Методические рекомендации по применению буроинъекционных свай Аннотация «Методические рекомендации» (стр. 6 из 12)
Учет продольного изгиба производится по методу, предполагающему потерю устойчивости сваи в слабом грунте при Е < 5 Мпа, по нескольким полуволнам, причем число полуволн зависит от соотношения жесткостей сваи и окружающего грунта и практически не зависит от вида заделки сваи в ростверк (5).
Рис. 6
2.2.6. При проектировании усиления фундамента, на который действуют одновременно вертикальные и горизонтальные нагрузки, необходимо стремиться к тому, чтобы центр тяжести сечения свай в любом разрезе, перпендикулярном к линии равнодействующей, находился на этой линии (рис. 6).
2.2.7. Армирование буроинъекционных свай выполняется по расчету или назначается конструктивно. Сваи армируются одиночными арматурными стержнями, сварными каркасами, жесткой арматурой в виде проката черных металлов или металлическими трубами. Арматура сваи может быть однородной по длине и комбинированной, например, труба или прокат в зоне действия изгибающего момента и каркас или одиночный стержень на остальной длине сваи. В отдельных случаях армирование сваи может производиться нержавеющими металлами или другими, не подвергающимися коррозии материалами.
2.2.8. Арматура буроинъекционных свай должна иметь фиксирующие элементы, центрирующие ее в скважине (рис. 7) и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона. Расстояние между фиксаторами по длине каркаса должно быть не более 6 диаметров скважины, а толщина защитного слоя - не менее 2.5 см.
2.2.9. Конструкция сварного стыка рабочей арматуры каркасов должна обеспечивать его равнопрочность и удобство производства работ по инъектированию бетона в скважину.
2.2.10. Совместная работа свай усиления и ростверка должна быть обеспечена надежной заделкой сваи, величина которой определяется расчетом и не должна быть менее пяти диаметров сваи при бурении с глинистой промывкой и не менее четырех диаметров при бурении с продувкой воздухом независимо от наличия трубы-кондуктора.
2.2.11. При невозможности выполнения требований п.2.2.10. должно быть предусмотрено усиленное армирование или уширение ствола сваи в месте примыкания сваи к подошве ростверка. Отношение диаметра уширенной части к диаметру скважины в пределах фундамента должно составлять не менее 1,15. Диаметр скважины может быть увеличен промывочной жидкостью при бурении и опрессовкой свежеуложенного раствора.
2.2.12. Проектирование усиления оснований и фундаментов буроинъекционными сваями включает разработку следующих вариантов передачи нагрузок от сооружения на вновь устраиваемый фундамент: безростверковый, ростверковый, подведение нового фундамента под усиливаемый и комбинированный (рис. 8).
Рис. 7
2.2.13. При усилении существующих фундаментов следует максимально использовать несущую способность усиливаемого фундамента. Расчет по 1 и 2 группам предельных состояний необходимо производить с учетом совместной работы усиляемого фундамента и буроинъекционных свай.
Рис. 8
2.2.14. При проектировании усиления углы наклона буроинъекционных свай и схему их расстановки следует принимать, стремясь к передаче на сваи осевых нагрузок, исключая по возможности моментные и горизонтальные нагрузки.
2.2.15. При проектировании усиления необходимо учитывать возможное изменение статической схемы работы конструкций, например, фундаментной плиты, в связи с переносом части нагрузки на буроинъекционные сваи (рис. 9).
Рис. 9
2.2.16. При проектировании усиления принцип размещения свай в плане усиляемого объекта должен учитывать тип применяемого для производства работ оборудования.
2.2.17. В отдельных, наиболее сложных, случаях, определяемых проектной организацией, для уточнения несущей способности буроинъекционных свай усиления в конкретных условиях следует назначить проведение статических испытаний опытных буроинъекционных свай в соответствии с требованиями ГОСТ (16) и разделом 3.4 настоящих "Методических рекомендаций".
В результате испытаний должны быть установлены:
- начальный коэффициент жесткости С, кН/м;
- предельная нагрузка на сваю Р, кН;
- расчетная нагрузка, допускаемая на сваю Р, кН;
- осадка при расчетной нагрузке S, мм.
