Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 15 )

Материалы статического зондирования грунта, выполненные на стадии изысканий, а также данные динамических испытаний не могут служить основанием для оценки несущей способности свай, и качества выполненных работ на стадии проектных проработок, а тем более для приемки свайного фундамента.

Проведение статических испытаний свай в грунтах П. типа по просадочности является обязательным.

Несущую способность сваи в просадочных грунтах II типа определяют с учетом возникающих при просадке направленных вниз вертикальных перемещений околосвайного грунта относительно ствола свай (негативное трение

В случае расчета несущей способности по формуле (6.1) величину mu'EfiU также нужно определять по результатам статических испытаний с замачиванием, как величину несущей способности на выдергивающую нагрузку сваи, размеры поперечного сечения которой равны размерам у проектируемой сваи, а длина ее равна /щ-Если возможно только местное аварийное замачивание части грунта в пределах длины сваи, то величину сопротивления проса-дочных грунтов по стволу сваи, полученной по показателям консистенции на основании приведенной выше формулы, следует умножить на коэффициент условий работы Отд—1,4.

Когда в период строительства и эксплуатации зданий исключается повышение уровня грунтовых вод или местное замачивание, величины R и f принимают по табл. 2.1 и 2.2 указанного СНиПа.

Испытание свай. Для замачивания грунта вокруг испытываемых свай открывают траншеи по периметру сваи или куста на расстоянии 1 м от них. Ширину траншей принимают по низу 0,5 м, глубину— 1__1;5 м. Дно траншей при испытании свай на вертикальную нагрузку засыпают слоем гравия в 8—Ш см, при испытании же на горизонтальную нагрузку —на всю глубину траншей.

Уровень воды в траншее в период испытаний должен быть постоянным и глубиной не менее 1 м. Например, расход воды при замачивании свай 7 м длиной в грунтах I типа просадочности перед проведением статических испытаний ориентировочно составляет 100 м3. В грунтах II типа для испытания свай длительно замачивают площадку размером 20X20 м до полного проявления просадоч-ных свойств всей просадочной толщи.

При статическом испытании свай, не полностью прорезающих толщу грунта, просадочную нагрузку доводят, до общей осадки 30 мм. Если острия свай опираются на малосжимаемые непроса-цочные грунты, испытания можно прекратить после достижения нагрузок, равных 1,5 Ф (Ф —несущая способность сваи).

Пирамидальные сваи. С 1965 г. строительные организации Одессы и Рязани начали строить фундаменты на пирамидальных сваях, погружаемых в просадочные грунты I типа.

Опыт применения таких свай показал, что в процессе их забивки уменьшается пористость просадочного грунта до 40% в радиусе

10 см от грани сваи и на 15—25% в радиусе до трех диаметров от ствола сваи. Удельные нагрузки, воспринимаемые пирамидальной сваей на единицу объема (м3), возрастают в 1,6—2,5 раза по сравнению с призматической сваей.

Наиболее эффективно применять пирамидальные сваи при забивке их в сравнительно однородные грунты. В Одессе применяют пирамидальные сваи с углом конусности до 15°, размером в голове 80X80 см и в острие 10X10 см при длине 1,5—3 м. В Рязани изготовляют сваи с углом конусности 1—2°, сечение в голове их 40X40 см, в острие 20X20 см, длина от 4 до 6 м. Погружают такие сваи оборудованием, применяемым для забивных свай.

При забивке пирамидальных свай грунты, окружающие ее боковую поверхность, весьма сильно уплотняются. При этом уменьшается их пористость, благодаря чему они теряют свои просадочные свойства. Нижележащие грунты, подвергающиеся замачиванию, не воспринимают нагрузок от пирамидальны^ свай, так как сваи заклинены в вышележащих слоях уплотненного грунта. К числу пирамидальных можно отнести и забивные блоки, широко применяемые в строительстве малоэтажных сельскохозяйственных сооружений.

На 6.4 показаны схемы пирамидальных свай. Применение пирамидальных свай по сравнению с устройством  фундаментов

на призматических сваях снижает трудовые затраты на 10—15%, а также и стоимость строительства.

§ 4. Погружение свай в сейсмических районах

В сейсмических районах СССР фундаменты возводят с учетом возможности возникновения сейсмических сил. Эти силы имеют произвольное направление, а величина их зависит от географического положения местности. Естественно, что конструкции фундаментов

в этих районах должны обладать стойкостью против сейсмических сил.

Нормативные документы и проектные разработки, которые устанавливают область и условия целесообразного применения свайных фундаментов в сейсмических районах, разработаны на основе ограниченного опыта, вследствие чего их постоянно корректируют.

Требования, положенные в основу нормативных документов для проектирования и строительства фундаментов, исходят из наличия в сейсмических районах добавочных сил инерции от сейсмических волн, из-за которых нельзя применять там конструкции, не обеспечивающие достаточную устойчивость зданий.

