного типа, состоящие из плитной части и подколенника - стаканной части. Размеры ростверка в плане должны приниматься кратными 30 см, а по высоте - 15 см. Конструктивная высота ростверка назначается на 40 см больше глубины стакана. Ростверк рассчитывается на изгиб (плитная часть, стаканная часть) и на продавливание (продавливание колонны и угловой сваи) в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84*. Армирование ростверка производится плоскими сетками (плитная часть) и пространственными каркасами (стенки стакана), как правило, из арматуры класса AIII. Для ростверка применяют, как правило, бетон класса по прочности В15, В20. Ростверк укладывается на бетонную подготовку класса В7.5.

10.23 Для зданий с каркасом из монолитного железобетона или с металлическим каркасом применяются плитные ростверки. При этом высота ростверка определяется с учетом необходимой заделки арматурных выпусков или анкерных болтов. В остальном ростверк проектируется аналогично указаниям в пп. 10.21 - 10.22.

10.24 Для тяжелых каркасных зданий и сооружений применяются, как правило, большеразмерные плитные ростверки (при размерах в плане 10×10 м и более). Они проектируются как стержневые системы на упругом основании в виде сплошного свайного поля с использованием расчетных пакетов программ для ПК. Высота плитного ростверка определяется из расчета возможности восприятия поперечных сил без установки поперечной (вертикальной) арматуры. Плитные ростверки армируются верхними и нижними сетками из арматуры класса AIII, которые укладываются на поддерживающие каркасы. Большеразмерные плитные ростверки изготавливаются из бетона класса по прочности В25, укладываемого на бетонную подготовку класса В7.5.

10.25 При проектировании комбинированных свайно-плитных фундаментов (КСП) необходимую несущую способность свай рекомендуется обеспечивать за счет увеличения длины свай, а не их поперечного сечения, т.е. за счет увеличения гибкости свай.

10.26 При конструктивном расчете плиты ростверка КСП фундамента следует учитывать, что при очень жестком ростверке, обеспечивающем одинаковую осадку всех свай, происходит существенное перераспределение нагрузки на сваи, в результате которого нагрузка на крайние ряды свай, особенно угловые сваи, будет выше средних, что может вызвать значительные изгибающие моменты на краях и в углах ростверка.

10.27 Глубина заложения подошвы ростверка КСП фундамента должна назначаться в зависимости от конструктивных решений подземной части здания или сооружения (наличия подвала, технического подполья или подземных гаражей), грунтовых условий и проекта планировки территории, а также высоты ростверка, определяемой расчетом.

10.28 Следует принимать во внимание, что осадка КСП фундамента при вертикальных сваях не зависит от системы связи сваи с ростверками - жесткой или шарнирной, которая принимается в проекте по конструктивным соображениям. Возможно комбинированное сопряжение свай с плитным ростверком: в центральной части - без выпусков арматуры, по периметру - с выпусками.

11. Состав проекта свайных фундаментов

11.1. Проект фундаментных конструкций из свай должен соответствовать указаниям СНиП 11-01-95. Оформление чертежей должно отвечать требованиям государственных стандартов системы проектной документации для строительства ЕСПДС.

11.2. При двухстадийном проектировании в состав проекта на стадии «ПРОЕКТ» входят:

- пояснительная записка, содержащая следующие сведения: описание инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства; конструктивные характеристики здания или сооружения; обоснование принятого решения по свайным фундаментам (внешние нагрузки, передаваемые на фундаменты, вид свай, их габариты, расчетные нагрузки на сваю - вертикальные вдавливающие и выдергивающие, горизонтальные, изгибающие моменты; деформации оснований фундаментов - вертикальные, горизонтальные, крены); допустимость динамических воздействий от погружения свай вблизи существующих сооружении и подземных коммуникаций; технико-экономические характеристики сравниваемых вариантов, выполненных с соблюдением необходимых условий сопоставимости;

- чертежи фундаментов, позволяющих обосновать объемы работ, в том числе: маркировочные схемы расположения свай в плане (ленты, группы, свайное поле), маркировочные схемы расположения ростверков в плане, характерные геологические разрезы с нанесенными сваями и ростверками, обосновывающими принятые параметры свай и свайных фундаментов, чертежи принятых конструкций свай.

К проекту должен быть приложен перечень нормативных документов, на основании которых разработан проект.

11.3. На второй стадии при двухстадийном проектировании (стадии «РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ») или при одностадийном проектировании («РАБОЧИЙ ПРОЕКТ») чертежи свайных фундаментов входят в комплект железобетонных конструкций (КЖ) и включают:

- лист «Общие данные», состоящий из сведений о составе комплектов чертежей марки КЖ, разработанного комплекта чертежей свайных фундаментов, перечня спецификаций, ведомости ссылочных и прилагаемых документов проекта, ведомости объемов работ; на листе должна быть приведена выкопировка из генплана с нанесенными архитектурно-строительными осями здания или сооружения, положением инженерно-геологических выработок (скважин, шурфов, точек зондирования и др.), линий инженерно-геологических разрезов, красных и черных отметок дневной поверхности земли, абсолютной отметки 0,000.

На листе должна быть сделана специальная надпись за подписью главного инженера проекта о том, что проект разработан в соответствии с действующими нормативными документами. Эта надпись помещается в левом нижнем углу чертежа и взята в рамку.

На листе должны быть даны общие указания, включающие наименование организации, выдавшей задание на проектирование, номер и дату договора, на основании которого разработан проект, перечень инженерно-геологических материалов, абсолютная отметка, условно принятая за 0,000. Должны быть указаны нагрузки, принятые на сваи (вертикальные, горизонтальные, изгибающие моменты) и обоснования их принятия в проекте. На листе указываются сведения о агрессивности воды-среды и принятой в проекте защите свай от коррозии. Указываются также сведения об источнике получения нагрузок на фундаменты; должны быть указаны требования к общим и неравномерным осадкам, которые обеспечиваются принятой конструкцией фундаментов.

При большом объеме информации, лист «Общие данные» может быть выполнен на двух листах, первый из которых будет называться «Общие данные (начало)», второй - «Общие данные (окончание).

- лист «Разрез(ы)», на котором изображаются характерные инженерно-геологические разрезы, на которые наносятся оси здания, линии с уровнями дна котлована с абсолютными отметками подошвы ростверков, отметками нижних концов свай, данными физико-механических свойств грунтов, необходимых для обоснования параметров свай;

- лист со схемами расположения свай со спецификациями;

- лист со схемами расположения ростверков со спецификациями;

лист(ы) с конструкциями свай (если в этом имеете» необходимость) со спецификациями;

- лист(ы) с конструкциями ростверка(ов) с опалубочными размерами, схемами армирования, спецификациями, со схемой нагрузок на фундамент(ы) и их величинами со спецификациями;

- лист(ы) с узлами и сечениями;

- чертежи железобетонных и арматурных чертежей (КЖИ).

