МГСН 2.07-97, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10

эмпирический метод, в котором параметры фундаментов и несущих конструкций подземных сооружений назначаются на основе опыта проектирования и строительства в аналогичных условиях.

6.4. Расчет оснований по деформациям производится, исходя из условия

, (1)

где - деформация основания сооружения, определяемая расчетом;

- предельное значение деформации основания сооружения.

6.5. Расчет оснований по несущей способности производится, исходя из условия

, (2)

где - расчетная нагрузка на основание;

- сила предельного сопротивления основания.

6.6. Основания и фундаменты рассчитываются по двум группам предельных состояний: первая группа включает предельные состояния, приводящие сооружения к полной непригодности к эксплуатации, вторая группа - затрудняющие нормальную эксплуатацию (ГОСТ 27751-88).

6.7. Расчеты по указанным группам предельных состояний (п.6.6) должны проводиться с учетом усилий, воздействующих на основания и фундаменты на различных стадиях строительства и эксплуатации сооружений, при этом необходимо учитывать развитие деформаций оснований во времени, в том числе за счет возможных опасных геологических процессов.

6.8. Нагрузки и воздействия на основания и фундаменты, коэффициенты надежности по нагрузке, возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям главы СНиП 2.01.07-85, а также с учетом нагрузок по п.6.7.

6.9. Расчет деформаций и несущей способности фундаментов мелкого заложения и свайных следует проводить с учетом рекомендаций СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85 и настоящих норм.

6.10. Проектирование оснований и фундаментов в особых условиях (набухающие, водонасыщенные органо-минеральные, насыпные, пучинистые, намывные грунты, закарстованные территории) должно осуществляться по СНиП 2.02.01-83* и СНиП 2.02.03-85.

6.11. Расчет и армирование железобетонных конструкций фундаментов, а также назначение защитных слоев бетона следует производить в соответствии с требованиями глав СНиП 2.03.01-84* и 2.03.11-85.

6.12. Сборные элементы фундаментов следует принимать по действующим ГОСТам и Техническим условиям, в том числе плитные ленточные фундаменты с вырезанными углами в соответствии с Постановлением Госстроя РСФСР от 26.09 1990 г. N 66.

7. ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

7.1. К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты, передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

7.2. Глубина заложения фундаментов должна приниматься согласно главе СНиП 2.02.01-83*. При наличии под подошвой фундамента подготовки в виде слоя песка, гравия, бетона глубина заложения считается от низа подготовки.

7.3. Расчетное сопротивление оснований рекомендуется принимать согласно приложению 9.

Значения используются для назначения предварительных размеров фундаментов, а для зданий и сооружений I геотехнической категории и для окончательных расчетов.

7.4. При проектировании оснований сооружений, относящихся ко II - нормальному уровню ответственности, на площадках II геотехнической категории (по п. 4.8) следует характеристики и показатели строительных свойств грунтов определять в соответствии с п. 4.10.

7.5. Плитный фундамент должен рассчитываться по двум группам предельных состояний: по первой группе - по прочности и по второй группе - по раскрытию трещин (если это требуется по условиям эксплуатации).

Система плитный фундамент - грунтовое основание должна рассчитываться по двум группам предельных состояний: по первой группе - по несущей способности; по второй группе - по пригодности к нормальной эксплуатации (по деформациям - общие и неравномерные осадки, прогибы, крены - в зависимости от особенностей сооружения).

Предварительный размер плиты принимается из условия

, (3)

где - среднее давление по подошве плиты;

- расчетное сопротивление основания (Приложение 3 СНиП 2.02.01-83*).

7.6. Расчетная схема системы основание-фундамент-сооружение должна выбираться с учетом факторов, определяющих ее напряженно-деформированное состояние.

Для упрощения расчета плитного фундамента допускается не учитывать влияние на перераспределение усилий в фундаменте реактивных касательных напряжений по его подошве.

Допускается использование приближенных приемов учета нелинейных и неупругих деформаций основания и выполнять расчет плитного фундамента в предположении линейно-упругого деформирования материала фундамента и элементов надфундаментной конструкции.