До начала проектирования свайных сейсмостойких фундаментов в районах с сейсмичностью 7—9 баллов в материалах геологических изысканий необходимо определить физико-механические свойства грунтов, вплоть до залегания коренных пород или глубиной не менее 25 м, в отчетах по изысканиям нужно указать данные микро-сейсморайонирования. площадки строительства по рекомендациям института Земли АН СССР.

На стадии изысканий требуется получить данные о плотности грунтов и однородности их залегания, о влиянии изменений свойств грунтов при динамических воздействиях на них, для чего рекомендуется кроме статического зондирования провести динамическое зондирование.

В качестве несущего слоя для опирания острия свай принимают невывётренные скальные породы, плотные, крупнообломочные и песчаные маловлажные грунты, твердые и полутвердые глинистые.

При прохождении сваями слабых грунтов заглублять их в несущий слой нужно не менее чем на 2 м, а при прохождении грунтов, средней плотности — не менее чем на 1 м. Опирать нижние концы свай на крутопадающие пласты скальных пород запрещается.

В качестве несущих слоев не рекомендуется использовать лёссовые макропористые просадочные грунты, мягкопластичные и теку-чепластичные глины, а также водонасыщенные гравийно-галечные отложения с большим содержанием глинистого заполни— 20%).

При технико-экономическом обосновании в сейсмических районах возможно устройство свайных фундаментов с промежуточной подушкой из сыпучих материалов (щебень, гравий, пески крупные и средней крупности) .• Но их не следует устраивать на набухающих, заторфованных и просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях и на геологически неустойчивых площадках.

Острия свай рекомендуется размещать по всему зданию на одном уровне, особенно в поперечном направлении.

Сейсмостойкие свайные фундаменты устраивают на железобетонных призматических и полых круглых сваях и сваях-оболочках с ненапряженной стержневой арматурой и поперечным армированием ствола. Длина свай должна быть не менее 4 м; применять квадратные сваи длиной более 12 м допускается при наличии опытных данных.

Сваи под здания высотой более пяти этажей в районах сейсмичностью 8—9 баллов следует размещать не менее чем в 2 ряда по прямоугольной сетке.

Расчетная глубина hv, в пределах которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности, определяется по формуле 34 изменений и дополнений к СНиП П-17—77, опубликованных в «Бюллетене строительной техники», 1981 г., № 10.

При определении расчетного сопротивления свай по СНиП—П-17—77 коэффициенты условий работы принимают по данным табл. 6.4. Несущую способность свай-стоек, опирающихся на скальные и крупнообломочные грунты, определяют без введения дополнительных коэффициентов условий работы.

При испытании пробных свай целесообразно определять величины допустимых горизонтальных нагрузок. Если такая проверка не выполнена, следует принимать расчетные сопротивления в ориентировочных пределах, приведенных ниже.

В проектах сейсмостойких фундаментов следует предусматривать передачу сейсмических сил на горизонтальные связи между отдельностоящими свайными фундаментами.

При сооружении свайных фундаментов необходимо тщательно уплотнять грунты при обратной засыпке пазух вблизи ростверков с обеспечением объемной массы скелета грунта 1,65 т/м3.

Ростверки по сваям под несущие стены устраивают монолитные, непрерывные, расположенные на одном уровне. Верхние концы свай требуется жестко заделывать в ростверк на глубину, определяемую расчетом, учитывающим сейсмические нагрузки. Строить здание на безростверковых свайных фундаментах в сейсмических районах не допускается. Весь цикл инженерно-геологических изысканий, проектирования и строительства нужно выполнять при постоянном контроле качества работ.

§ 5. Погружение свай в слабые грунты

Слабыми называют сильносжимаемые грунты с незначительной

несущей способностью, на которых возводить здания и сооружения

без принятия специальных мер затруднительно. Слабые глинистые

грунты характеризуются почти полной водонасыщенностью, значи

тельным коэффициентом пористости, большой и неравномерной

сжимаемостью. Модуль общей деформации их Ео менее 300—

500 кгс/см2.

К слабым грунтам относят илы, торф, заторфованные грунты, глины и суглинки текучепластичной консистенции, супеси с коэффициентом пористости более 0,7. В отличие от других строительных материалов слабые глинистые грунты могут упрочняться под напряжением.

Для районов залегания слабых грунтов основным типом фундаментов является свайный. СНиП П-17—77 и другие нормативные документы рекомендуют обязательно прорезать сваями толщу слабых сильносжимаемых грунтов и опирать острия на толщу несущих слоев.

Наличие слабых грунтов в зоне сооружения свайных фундаментов вызывает негативное (отрицательное) трение, которое нужно учитывать при определении несущей способности сваи. Негативными называют силы, возникающие на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.

Негативные силы возникают под влиянием дополнительных нагрузок, вызывающих сжимаемость прослойки слабых грунтов. Такие явления наблюдаются в грунтах II типа просадочности, а также в свежих насыпях высотой более 1,5—2 м, уложенных на толщу слабых грунтов. В этих случаях величину расчетных сопротивлений по боковой поверхности грунтов, расположенных выше низшей отметки прослойки слабых грунтов, принимают  со знаком минус.