Примечания: 1. Представленный состав характерных листов проекта свайных фундаментов удобен при использовании графических пакетов для разработки проектов свайных фундаментов на ПЭВМ. В этом случае проект может быть представлен в виде специальных альбомов чертежей, предназначенных для использования отдельными строительными подразделениями: альбом «Общие данные», альбом «Маркировочные схемы», альбом «Свайные группы (поля, кусты)», альбом «Ростверки», альбом «КЖИ», альбом «Сметы», при этом альбомы «Общие данные», «Свайные группы», «КЖИ», «Сметы» выполняются на формате А4, альбом «Ростверки» - на формате A3, альбом «Маркировочные схемы» - на форматах А3, А2, А1.

2. Рекомендуемая структура проекта позволяет в сравнительно короткое время накопить необходимую базу данных для города (префектуры).

3. Приведенная структура чертежей облегчает внесение необходимых коррективов в чертежи в процессе строительства и облегчает подготовку и обработку исполнительной документации.

12. Устройство свайных фундаментов

12.1. Общие положения

12.1.1 При устройстве свайных фундаментов должны соблюдаться требования нормативных документов по организации строительного производства, геодезическим работам, технике безопасности, противопожарной безопасности и др.

12.1.2 Работы по устройству свайных фундаментов должны производиться по проекту производства работ (ППР), разработка которого выполняется подрядной организацией на основании проекта организации строительства. ППР согласовывается с проектной организацией, разработавшей проект свайных фундаментов.

12.1.3 В состав ППР входят:

- стройгенплан объекта с нанесением на нем границ и отметок котлована, осей свайных рядов, сетей электро- и водоснабжения, расположения бытовых и производственных коммуникаций;

- перечень необходимых машин и оборудования;

- технологические схемы основных производственных процессов (схемы движения копров и буровых машин при устройстве свай, схемы подтаскивания свай, арматуры, каркасов к механизмам и др.);

- схемы с размещением временных дорог, площадок складирования свай и других строительных конструкций и материалов;

- календарный план производства работ;

графики транспортировки на объект свай, конструкций, потребности в рабочих кадрах и в основных строительных машинах;

- краткая пояснительная записка с расчетами потребности строительных машин и технико-экономическим обоснованием ППР;

- дополнительные требования, предъявляемые к производству работ, характерные для данного объекта в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических и экологических условий площадки и типа сооружений.

12.1.4 Устройство свайных фундаментов любого типа выполняется в следующей последовательности:

- планировка площадки срезкой или подсыпкой;

- устройство котлована и его сдача - приемка;

- разбивка и закрепление осей погружаемых или изготавливаемых свай;

- пробная забивка свай;

- погружение или изготовление свай;

- сдача-приемка выполненных свай;

- срубка головок свай;

- зачистка котлована в местах устройства ростверков;

- устройство бетонной подготовки под ростверк;

- устройство ростверка (плиты);

- сдача-приемка свайного фундамента.

12.1.5 Котлованы для устройства свайных фундаментов без укреплений разрешается применять, как правило, на глубине выше уровня подземных вод. Крутизна откосов обуславливается видом грунта, глубиной котлована и характером нагрузок на его бортах. В котлованах небольшой ширины (менее 4 м), устраиваемых выше уровня подземных вод в устойчивых грунтах, могут быть применены закладные крепления из досок и распорок, устанавливаемых в процессе извлечения грунта. При неустойчивых и водоносных грунтах устройство котлованов необходимо производить под защитой ограждения (забивкой шпунта, устройством подпорных стен и др.). Размеры котлована должны определяться проектными размерами фундамента в плане с учетом увеличения их в каждую сторону, которые назначаются в соответствии с пятыми способами водоотвода, установки опалубки и креплений, бетонирования, распалубки и изоляции ростверков.

Разработка котлованов в местах, где имеются действующие подземные коммуникации, допускается при наличии письменного разрешения организации, ответственной за эксплуатацию коммуникаций, и должна производиться с принятием мер против их повреждения, а в местах расположения электрических, газонесущих и других кабелей - в присутствии представителя организаций, эксплуатирующих кабельную сеть.

12.1.6 При разбивке осей свай отклонение от проектного положения в плане не должно превышать ±5 мм. Проектное положение свай рекомендуется закреплять на месте окопанными металлическими штырями, забитыми на глубину 0,2 - 0,3 м.

12.1.7 При транспортировке, разгрузке и складировании свай заводского изготовления необходимо обеспечить их сохранность (укладка в штабель в горизонтальном положении головами в одну сторону при высоте штабеля не более 2 м). Хранение в одном штабеле свай разных конструкций, длин и сечений не допускается.

12.1.8 Для выполнения работ по устройству фундаментных конструкций из свай применяются технические средства, подразделяемые на основные, вспомогательные и для контроля качества работ.

К основным техническим средствам относятся копры, установки, молоты и домкраты для погружения свай; буровые станки, пневмопробойники для изготовления свай; крановое оборудование, используемое для навесных копровых стрел или буровых рабочих органов; автобетоносмесители большой емкости, приготовляющие и доставляющие литую бетонную смесь для изготавливаемых на строительных площадках свай.

К вспомогательным техническим средствам относятся машины и механизмы общестроительного назначения, в том числе автотранспортные средства; машины для земляных работ; погрузочно-разгрузочные средства; компрессоры; оборудование для сварочных работ; свайные наголовники; инвентарные хомуты для срубки голов свай; отбойные молотки; бетонолитные трубы; бункеры и бадьи для укладки бетонной смеси.

К техническим средствам для контроля качества выполнения работ относятся геодезические инструменты; отказомеры; гаммаплотномеры; приборы для неразрушающих способов определения марок бетона свай и ростверков, фактических величин защитного слоя бетона.

12.2. Устройство предварительно изготовленных свай

12.2.1 Применяются следующие способы погружения предварительно изготовленных свай и свай-оболочек: забивка, вибропогружение, вдавливание и завинчивание, а также облегчающие погружение средства - лидерное бурение, удаление грунта из полых свай и свай-оболочек и т.п.

Забивные и вибропогружаемые сваи

12.2.2 Для забивки свай применяются копры и копровое оборудование, а также навесное или сменное оборудование на базе тракторов и экскаваторов.

Забивка осуществляется молотами: механическими, паровоздушными, дизельными (штанговыми, трубчатыми или гидравлическими) вибромолотами или вибропогружателями.

12.2.3 Копер подбирается исходя из требуемого удельного давления копра на грунт под ходовой частью, полезной высоты стрелы, грузоподъемности лебедки.

Молот подбирается исходя из инженерно-геологических особенностей площадки строительства, соотношения массы ударной части молота и массы сваи, возможности применения способа забивки на рассматриваемой площадке.