2.2.18. Рабочая документация по усилению оснований и фундаментов с помощью буроинъекционных свай должна включать:
- заглавный лист проекта с ситуационным планом участка работ, таблицу состава проекта, ведомостями объемов работ и потребных материалов, пояснениями к проекту;
- план цементационных скважин при цементации существующих фундаментов и контакта "фундамент-грунт";
- сечения (разрезы) фундаментов с цементационными скважинами;
- технологические схемы цементации (по усмотрению проектной организации);
- план свайного поля при усилении оснований и фундаментов буроинъекционными сваями;
- разрезы (сечения) по усиляемым фундаментам с буроинъекционными сваями;
- конструкции буроинъекционных свай усиления, чертежи арматурных каркасов;
- технологические схемы устройства свай усиления (по усмотрению проектной организации);
- технологические схемы линий подачи растворов;
- технологические схемы коммуникаций;
- рабочую документацию на устройство растворных узлов со схемами размещения рабочего оборудования.
2.3. Расчет буроинъекционных свай по несущей способности.
2.3.1. При расчете несущей способности буронабивных свай следует руководствоваться требованиями главы СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования" и настоящими «Рекомендациями».
2.3.2. При расчете буроинъекционных свай по прочности материала сваю следует рассматривать как упругий стержень с начальным прогибом, жестко защемленный в грунте в сечении, где модуль деформации грунта Е > 5 МПа. Учет продольного изгиба производится c использованием метода, предполагающего потерю устойчивости сваи в слабом грунте (Е < 5 МПа) по нескольким полуволнам, причем число полуволн зависит от соотношения жесткостей сваи и окружающего грунта и практически не зависит от вида заделки сваи в ростверк.
2.3.3. Метод расчета прочности ствола буроинъекционных свай предложен на основании и в развитие главы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования". Прочностные и деформационные характеристики твердеющих инъекционных растворов (мелкозернистых бетонов) следует определять в соответствии с "Рекомендациями по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из мелкозернистого бетона" (письмо Госстроя СССР № НК-3388-1 от 1.07.1977г.).
2.3.4. При расчете бетонных и железобетонных свай по прочности материала на воздействие продольной сжимающей силы «N» помимо эксцентриситета, определяемого из статического расчета конструкций, должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет «е0», обусловленный возможным искривлением скважины при бурении. Эксцентриситет «е0» определяется умножением относительного искривления оси сваи (Табл. 3.1) на расчетную длину полуволны ее изгиба «l0» (Табл. 3.2).
2.3.5. Расчет буроинъекционных свай по прочности материала выполняется в соответствии с требованиями раздела 3 главы СНиП 2.03.01-84, при этом значения коэффициента «h», учитывающего влияние прогиба на эксцентриситет продольного усилия «е», следует определять по формуле
где N - осевая сжимающая нагрузка на сваю;
Nкр - условная критическая сила, определяемая по указаниям главы СНиП 2-25-75.
2.3.6. Несущая способность буроинъекционной сваи-стойки определяется в соответствии с п.5.4 главы СНиП 2.02.03-85.
2.3.7. Несущую способность висячей буроинъекционной сваи"Ф", работающей на осевую сжимающую нагрузку, следует определять по формуле
Ф=m(mR RF+u mf1 f 1l1),
где m - коэффициент условий работы свай в грунте, принимаемый равным 1;
mR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 1;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по СНиП 2.02.03-85;
F - площадь опирания сваи, принимаемая равной: для свай без уширения - площади поперечного сечения ствола сваи, для свай с уширением - площади поперечного сечения уширения;
u - периметр ствола сваи, определяемый по диаметру скважины, обсадной трубы или шнека;
mf1 - коэффициент условий работы 1-го слоя грунта вдоль боковой поверхности ствола сваи;
f1 - расчетное сопротивление 1-го слоя грунта на боковой поверхности ствола, принимаемое по данным лабораторных исследований;
l1 - толщина 1-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.
Таблица 3.1
Относительное искривление осей свай при различных способах проходки скважин
| Способы проходки скважин | Относительное искривление |
| Шнековое бурение без обсадных труб | 0.002 |
| Бурение с обсадкой | 0.002 |
| Пневмоударное бурение | 0.003 |
| Бурение шарошкой под бентонитовым раствором | 0.005 |
Таблица 3.2