Подбор арматуры и проверка прочности сечений фундамента производится на найденные усилия в соответствии с указаниями глав СНиП на проектирование бетонных и железобетонных конструкций.

7.7. Расчет системы основание - фундамент - сооружение рекомендуется выполнять с учетом последовательности возведения сооружения.

7.8. Расчет плитных фундаментов рекомендуется выполнять на ЭВМ по программам, прошедшим сертификацию.

7.9. Расчет системы основание-фундамент-сооружение конструкции допускается выполнять как совместно, так и раздельно по элементам системы, используя метод последовательных приближений.

При расчете деформаций системы плита-основание нагрузки на плиту допускается определять без учета их перераспределения надфундаментной конструкцией и принимать в соответствии со статической схемой сооружения (например, по методу грузовых площадей).

При расчете плитного фундамента допускается использовать расчетную схему основания, характеризующуюся переменным коэффициентом жесткости, учитывающим неоднородность в плане и по глубине и распределительную способность основания.

7.10. Конструирование плитных фундаментов выполняют в соответствии с указаниями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

7.11. При проектировании оснований тяжелых сооружений на плитных фундаментах на сильносжимаемых грунтах следует проводить расчет на заданные предельные деформации (осадки фундаментов и их неравномерности).

7.12. Расчет на заданные предельные деформации оснований допускается проводить по формуле 1 обязательного приложения 2 к главе СНиП 2.02.01-83*. При расчете допускается многослойное основание приводить к двухслойному.

Определение расчетного сопротивления и осадки

фундаментов по результатам статического зондирования

7.13. Расчетное сопротивление оснований фундаментов мелкого заложения , МПа, для предварительных расчетов сооружений II и III геотехнических категорий, а для сооружений I геотехнической категории и для окончательных расчетов может быть определено по формуле:

а) для песков (исключая пылеватые), имеющих сопротивление конуса равное 5-15 МПа

(4а)

б) для глин и суглинков при

(4б)

Сопротивление конуса зонда следует определять для случаев а) и б) ниже подошвы фундамента на глубине не менее ширины B проектируемого фундамента.

Учет ширины и глубины заложения фундамента производится по Приложению 3 СНиП 2.02.01-83*.

7.14. Расчет средней осадки основания фундамента шириной до м на песчаных грунтах, для условий по п. 7.13, рекомендуется проводить по двум эмпирическим формулам

, (5)

где - средняя осадка фундамента, м;

- среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

- вертикальное напряжение в грунте на уровне подошвы фундамента от веса грунта, кПа;

- средний модуль деформации слоя грунта толщиной от подошвы фундамента,

определяемый по результатам зондирования по формуле кПа.

При наличии данных о зондировании на глубину менее от подошвы фундамента осадку можно определить по формуле

(6)

где - коэффициент зависящий от и равный

= 2 3 5 7 10 (м)

= 1,20 1,10 0,90 0,80 0,70;

- среднее сопротивление конуса зонда на глубине до от подошвы фундамента, кПа.

В расчет следует принимать большую из двух полученных осадок.

7.15. Расчет осадки основания фундамента шириной до 10 м на глинистых грунтах, для условий по п. 7.13, рекомендуется производить по формуле

, (7)

где - так называемая мгновенная осадка;

- осадка консолидации;

,

где - коэффициент Пуассона,

- недренированный модуль деформации (при быстром загружении), ;

- коэффициент осадки, равный для жесткого фундамента:

1 2 5 10

0,88 1,12 1,6 2 .

Формулу (7) следует применять при , где - сила предельного сопротивления основания.

Консолидационная осадка слоя нормально уплотненного глинистого грунта определяется по формуле

, (8)

где - начальный коэффициент пористости;

- толщина рассчитываемого сжимаемого слоя;

- дополнительное напряжение в грунте от нагрузки;

- коэффициент консолидации, ориентировочное значение которого, при

отсутствии непосредственных определений, может быть принято равным

.

Для переуплотненных грунтов (давление переуплотнения , по приложению 7) консолидационная осадка определяется:

а) если то осадка определяется по формуле (8) с заменой на , ориентировочно равное 0,025 (0,015-0,035);

б) если то осадка определяется по формуле

(9)

7.16. Окончательно расчеты для сооружений II и III геотехнических категорий следует выполнять в соответствии с действующими федеральными нормативными документами.

