Приложение В (рекомендуемое). Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

Приложение В
(рекомендуемое)

Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента

В.1 При расчете одиночных свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента допускается проводить расчеты в соответствии со схемой, приведенной на рисунке В.1.

В.2 При проведении расчетов допускается применение компьютерных программ, описывающих механическое взаимодействие балок и упругого основания (балка на упругом основании). При этом грунт, окружающий сваю, допустимо рассматривать как упругую линейно-деформируемую среду, характеризуемую коэффициентом постели , (), возрастающим с глубиной.

Расчетные значения коэффициента постели грунта на боковой поверхности сваи допускается определять по формуле

, (В.1)

где К - коэффициент пропорциональности, (), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по таблице В.1;

z - глубина расположения сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке;

- коэффициент условий работы (для отдельно стоящей сваи ).

В.3 Расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента должен включать:

а) проверку устойчивости грунта согласно В.7;

б) расчет свай по деформациям, включающий проверку соблюдения условий допустимости расчетных значений горизонтального перемещения головы сваи и угла

; (В.2)

, (В.3)

где , - расчетные значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад;

, - предельные допустимые значения соответственно горизонтального перемещения головы сваи, м, и угла ее поворота, рад.

Величины , должны задаваться в проекте из условия нормальной эксплуатации проектируемых строительных конструкций здания или сооружения;

в) проверку сечений свай по предельным состояниям первой и второй групп (по прочности, образованию и раскрытию трещин) на совместное действие расчетных усилий - вертикальной силы, изгибающего момента и поперечной силы.

В.4 Расчеты по определению прочности свай всех видов следует проводить с учетом формулы 7.1 с использованием коэффициента деформации (1/м), определяемого по формуле

, (В.4)

где Е - модуль упругости материала сваи, кПа ();

I - момент инерции поперечного сечения сваи, ;

- условная ширина сваи, м, принимаемая равной: для свай с диаметром стволов 0,8 м и более , а для остальных размеров сечений свай , м;

- коэффициент условий работы;

d - наружный диаметр круглого или сторона квадратного, или сторона прямоугольного сечения свай в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки, м.

В.5 При статическом расчете свай в составе куста следует учитывать их взаимодействие. В этом случае допустимо производить расчет как для одиночной сваи, но коэффициент пропорциональности К умножается на понижающий коэффициент , определяемый по формуле

, (В.5)

где - коэффициент, учитывающий уплотнение грунта при погружении свай и принимаемый: =1,2 для забивных свай сплошного сечения и =1 для остальных видов свай;

d - диаметр или сторона поперечного сечения сваи, м;

, (В.6)

где , - координаты оси i-й сваи в плане, причем горизонтальная нагрузка приложена в направлении оси х;

, - то же, для j-й сваи.

Произведение в формуле (В.5) распространяется только на сваи куста, непосредственно примыкающие к i-той свае.

В.6 Для определения реакций в голове свай, объединенных общим ростверком, следует проводить специальные расчеты. При проведении таких расчетов каждая свая моделируется как балка, взаимодействующая с упругим основанием, а головы свай объединяются элементами, моделирующими фундаментные конструкции.

В.7 Расчет устойчивости основания, окружающего сваю, должен производиться по условию ограничения расчетного давления , оказываемого на грунт боковыми поверхностями свай

, (В.7)

где - расчетное давление на грунт, кПа (), боковой поверхности сваи на глубине z, м, отсчитываемой при высоком ростверке от поверхности грунта, а при низком ростверке - от его подошвы [при - на двух глубинах, соответствующих и ; при - на глубине , где определяется по формуле (В.5)];

- расчетный удельный (объемный) вес грунта ненарушенной структуры, (), определяемый в водонасыщенных грунтах с учетом взвешивания в воде;

, - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения грунта, град, и удельного сцепления грунта, кПа ();

- коэффициент, принимаемый для забивных свай и свай-оболочек , а для всех остальных видов свай

- коэффициент, равный единице, кроме случаев расчета фундаментов распорных сооружений, для которых ;

- коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной нагрузке, определяемый по формуле

, (В.8)

где - момент от внешних постоянных нагрузок в сечении фундамента на уровне нижних концов свай, ();

- то же, от внешних временных расчетных нагрузок, ();

- коэффициент, принимаемый =2,5, за исключением случаев расчета:

а) особо ответственных сооружений, для которых при принимается и при принимается ; при промежуточных значениях значение определяется интерполяцией;

б) фундаментов с однорядным расположением свай на внецентренно приложенную вертикальную сжимающую нагрузку, для которых следует принимать независимо от значения .

Примечание - Если расчетные горизонтальные давления на грунт не удовлетворяют условию (В.7), но при этом несущая способность свай по материалу недоиспользована и перемещения свай меньше предельно допускаемых значений, то при приведенной глубине свай расчет следует повторить, приняв уменьшенное значение коэффициента пропорциональности К. При новом значении К необходимо проверить прочность сваи по материалу, ее перемещения, а также соблюдение условия (В.7).

Таблица В.1

Грунты, окружающие сваи, и их характеристики	Коэффициент пропорциональности К, ()
Пески крупные (); глины и суглинки твердые ()	18 000-30 000 (1800-3000)
Пески мелкие (); пески средней крупности (), супеси твердые (); глины и суглинки тугопластичные и полутвердые ()	12 000-18 000 (1200-1800)
Пески пылеватые (); супеси пластичные (); глины и суглинки мягкопластичные ()	7000-12 000 (700-1200)
Глины и суглинки текучепластичные ()	4000-7000 (400-700)
Пески гравелистые (); крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем	50 000-100000 (5000-10 000)