12.2.4 Необходимую для забивки сваи максимальную энергию удара молота E_k (Дж) определяют как

E_k = 1,75aP,                                                           (12.1)

где a - коэффициент, равный 25 Дж/кН;

P - расчетная нагрузка на сваю (по данным проекта), кН.

Принятый тип молота с расчетной энергией удара должен удовлетворять условию

(Q_n + q)/E_kp < k_п,                                                          (12.2)

где    Q_n - полный веса молота, Н;

q - вес сваи (включая вес наголовника и подбабка), Н;

E_kp - расчетная энергия удара принятого молота, Дж.

k_п - коэффициент, приведенный в табл. 12.1;

Таблица 12.1

12.2.5 Расчетное значение энергии удара принимают:

- для гидромолотов, паровоздушных молотов одиночного действия и подвесных молотов                                                                                                             E_kp = QH

- для трубчатых дизель-молотов                                                                E_kp = 0,9QH

- для штанговых дизель-молотов                                                               E_kp = 0,4QH

Здесь:

Q - вес ударной части молота, Н;

H - фактическая высота падения ударной части молота, м.

На стадии окончания забивки свай для трубчатых дизель-молотов Н = 2,8 м, для штанговых при массе ударных частей 1250, 1800 и 2500 кг - соответственно 1,7; 2 и 2,2 м, для гидромолотов - по паспорту.

Принятый тип молота и высоту падения его ударной части следует дополнительно проверять, рассчитав для железобетонной сваи максимальные сжимающие напряжения, достигаемые в свае при забивке.

12.2.6 Максимальные сжимающие напряжения в железобетонной свае при ударе молота (с учетом обжатия бетона в преднапряженных сваях) не должны, как правило, превышать 60 % нормального сопротивления бетона на сжатие для свай R_bh, находящихся в неагрессивной среде.

12.2.7 При выборе молота для забивки стальных свай необходимо соблюдать условие

(m/A) ≤ k_фα(R_y/210)^β,                                          (12.3)

где m - масса ударной части молота, кг;

       A - площадь поперечного сечения сваи, см²;

       k_ф - коэффициент, равный 0,8 для трубчатых свай 1;

       α - коэффициент, принимаемый по табл. 12.2;

       R_y - расчетное сопротивление стали по пределу текучести, МПа;

       β - показатель степени, равный 1,4, для трубчатых свай - 1,7.

12.2.8 При выборе молотов для забивки наклонных свай энергию удара следует умножить на повышающий коэффициент k, который составляет:

1,1 - при наклоне сваи 5:1

1,15 -         «                  4:1

1,25 -         «                  3:1

1,4 -           «                  2:1

1,7 -           «                  1:1

При прохождении слоев плотного грунта следует применять молоты с энергией удара большей, чем получается при расчете по формулам, или забивать сваи с применением лидерных скважин.

Таблица 12.2

12.2.9 Выбор молота для забивки составных свай длиной более 25 м производится проектной организацией одновременно с разработкой проекта свайного фундамента, как правило, с использованием специальных программ, алгоритмы которых основаны на волновой теории удара. Выбор молота осуществляется на основе решения на ЭВМ вариантов задач, в которых, вдаваясь конкретными параметрами системы «молот - наголовник - свая - грунт», вычисляют отказ сваи и динамические напряжения в ней от удара молота.

12.2.10 Забивка свай осуществляется до проектной отметки при получении проектного отказа (величины погружения сваи от одного удара), рассчитываемого по динамическим формулам, приведенным в СНиП 2.02.03-85.

12.2.11 При необходимости пробивки в процессе погружения свай слоев или прослоек плотных грунтов в целях сокращения продолжительности забивки свай, обеспечения их сохранности и погружения до заданных отметок применяются лидерные скважины. В этих случаях лидерные скважины делаются обычно на 5 см менее диагонали поперечного сечения погружаемой сваи на глубину до подошвы плотной прослойки.

12.2.12 Лидерные скважины рекомендуется применять также при забивке свай в водонасыщенные глинистые грунты, которые не успевают уплотняться в процессе забивки свай, что приводит к вертикальным деформациям грунтов, вызывающим выпор погруженных ранее свай, разрушение стыков составных свай, разрушение фундаментных конструкций существующих зданий и сооружений, если забивка производится на расстояниях менее 20 м от них.

12.2.13 Глубина лидерных скважин назначается опытным путем, но должна быть не более 0,9 длины свай, а для лидерных скважин, указанных в п. 12.2.12, независимо от их диаметра может быть определена из условия устойчивости их стенок по формуле:

Z_сч = 0,25c_u,                                                   (12.4)

где Z_сч - предельная глубина устойчивой скважины, м;

       c_u - не дренированное сопротивление глинистого грунта сдвигу, кПа.

12.2.14 Перед началом массовой забивки свай рекомендуется, как правило, выполнять динамические испытания свай и, при необходимости, статические испытания свай, руководствуясь требованиями ГОСТ 5686-94.

12.2.15 При вибропогружении свай крепление вибропогружателя или вибромолота (за исключением вибромолотов со свободным наголовником) со сваей или шпунтом должно быть жестким в процессе погружения. Рекомендуется применять гидравлические наголовники.

12.2.16 Выбор типа вибропогружателя следует производить исходя из предусмотренной проектом несущей способности сваи с учетом грунтовых условий.

12.2.17 Для низкочастотных вибропогружателей с частотой вращения дебалансов до 1000 в 1 мин значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя P_B, кН, определяется по формуле

P_B = (1,4Ф - 3Q_B)/K_б,                                              (12.6)

где Ф - расчетная несущая способность сваи, кН, по проекту;

       Q_B - вес вибросистемы, включая вибропогружатель, сваю и наголовник, кН;

       K_б - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый для различных грунтов:

- песчаные грунты средней плотности: гравелистые - 2,5; крупные - 3,2; средней крупности - 4,9; пылеватые - 5,7; мелкие - 6,2;

- глинистые грунты при показателе текучести I_L: 0 - 1,3; 0,1 - 1,4; 0,2 - 1,5; 0,3 - 1,7; 0,4 - 2,0; 0,5 - 2,5; 0,6 - 3,0; 0,7 - 3,3; 0,8 - 3,5.

Примечания: 1. Для водонасыщенных песков крупных значения K_б увеличиваются в 1,2 раза, средней крупности - в 1,3 раза, мелких - в 1,5 раза.

2. Для заиленных песков значения K_б снижаются в 1,2 раза, что не исключает применение повышающих коэффициентов при водонасыщении.

3. При слоистом напластовании грунтов K_б определяется как средневзвешенный по глубине.

12.2.18 Необходимое значение максимальной вынуждающей силы вибропогружателя P_B окончательно принимается не ниже 1,3Q_B при погружении свай-оболочек (с возможным извлечением грунта из внутренней полости) и 2,5Q_B при погружении свай сплошного сечения и полых свай, погружаемых без извлечения грунта.