Проектирование искусственных оснований

Настоящий раздел норм включает инженерные методы преобразования строительных свойств грунтов. Современное состояние строительной науки, наличная технологическая база и практический опыт дают возможность широкого выбора метода строительства сооружений в сложных инженерно- геологических условиях. Методы улучшения работы оснований в таких условиях включают: конструктивные мероприятия, уплотнение грунтов и их закрепление, армирование грунтовых массивов. Использование этих методов в различных грунтовых и гидрогеологических условиях позволяет увеличить несущую способность и устойчивость основания и уменьшить его деформативность.

7.17. Для выбора при проектировании надежного метода преобразования строительных свойств грунтов необходимо иметь результаты тщательно выполненных гранулометрических анализов грунтов ненарушенного сложения (отобранных качественными грунтоносами) и данные о коэффициентах фильтрации грунтов, полученные полевыми откачками, а также сведения о химическом составе подземных вод.

7.18. Для первоначального выбора метода улучшения свойств грунтов рекомендуется руководствоваться следующим.

При наличии в основании сооружений слабых грунтов (илы, текучие глинистые, заторфованные грунты), а также сильно набухающих грунтов рекомендуется применение конструктивных мероприятий: грунтовых подушек, свайных фундаментов или песчаных свай.

При пылеватых и мелких песках рыхлых с плотностью скелета до 1,65 т/куб.м рекомендуется рассмотреть в первую очередь методы уплотнения грунтов.

При несвязных грунтах с коэффициентами фильтрации более 0,5 м/сут следует рассмотреть различные методы закрепления грунтов.

При наличии трещиноватых скальных грунтов следует рассмотреть применение метода цементации.

7.19. На площадках со сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями при сложных и ответственных сооружениях проектированию должно предшествовать проведение на площадке строительства опытных работ по преобразованию свойств грунтов выбранным для закрепления методом.

7.20. Различают поверхностные и глубинные методы уплотнения грунтов. Уплотнение производится укаткой, трамбованием, вибрацией, виброударами, взрывами, статической нагрузкой от собственного веса грунта, а также дополнительной пригрузкой.

7.21. Уплотненность грунтов определяется по методике стандартного уплотнения по ГОСТ 22733-77 и характеризуется коэффициентом уплотнения , где - плотность сухого уплотненного грунта и - максимальное значение плотности грунта по стандартному уплотнению.

Оптимальную влажность глинистых грунтов, уплотняемых трамбованием, при отсутствии результатов непосредственного определения рекомендуется принимать , а укаткой , где - влажность на границе пластичности (раскатывания).

7.22. Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости от последующего использования уплотненных грунтов , нагрузок, передаваемых на них от сооружений, возможных изменений температурно-влажностного режима уплотненного грунта, климатических условий производства работ и пр.

При отсутствии результатов непосредственных лабораторных и полевых испытаний уплотненного грунта необходимую степень уплотнения, значения модулей деформации и величины расчетных сопротивлений оснований из уплотненных грунтов допускается принимать по рекомендациям приложения 10.

7.23. Для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов и других подземных конструкций могут применяться способы химического закрепления грунтов. Способы закрепления и область их применения приведены в приложении 10.

7.24. Инъекционное, буросмесительное закрепление грунтов и использование геокомпозитов с целью устройства фундаментов и подземных конструкций из закрепленных массивов допускается с применением способов, обеспечивающих прочностные и другие физико-механические свойства закрепленных грунтов, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалам таких конструкций, включая требования по морозостойкости и экологии.

Химически закрепленные грунты не армируются и не могут быть использованы как гибкие фундаменты и конструкции.

7.25. Нормативные и расчетные характеристики закрепленных грунтов устанавливаются в результате лабораторных испытаний и опытных работ в натурных условиях, включающих закрепление грунтов принятым способом.

8. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Настоящий раздел норм включает, на основе современного опыта фундаментостроения, ряд рекомендаций и решений дополнительных к действующему СНиП 2.02.03-85. Учитывая многообразие объектов строительства в г.Москве рекомендуется расширить номенклатуру используемых в строительстве свай. Увеличивающийся объем применения буронабивных свай и трудность их испытания статической нагрузкой вызвали необходимость разработки нового метода определения их несущей способности по результатам статического зондирования. Накопленный опыт применения забивных свай и испытаний их статической нагрузкой позволил повысить их расчетную нагрузку в песчаных и некоторых глинистых грунтах, уменьшив коэффициент надежности. Разработан метод расчета кустов свай и новых конструкций комбинированных свайно-плитных фундаментов на основе определения осадки одиночной сваи и коэффициента осадки свайного фундамента, что лучше соответствует работе свайного фундамента, чем расчет его как условного фундамента на естественном основании.

8.1. Для использования в практике строительства в Москве рекомендуются:

- забивные железобетонные сваи по ГОСТ 19804-79, которым охвачены сваи квадратного сечения с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой, сваи квадратного сечения с круглой полостью, полые круглые сваи и сваи-оболочки согласно приложению 11;

- буронабивные (буровые и набивные) и буроинъекционные (корневидные) сваи различного типа и размеров в зависимости от имеющегося бурового оборудования. Номенклатура изготавливаемых свай приведена в приложении 12.

Буровая свая

8.2. Несущую способность , кН, буровой висячей сваи, устраиваемой в соответствии с п. 2.5а СНиП 2.02.03-85, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам статического зондирования следует определять по формуле:

, (10)

где - коэффициент условий работы; ;

- число точек зондирования, не менее 6;

- частное значение расчетного сопротивления сваи в точке зондирования,

определенное по формуле (11);

- коэффициент надежности по грунту, устанавливаемый при значении

доверительной вероятности в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-96.

8.3. Частное значение расчетного сопротивления буровой сваи в точке зондирования ,кН, следует определять по формуле:

, (11)

где - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по

табл.1 по данным зондирования в рассматриваемой точке, в зависимости от

среднего сопротивления конуса , кПа, на участке, расположенном в пределах

одного диаметра выше и двух диаметров ниже подошвы проектируемой сваи;

- площадь опирания сваи на грунт, кв.м;

- среднее значение расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи,

кПа, на расчетном участке сваи, определяемое по данным зондирования в

соответствии с табл.1;

- толщина -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи,

которая должна приниматься не более 2м;

- наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

- коэффициент, зависящей от технологии изготовления свай и принимаемый:

а) при сваях, бетонируемых в скважинах насухо, равным 1;

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

Таблица 1

8.4. Параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования следует провести расчет несущей способности в соответствии с пп.4.6 и 4.7 СНиП 2.02.03-85. При больших расхождениях в полученных величинах несущей способности свай (более 25 %) следует произвести статическое испытание не менее 2 свай.

Забивная свая

8.5. Несущую способность , , висячей забивной сваи рекомендуется определять в соответствии с п.4.2 и таблицами 1 и 2 СНиП 2.02.03-85.

При определении расчетной нагрузки , передаваемой на сваю, коэффициент надежности рекомендуется принимать 1,3 - при определении несущей способности сваи для песков средней плотности и плотных средней крупности, мелких и пылеватых и глинистых грунтов при показателе текучести .

В остальных случаях коэффициент надежности по грунту следует принимать 1,4.

8.6. Несущую способность , , забивной висячей сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов статическим зондированием следует определять по формуле (10).

Частное значение предельного сопротивления , , забивной висячей сваи, работающей на сжимаемую нагрузку, по результатам испытаний грунтов статическим зондированием следует определять по формуле

(12)

где - сопротивление зонда, кПа, на уровне подошвы сваи, определяемое на участке

1 выше и 4 ниже подошвы сваи;

- периметр сваи, м;

- толщина i-ого слоя грунта;

- среднее сопротивление -го слоя грунта, кПа, принимаемое по табл.2 в зависимости от сопротивления зонда (МПа) на середине расчетного слоя грунта;

- коэффициент, принимаемый по таблице 2.