12.2.19 Из числа вибропогружателей, обеспечивающих развитие необходимой вынуждающей силы, выбирается тот вибропогружатель наименьшей мощности, у которого статический момент массы дебалансов k₀ (или максимальное значение момента дебалансов k₀ для вибропогружателей с регулируемыми параметрами), кг·см, удовлетворяет условию

k₀ ≥ M_n·A₀,                                                                    (12.7)

где M_n - суммарная масса вибропогружателя, сваи и наголовника, кг;

       A₀ - амплитуда колебаний при отсутствии сопротивлений, см, принимаемая в зависимости от характеристики прорезаемых грунтов и глубины погружения в пределах 0,8 - 1,6.

Вдавливаемые сваи

12.2.20 Вдавливание свай может осуществляться в тех же грунтовых условиях, в которых выполняется их погружение другими способам (ударным, вибрационным и др.).

Предпочтение вдавливанию, по сравнению с другими способами, следует давать при необходимости устройства свай вблизи существующих зданий, сооружений и коммуникаций.

12.2.21 При вдавливании свай в плотные грунты (или при прохождении прослоек таких грунтов) рекомендуется применять различные способы снижения сопротивления погружению (например, устройство лидерных скважин). При их назначении необходимо учитывать такие факторы, как возможное снижение несущей способности погружаемых свай, а также негативное влияние этих мероприятий на состояние и обеспечение надежности существующих фундаментов соседних зданий и сооружений, в том числе подземных.

12.2.22 Для вдавливания свай могут быть использованы различные типы установок самоходных (на базе тракторов, экскаваторов и кранов) или несамоходных (с упором домкратов в существующие фундаменты или систему анкерных устройств, соединенных с фундаментами).

Выбор установки следует производить исходя из следующих условий:

- стесненности условий строительства (габариты);

- размеров свай;

- несущей способности запроектированных свай;

- оснащенности строительной организации, выполняющей свайные работы.

12.2.23 Вдавливание свай осуществляется до проектной отметки при достижении усилия вдавливания, не менее чем на 20 % превышающего несущую способность F_d, рассчитываемую в соответствии с указаниями раздела 8.1.

Винтовые и бурозавинчивающиеся сваи

12.2.24 Погружение винтовых и бурозавинчивающихся свай рекомендуется производить с помощью буровых установок типа СО-2, СО-1200 или специальных установок, развивающих крутящий момент не менее 32000 Нм.

В процессе погружения свай через каждые 0,5 м должны фиксироваться и заноситься в журнал продолжительность погружения сваи и значения крутящего момента.

12.2.25 В целях минимального нарушения структуры грунта при погружении винтовых и бурозавинчивающихся свай и сокращения времени погружения величина осевой пригрузки должна приниматься в зависимости от плотности проходимого грунта. Осевая пригрузка корректируется таким образом, чтобы коэффициент погружения сваи k_n вычисляемый как отношение теоретического числа оборотов сваи на 0,5 м ее погружения n_т к фактическому числу оборотов n, определяемому путем умножения скорости вращения выходного вала установки для погружения на продолжительность погружения сваи на 0,5 м, был возможно ближе к 1.

Примечание. Теоретическое число оборотов сваи на 0,5 м ее погружения n_т определяется путем деления ∆l = 0,5 м на шаг спирали (винтовой лопасти).

12.2.26 При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на 0,1d меньшим диаметра ствола сваи (d), и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

12.2.27 При устройстве бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником в неустойчивых грунтах вместо устройства лидерных скважин следует выполнять рыхление грунтов шнековым буром (без подъема его при бурении) в пределах грунтового массива (цилиндра), диаметр которого не менее чем на 0,1d меньше диаметра ствола сваи и отметка низа массива не менее чем на 0,5 м выше проектной отметки расположения нижних концов свай.

12.2.28 При устройстве фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся свай со съемным наконечником, когда стенки свай выполняют роль инвентарных обсадных труб, следует учитывать требования, относящиеся к устройству буронабивных свай типа БСИ.

12.2.29 При устройстве фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником, заполненных бетоном без армирования, бетонирование полостей свай следует производить свободным сбрасыванием бетонной смеси с осадкой конуса 5 - 7 см. Уплотнение бетона глубинным электровибратором производится только в головной части ствола.

12.2.30 При устройстве фундаментных конструкций из бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником, заполненных бетоном с армированием, в пределах высоты установки арматуры бетонирование полостей свай следует производить методом ВПТ.

12.3. Буронабивные сваи

12.3.1 Сваи, изготавливаемые в грунте - буронабивные, в том числе буросекущиеся, выполняют из бетона, железобетона или при специальном обосновании - из цементно-песчаного раствора.

По способу изготовления подразделение буронабивных свай, указано в п. 4.12.

12.3.2 Сваи, устраиваемые без использования обсадных труб, применяют в связных маловлажных грунтах, когда можно осуществлять бурение без крепления стенок скважин.

В водонасыщенных грунтах проходку скважин для устройства свай проводят либо под защитой обсадных труб, либо под защитой глинистого или полимерного буровых растворов, которые создают избыточное давление в скважине, препятствуя разрушению ее стенок.

12.3.3 Работы по устройству буронабивных и буросекущихся свай типа БСИ осуществляют станками вращательного и ударно-канатного бурения. При этом рекомендуется использовать отечественную установку СП-45, либо зарубежные установки «Беното», «Касагранде» и «Бауер».

12.3.4 Применяемые при устройстве свай типа БСИ инвентарные обсадные трубы должны состоять из отдельных секций, причем стыки ниже уровня подземных вод должны быть герметичными.

12.3.5 При применении буронабивных свай типа БСВо, устраиваемых с уширением и закреплением стенок неизвлекаемыми обсадными трубами, рекомендуется использовать отечественные установки вращательного и ударно-канатного бурения БС 1-М, УКС или УРБ-ЗАМ.

12.3.6 При применении буронабивных и буросекущихся свай типа БСС, устраиваемых без закрепления стенок скважин, рекомендуется использовать отечественные установки вращательного бурения СО-2 и СО-1200.

12.3.7 Бурение скважин с применением обсадных труб должно осуществляться без опережающего забоя.

При бурении в обводненных песчаных грунтах с прослойками плывуна, заполняющего полость обсадной трубы, следует осуществлять подачу в нее воды для поддержания расчетного уровня грунтовых вод избыточным напором не менее 4 м.

В процессе бурения скважин под сваи следует отмечать провалы инструмента. При фиксировании провала необходимо остановить работы и сообщить авторскому надзору.

12.3.8 Выбуренный грунт должен грузиться непосредственно в автотранспорт или перегружаться автопогрузчиком в автотранспорт и вывозиться за пределы строительной площадки.

12.3.9 После завершения проходки скважины производится зачистка забоя от шлама механическим способом, а при опирании свай на скальные грунты зачистка забоя может выполняться дополнительно гидравлическим способом.

В сухих скважинах разрыхленный грунт может быть уплотнен трамбованием. В водонасыщенных грунтах допускается проводить такое уплотнение путем сбрасывания трамбовки (массой не менее 5 т при диаметре скважины 1 м и более, и массой 3 т при диаметре скважины менее 1 м). Трамбование грунта в скважине необходимо производить до величины «отказа», не превышающей 2 см за последние пять ударов.

Затем должна быть осуществлена проверка соответствия фактической глубины скважины проектной с допуском ±100 мм, но с достижением проектных грунтов под нижним концом сваи.

12.3.10 При бурении скважины под защитой глинистого раствора его Уровень в процессе бурения, очистки и бетонирования скважины должен быть выше уровня подземных вод не менее чем на 0,5 м.

Уровень бурового полимерного раствора в скважине в процессе ее бурения, очистки и бетонирования должен быть выше уровня подземных вод на величину, равную 10 % от длины сваи, но не менее чем на 2 м. При этом обсадка скважины не исключает требования о необходимости поддерживать уровень раствора над поверхностью грунтовых вод.

12.3.11 Состав глинистого раствора назначается лабораторией в зависимости от состава проходимых грунтов. Содержание песка в глинистом растворе не должно быть более 10 %. В процессе бурения надлежит производить периодическую проверку основных показателей глинистого раствора: вязкости, плотности и содержания песка.

Состав полимерных растворов подбирается строительными лабораториями с обязательным соблюдением условия обеспечения вязкости раствора в пределах 35 - 80 сек/литр по вискозиметру Марша (меньшее значение вязкости соответствует глинистым грунтам, а большее - пескам).

12.3.12 Избыточное давление (напор) воды разрешается использовать для крепления поверхности скважин при бурении в глинистых водонасыщенных грунтах при условии их расположения не ближе 40 м от существующих зданий и сооружений.

Избыточное давление (напор) для крепления стенок скважин как в глинистых, так и в песчаных водонасыщенных грунтах, допускается использовать при бурении их с применением полимерных буровых растворов, изготавливаемых с использованием сертифицированных загустителей на основе полиакриламида. При этом расстояние от устраиваемой скважины до существующих зданий и сооружений должно быть не менее 5 м, а верхняя часть скважин должна иметь кондуктор-обсадку длиной не менее 2,5 м.

12.3.13 Забой скважин при бурении должен доводиться до проектных отметок. Если нельзя преодолеть препятствия, встретившиеся в процессе бурения выше проектной отметки ее забоя, решение о возможности использования скважин для устройства свай должна принять организация, проектировавшая фундамент.

12.3.14 По окончании бурения следует проверить соответствие проекту фактических размеров скважин, отметки их устья, забоя и расположения каждой скважины в плане, а также установить соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий (при необходимости с привлечением геолога).

При бетонировании насухо перед установкой арматурного каркаса и после его установки должно быть произведено освидетельствование скважины на наличие рыхлого грунта в забое, осыпей, вывалов, воды и шлама.

12.3.15 Бурение скважин рядом с ранее изготовленными сваями допускается лишь по прошествии не менее 48 часов после окончания бетонирования последних. Допускается сокращать указанный срок при использовании специальных бетонов с ускоренным временем твердения.

12.3.16 Армирование свай следует производить заранее изготовленными каркасами, устанавливаемыми в скважину перед бетонированием. В целях предотвращения подъема и смещения в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью и в процессе извлечения бетонолитной или обсадной трубы, а также во всех случаях армирования не на полную глубину скважины, его необходимо закрепить в проектном положении. Рекомендуется закрепление каркаса производить с помощью трубы-кондуктора длиной не менее 1 м с наружным диаметром, равным диаметру скважины, что одновременно предотвращает обрушение устья скважины.

В целях предотвращения подъема арматурного каркаса в процессе бетонирования сваи методом ВПТ необходимо предусмотреть дополнительное его крепление. Для этого к двум диаметрально противоположным стержням каркаса привариваются два стержня длиной до дна скважины, снабженных на нижнем конце опорными коротышами из уголков.

12.3.17 Бетонирование свай разрешается только после освидетельствования и оформления актов на скрытые работы по бурению и армированию.

12.3.18 В обводненных песчаных и в других неустойчивых грунтах бетонирование свай должно производиться не позднее 8 ч после окончания бурения, а в устойчивых грунтах - не позднее 24 ч. При невозможности бетонирования в указанные сроки бурение скважин начинать не следует, а уже начатых - прекратить, не доводя их забой на 1 - 2 м до проектного уровня и не разбуривая уширения.

Бетонирование скважин, пробуренных под защитой бурового полимерного раствора, должно начинаться не позднее 5 ч после окончательной зачистки ее забоя при условии, что до этой зачистки была достигнута стабилизация раствора, соответствующая изменению содержания песка в нем не более чем на 1 % за 30 мин.

12.3.19 Бетонная смесь в скважину должна укладываться способом вертикального перемещения трубы (ВПТ). Для бетонирования должен применяться приемный бункер с бетонолитной трубой диаметром 250 - 325 мм. Объем бункера должен быть не менее внутреннего объема бетонолитной трубы. Стыки секций бетонолитной трубы должны быть герметичными. При наличии (перед началом бетонирования) воды в скважине слоем более 20 см бетонолитная труба должна быть оборудована обратным клапаном.

12.3.20 Расстояние между забоем скважины и нижним торцом бетонолитной трубы при начале бетонирования не должно превышать 30 см. В процессе бетонирования следует осуществлять подъем бетонолитной трубы. При этом нижний торец должен быть постоянно заглублен под уровень бетонной смеси не менее чем на 1 м.

В процессе бетонирования бетонолитная труба на всю высоту должна быть постоянно заполнена бетонной смесью. Перерывы в подаче отдельных порций бетонной смеси не должны превышать срока схватывания, установленного лабораторией при данной марке цемента и температуре окружающей среды.

12.3.21 При бетонировании свай в зимних условиях бетонную смесь следует подавать в бункер подогретой до температуры, гарантирующей температуру бетона в скважине в момент укладки не менее 5° С.

При температуре воздуха минус 20 °С и ниже рекомендуется обогревать приемный бункер и верхнюю часть бетонолитной трубы при помощи электронагревателей или устраивать объемлющий тепляк.

12.3.22 Подача бетонной смеси в свайную скважину осуществляется до момента выхода чистой (без шлама) бетонной смеси на поверхность и заканчивается удалением загрязненного слоя бетонной смеси. После этого при наличии обсадной трубы извлекается последняя ее секция и формируется оголовок сваи.

12.3.23 Сваи с неизвлекаемой обсадной трубой применяют, когда отсутствует возможность качественного изготовления свай с извлекаемой оболочкой. Такие условия создаются на оползневых участках и на площадках, сложенных водонасыщенными глинистыми грунтами текучей консистенции с прослойками песков и супесей, где под напором подземных вод ствол сваи на отдельных участках может быть разрушен во время твердения бетонной смеси.

12.3.24 Перед началом и в процессе бетонирования следует определять показатель подвижности бетонной смеси по п. 12.3.26 настоящей инструкции. При несоответствии подвижности бетонная смесь к укладке не допускается. Также производится постоянный отбор бетонных образцов по п. 12.3.28.

12.3.25 Буронабивные сваи должны выполняться из бетона класса не иже В15 по прочности на сжатие (на плотных заполнителях) и марки по водонепроницаемости W6. Бетонная смесь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 7473-85 и приготовляться на щебне фракции 5 - 30 мм.

12.3.26 Марка удобоукладываемости бетонной смеси - П4, определяемая по показаниям осадки стандартного конуса по ГОСТ 10181.1-81, должна составлять к моменту ее укладки не менее 18 см. Смесь должна быть однородной и не расслаиваться при перевозке и укладке.

Удобоукладываемость бетонной смеси определяется на месте и записывается в особую ведомость рабочего журнала. Остальные показатели отражаются в паспорте на бетонную смесь по ГОСТ 7473-85.

12.3.27 Для изготовления буронабивных свай должны применяться цементы со сроком схватывания не менее 2 ч. Подвижность бетонной смеси следует обеспечить подбором ее состава и введением в смесь поверхностно-активных пластифицирующих добавок.

12.3.28 Прочность бетона буронабивных свай определяется по ГОСТ 18105-86 с обязательным изготовлением контрольных образцов и обеспечением их твердения в условиях аналогичных твердению свай. Объем контролируемой партии назначается в зависимости от объема бетона, уложенного за 1 сутки.

12.3.29 Устройство уширений у нижнего конца буронабивных свай производится с помощью специальных уширителей или другим механическим способом.

12.4. Буроинъекционные сваи

12.4.1 Буроинъекционные сваи применяются, как правило, для усиления оснований и фундаментов существующих зданий. Усиление оснований и фундаментов буроинъекционными сваями включает два этапа - укрепительная цементация кладки существующих фундаментов и контакта фундамент-грунт; устройство собственно буроинъекционных свай, служащих для передачи нагрузок от сооружения на нижележащие малосжимаемые слои основания.

12.4.2 Проходка скважин для буроинъекционных свай выполняется вращательным бурением - в стенах фундамента трехшарошечными долотами, а в грунтах - шнековым буром или шарошечными долотами.

При проходке неустойчивых обводненных грунтов бурение ведется с помывкой скважин глинистым (бентонитовым) раствором или под защитой обсадных труб.

12.4.3 Для укрепления устья скважины буроинъекционной сваи в кладке усиливаемых фундаментов устанавливается труба-кондуктор, выступающая над забоем скважины не менее чем на 300 мм. Установку трубы-кондуктора с внутренним диаметром, равным диаметру сваи или большим, производят в заранее пробуренную и заполненную цементным раствором скважину.

12.4.4 Разбуривание цементного камня в трубе-кондукторе следует начинать не ранее, чем после двухсуточной выстойки трубы кондуктора в скважине с обязательной фиксацией этого факта в журнале работ. Бурение в трубе-кондукторе следует вести с продувкой сжатым воздухом. По окончании разбуривания цементного камня в трубе-кондукторе последующее бурение скважин в песчаных и других неустойчивых грунтах ведется до проектной отметки под защитой бентонитового раствора или полым шнеком без выемки грунта.

По окончании шарошечного бурения следует произвести промывку скважины через буровой став свежим буровым глинистым раствором от шлама в течение 3 - 5 минут.

12.4.5 Плотность глинистого (бентонитового) раствора, применяемого для заполнения скважины при бурении, рекомендуется принимать равной 1,05 - 1,15 г/см³, в конкретном случае параметры должны подбираться в лаборатории.

12.4.6 Отклонение от заданного угла бурения не должно превышать ±2°. Отклонения по длине свай не должны превышать ±30 см проектных величин.

12.4.7 Установка арматурного каркаса, как правило, должна предшествовать инъекционным работам, но при соответствующем обосновании арматурный каркас разрешается также устанавливать в скважину, уже заполненную инъекционным раствором. В последнем случае время сборки и монтажа арматурного каркаса должно обеспечивать его установку в проектное положение до начала схватывания инъекционного раствора и составлять не более 1 часа.

12.4.8 Установку арматурного каркаса буроинъекционной сваи в скважину допускается производить отдельными секциями. Стыковка арматурных стержней секций должна осуществляться ручной дуговой сваркой.

Арматурный каркас должен иметь фиксирующие элементы, для центрирования его в скважине и обеспечения требуемой толщины защитного слоя. Секции армокаркаса перед установкой следует очистить от случайно налипшего на него грунта.

12.4.9 Скважины буроинъекционных свай должны заполняться инъекционным раствором - мелкозернистой бетонной смесью (цементно-песчаным раствором). Инъекционный раствор должен быть однородным и не расслаиваться при инъекции, для чего его марка по удобоукладываемости, определяемая по ГОСТ 7473-85, должна быть П4 (18 - 20 см по стандартному конусу). По испытаниям кубиков со стороной 7 см при нормальных условиях созревания; прочность должна быть не менее 15 МПа в 7-дневном возрасте и 30 МПа - в 28-дневном.

12.4.10 Приготовлять инъекционный раствор следует на строительной площадке непосредственно перед его нагнетанием в скважину. Для приготовления раствора следует использовать скоростные смесители с частотой вращения не менее 200 об/мин. Продолжительность перемешивания составляющих раствора должна быть не менее 60 с.

12.4.11 Инъекционный раствор следует расходовать не позднее 2-х часов после его изготовления. Один раз в сутки должны отбираться образцы инъекционного раствора для контроля его прочности после 28-дневного твердения в условиях аналогичным условиям изготовления буроинъекционных свай.

12.4.12 Заполнение скважины инъекционным раствором необходимо производить либо непосредственно через буровой став, либо через трубу-инъектор. В любом случае заполнение должно производиться от забоя скважины снизу вверх до полного вытеснения бурового раствора и появления в устье скважины чистого инъекционного раствора.

12.4.13 Весь процесс инъектирования раствора до полного заполнения скважины должен осуществляться при расположении нижнего конца инъекционной трубы на расстоянии не более 0,5 м от забоя скважины (в начальный момент инъектирования нижний конец инъекционной трубы должен располагаться непосредственно на забое скважины). Диаметр инъекционных труб должен быть не менее 40 мм.

12.4.14 При устройстве буроинъекционных свай (кроме буроинъекционных свай РИТ) после заполнения скважины твердеющим раствором и установки арматурного каркаса в проектное положение следует произвести опрессовку сваи. Для опрессовки в верхней части трубы-кондуктора необходимо установить тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор произвести нагнетание раствора под давлением 0,2 - 0,3 МПа в течение 1 - 3 минут.

12.4.15 Устройство буроинъекционных свай РИТ по разрядно-импульсной технологии производится не менее чем 5 - 7 электрическими разрядами с шагом соответственно 200 - 300 мм по ее длине и не менее чем 15 разрядами в забое скважины при энергии каждого разряда 30 - 40 кДж.

Для этого в скважину после заполнения ее мелкозернистой бетонной смесью опускается специальный разрядник. В процессе погружения разрядника на его электроды периодически подается высокое напряжение, обеспечивающее возникновение электрического разряда требуемой мощности, что вызывает уплотнение грунта в стенках скважины и в ее забое.

12.4.16 Расход инъекционного раствора на одну спрессованную буроинъекционную сваю должен быть не менее 1,25 и не более 2,5 объема скважины. При утечках инъекционного раствора из скважины буроинъекционной сваи (не позволяющих поднять давление опрессовки до проектной величины), следует прекратить его инъекцию при подаче раствора в объеме, равном 2,5 объема скважины, а затем выполнить повторную опрессовку через 12 час. ± 1 час.

Расход инъекционного раствора при устройстве свай РИТ должен соответствовать установленному в проекте.

12.5. Комбинированные свайно-плитные фундаменты

12.5.1 Сложность и новизна конструкции комбинированного свайно-плитного фундамента требует тщательного анализа всех элементов технологии производства работ, особенно при использовании буронабивных свай. Эти элементы должны быть предусмотрены в подробно разработанном проекте производства работ, учитывающем особенности принятых конструкций свай и условий площадки строительства, а также технические возможности строительных организаций, осуществляющих устройство фундаментов. Особое внимание должно быть уделено элементам работ, от которых в первую очередь зависит несущая способность фундамента.

12.5.2 При бурении скважин в водонасыщенных грунтах в скважинах должен быть обеспечен уровень бурового (бентонитового или специального) глинистого раствора на 1 - 2 м выше уровня подземных вод, до бетонирования скважины следует тщательно проверить состояние забоя скважины, должен быть установлен надежный контроль за непрерывностью подачи бетона, его качеством и фактическим объемом бетонной смеси, уложенной в скважину.

12.5.3 Укладка бетона фундаментной плиты должна производиться на ненарушенный уплотненный грунт на предусмотренную проектом подготовку. Бетонирование плиты может производиться только после приемки свай.

13. Приемка и контроль качества работ по устройству свайных фундаментов

13.1 Приемка фундаментных конструкций из свай производится по результатам приемочного контроля на основе проектной и исполнительно-производственной документации, ставит своей целью установление соответствия возведенных конструкций проекту и требованиям нормативных документов и является документированным свидетельством пригодности принимаемых фундаментов для выполнения последующих этапов строительно-монтажных работ по возведению здания или сооружения.

13.2 Контроль и приемка свай и свайных ростверков осуществляется службой технического надзора заказчика с участием авторов проекта свайных фундаментов и исполнителей, выполнивших работы по сооружению фундаментов.

13.3 Приемка свайных фундаментов осуществляется в два этапа: после погружения или изготовления свай и после выполнения работ по устройству ростверков.

13.4 Запрещается устройство ростверков и вывод с площадки оборудования для погружения и изготовления свай до устранения дефектов, выявленных в процессе осуществления авторского надзора и приемки свайного поля.

Запрещается также монтаж конструкций зданий и сооружений до приемки ростверков.

13.5 Приемка работ по устройству фундаментных конструкций из свай должна производиться на основании:

- проектов фундаментов из свай и проектов производства работ;

- технологических регламентов на производство работ;

- паспортов заводов - изготовителей на погружаемые сваи и сборные ростверки, а также щебень (гравий), армокаркасы и товарный бетон для изготавливаемых на площадке свай и монолитных ростверков;

- журнала учета входного контроля качества материалов и конструкций (приложение Б);

- общего журнала работ;

- акта на сдачу-приемку котлована под погружение или изготовление свай;

- акта на геодезическую разбивку осей здания и фундаментов и закрепление строительных осей;

- актов лабораторных испытаний контрольных бетонных образцов;

- исполнительных схем расположения свай с указанием их отклонений в плане, по глубине и по вертикали;

- журналов погружения свай (приложения В, Г и Д) либо изготовления свай (приложения Е и Ж);

- сводных ведомостей погруженных либо изготовленных свай;

- документации по результатам опытных работ, включающей результаты испытаний свай по ГОСТ 5686-94;

- актов освидетельствования арматурных каркасов и скважин перед бетонированием изготавливаемых на площадке свай (приложение И).

13.6 Приемка работ по устройству фундаментных конструкций из свай должна сопровождаться:

- изучением предъявленной документации; освидетельствованием свай с проверкой соответствия выполненных работ проекту;

- инструментальной проверкой правильности положения свай;

- контрольными испытаниями свай, если их несущая способность вызывает сомнения.

13.7 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай, входят их положение в плане, отметки голов и вертикальность оси свай.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного при однорядном расположении свай поперек оси свайного ряда составляет ±0,2d (d - диаметр или сторона сечения свай), а вдоль оси ряда - ±0,3 d, для кустов и лент с расположением в два и три ряда - ±0,2 d для крайних свай поперек оси свайного ряда и ±0,3d для остальных свай и крайних свай вдоль оси свайного ряда, для сплошного свайного поля - ±0,2d для крайних свай и ±0,4d - для средних свай.

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных с монолитным ростверком или плитой составляют ±3 см, со сборным ростверком - ±1 см, а в безростверковом фундаменте со сборным оголовком - ±5 см.

Предельные отклонения осей погруженных свай от вертикали составляет 2 % от их длин.

13.8 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из бурозавинчивающихся свай со съемным наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве буронабивных свай типа БСИ.

Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься согласно п. 13.11 настоящей инструкции.

13.9 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из винтовых и бурозавинчивающихся свай с глухим наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве фундаментных конструкций из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай. Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься согласно п. 13.7 настоящей инструкции.

13.10 В состав показателей, контролируемых при устройстве комбинированных свайно-плитных фундаментов, в зависимости от вида использованных в фундаменте свай - буронабивных либо забивных, - входят показатели, контролируемые при устройстве фундаментов из буронабивных свай при их кустовом расположении (п. 13.11 настоящей инструкции), а при устройстве сплошного свайного поля из забивных свай (п. 13.7 настоящей инструкции).

13.11 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных свай, входят их положение в плане и отметки голов.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного поперек ряда составляют ±10 см, а вдоль ряда при кустовом расположении свай - ±15 см.

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных, а также осей свай от вертикали соответствуют отклонениям, указанным в п. 13.7 настоящей инструкции.

13.12 После окончания бурения скважин для устройства буронабивных, буросекущихся и буроинъекционных свай контролируется глубина скважин и качество зачистки забоя путем медленного опускания в забой рабочего органа бурового станка и забора проб со дна скважины.

Допустимое отклонение глубины скважины от проектного значения не должно превышать ±100 мм.

13.13 Качество изготовления арматурного каркаса должно удовлетворять требованиям проекта и ГОСТ 14098-91. После установки каркаса в скважину контролируется его положение по глубине скважины. Допустимые отклонения от проектного положения должны быть не более ±50 мм.

13.14 Контроль прочности бетона в сваях осуществляется согласно пп. 12.3.28 и 12.4.11 настоящей инструкции с оформлением результатов испытаний актами, согласно ГОСТ 18105-86.

13.15 При бетонировании буронабивных и буросекущихся свай способом ВПТ контролируются параметры, указанные в пп. 12.3.19 и 12.3.20 настоящей инструкции, а при инъектировании твердеющего раствора при устройстве буроинъекционных свай - параметры, указанные в п. 12.4.13. В случае обнаружения отклонений от указанных в этих пунктах технологических параметров и отсутствия выхода чистого бетона в конце бетонирования, свая подлежит контрольному разбуриванию для оценки качества ее бетона.

13.16 Помимо контроля по пп. 13.11 и 13.12, производится контроль качества стволов буронабивных и буросекущихся свай, осуществляемый испытанием прочности образцов керна, выбуренных по вертикали в различных зонах по высоте через 0,5 м. Для этого по указанию авторского надзора сваи выбираются произвольно из расчета 1 свая на сто свай, но не менее 2-х свай. Отбор проб производится в присутствии авторского надзора. Контроль качества стволов буроинъекционных свай осуществляется путем откопки голов у 2 % выполненных свай и определения их прочности неразрушающим способом. Если будут обнаружены дефекты в испытываемой свае, количество испытаний может быть увеличено.

13.17 При монтаже сборных ростверков контролируются их смещение относительно разбивочных осей и отклонение в отметках поверхностей.

Смещения относительно разбивочных осей для фундаментов жилых и общественных зданий не должны превышать 10 мм, а для фундаментов промышленных зданий - 20 мм.

Отклонения в отметках поверхностей для фундаментов жилых и общественных зданий не должны превышать 5 мм, а для фундаментов промышленных зданий - 10 мм.

13.18 Допустимость использования свай и ростверков, имеющих отклонения сверх указанных выше, устанавливается автором проекта свайных фундаментов.

13.19 При наличии технической документации, подтверждают качество и несущую способность свай, составляется акт приемки свайных работ, в котором отмечаются допущенные в выполненной работе отклонения, принятые по ним решения, и сроки выполнения решений.

13.20 Бетонирование монолитных ростверков и монтаж сборных ростверков разрешается производить только после приемки работ по устройству свай. При приемке свайных ростверков, на которую составляется отдельный акт, необходимо обратить особое внимание на качество и точность установки анкерных болтов (при стальных конструкциях) или стаканообразующих вкладышей (при сборных железобетонных колоннах), которые должны соответствовать проекту.

14. Геотехнический мониторинг

14.1 В процессе производства работ по устройству свайных фундаментов и в начальный период эксплуатации сооружений в необходимых случаях дует выполнять натурные наблюдения (мониторинг) за поведением конструкций сооружений и их оснований.

Как правило, мониторинг следует организовывать:

- при строительстве или реконструкции сооружений уникальных и объектов 3 геотехнической категории, а также новых или недостаточно изученных конструкций сооружений и их фундаментов;

- при строительстве или реконструкции объектов в сложных инженерно-геологических условиях;

- для существующих объектов 2 и 3 геотехнических категорий, попадающих в зону влияния нового строительства в условиях тесной городской застройки, а также в других случаях, предусмотренных техническим заданием.

14.2 Цель мониторинга - проведение наблюдений за состоянием и своевременное выявление недопустимых отклонений в поведении вновь строящихся или реконструируемых сооружений и их оснований от проектных данных, разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий, обеспечение сохранности существующей застройки, находящейся в зоне влияния нового строительства, а также сохранение окружающей природной среды.

14.3 Состав, объем и методы мониторинга должны назначаться в зависимости от геотехнической категории объекта строительства, его конструктивных особенностей и способа возведения, вида свайного фундамента, инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, удаленности окружающей существующей застройки, требований эксплуатации и в соответствии с результатами геотехнического прогноза.

К разработке и проведению геотехнического мониторинга должны привлекаться специализированные организации.

14.4 Вопрос о необходимости организации мониторинга должен рассматриваться на стадии проектирования. На этой стадии составляется программа наблюдений и разрабатывается система наблюдений, которые включаются в раздел «Система мониторинга на площадке», входящий в состав проста.

14.5 Мониторинг включает в себя:

- проведение натурных наблюдений (п. 14.6);

- оценку результатов наблюдений и сравнение их с проектными данными;

- прогноз на основе результатов наблюдений изменения состоянии строящегося (реконструируемого) сооружения или существующих объектов в зоне его влияния, а также массива грунта, включая подземные воды;

- разработку в необходимых случаях мероприятий по ликвидации недопустимых отклонений и негативных последствий;

- контроль за выполнением принятых решений.

По результатам мониторинга проектная организация может произвести корректировку проектного решения.

14.6 Натурные наблюдения могут включать:

а) наблюдения за поведением строящихся и существующих сооружений, за состоянием их несущих конструкций - измерение деформаций сооружений (осадки, крены, горизонтальные смещения и др.); фиксацию и наблюдение за образованием и раскрытием трещин; измерение усилий в распорных и анкерных конструкциях глубоких котлованов; измерение уровня колебаний сооружений при наличии динамических воздействий и др.

б) наблюдения за напряженным состоянием основания и массива грунта и гидрогеологической обстановкой (особенно при устройстве ограждений глубоких котлованов (в том числе из буронабивных или бурозавинчивающихся свай); наблюдения за развитием неблагоприятных инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни, оседание поверхности и др.); наблюдения за состоянием температурного, электрического и других физических полей.

в) наблюдения за изменением окружающей природной среды при опасности загрязнения грунтов и подземных вод, газовыделении, радиационном излучении и т.п.

Особое внимание должно быть обращено на анализ допустимости колебаний при сваебойных работах или вибропогружении свай вблизи существующих зданий и сооружений (ВСН 490-87).

14.7 На основе полученных результатов натурных наблюдений уточняются расчетные прогнозы, в частности изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива и гидрогеологического режима, вносятся коррективы в проектные решения, а также разрабатываются в необходимых случаях противоаварийные и защитные мероприятия.

14.8 По результатам мониторинга должен быть составлен отчет.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Техническое задание на производство инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства свайных фундаментов