Таблица 2

8.7. При наличии на площадке, где испытаны сваи статической нагрузкой, результатов статического зондирования, что обычно должно иметь место, несущую способность испытанных 3 - 5 свай следует определять с использованием результатов статического зондирования (не менее 6 точек) по формуле:

, (13)

где - среднее значение предельного сопротивления по 3-5 испытаниям свай статической нагрузкой ( см. п.5.5 СНиП 2.02.03-85);

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

, (14)

где - коэффициент вариации результатов зондирования, определяемый по формуле

, (15)

где и - соответственно, частные и среднее значения несущей способности сваи по результатам зондирования;

- число точек зондирования.

При двух испытаниях свай нормативное значение предельного сопротивления сваи следует принимать равным меньшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, а коэффициент надежности по грунту - .

Расчет свай и групп свай по деформациям

8.8. Проектирование свайных фундаментов (из отдельных свай, кустов свай и свайных полей) следует осуществлять с учетом полного использования несущей способности свай за счет проектирования фундаментов по предельным состояниям, исходя из условия

, (16)

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

- предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое либо по указаниям СНиП 2.02.01-83*, либо в задании на проектирование.

8.9. Для определения осадки висячей сваи и осадок свайных кустов и полей рекомендуются методы, основанные на рассмотрении работы сваи с использованием решения упругой задачи о вертикальном перемещении в грунте вследствие взаимодействия напряжений в системе свая - грунт. Это позволяет учесть относительную жесткость и длину сваи, расстояние между сваями в кусте и свайном поле и взаимодействие свай.

8.10. При расчете свай и свайных фундаментов осадку сваи следует определять по формуле

, (17)

где - нагрузка в голове сваи, кН;

- модуль деформации грунта, который в рассматриваемом решении следует определять на уровне подошвы сваи, кПа;

- диаметр сваи, м;

- коэффициент влияния, зависящий от отношения , длины сваи к ее диаметру (или стороне квадратной сваи) и от коэффициента жесткости сваи , где - модуль деформации материала сваи.

Коэффициент влияния определяется по таблице 3.

Таблица 3

8.11. При использовании формулы (17) следует обратить особое внимание на достоверное определение значения модуля деформации грунта . Наиболее достоверное значение его может быть определено по результатам полевых испытаний, что необходимо при использовании на объекте более 100 свай.

При использовании для определения модуля деформации статического зондирования следует руководствоваться тем, что модуль деформации грунта у свай всегда в несколько раз выше, чем у грунта в естественном состоянии (в 2-8 раз).

Рекомендуется принимать следующие минимальные значения модуля деформации грунта у свай:

в песках -

в глинах - при расчете буровых свай

при расчете забивных свай

8.12. При расчете одиночных висячих свай для сооружений, допускающих предельные деформации 10 см, рекомендуется нагрузку на сваю, в формуле (17), определять при осадке сваи до 40мм.

Для сооружений, допускающих осадку более 10 см, возводимых на одиночных сваях, предельную осадку сваи следует указывать в задании на проектирование.

В расчете осадки одиночной сваи, используемом для проектирования свайных кустов и полей, следует учитывать, что осадка групп свай в результате их взаимодействия в свайном фундаменте увеличивается на величину коэффициента осадки (п. 7.15).

8.13. Для проверки основания по несущей способности при нагрузке, из формулы (17) при выбранной осадке сваи, рекомендуется определять несущую способность сваи также по результатам статического зондирования (пп. 7.6 и 7.5).

Расчет осадки куста свай.

8.14. Осадку куста взаимодействующих свай следует определять по формуле

, (18)

где - осадка одиночной сваи, определяемая по формуле (17) по характеристикам сваи в кусте;

- нагрузка на одиночную сваю, равная средней нагрузке на сваю в кусте;

- коэффициент осадки куста свай, определяемый по п.8.15

8.15. Для квадратных кустов свай с количеством свай от 4 до 25, расстоянием между осями свай от до и отношением коэффициент осадки куста рекомендуется определять по формуле

, (19)

где - число свай в кусте;

- расстояние между осями свай, м;

- диаметр (или сторона квадрата) сваи, м.

Проектирование комбинированных свайно-плитных

фундаментов (КСП)

8.16. Для уменьшения общей и неравномерной осадок сооружений с большой нагрузкой на фундамент рекомендуется 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 свай. Рекомендуется применять буровые сваи диаметром 0.8-1.2 м, возможно использовать также и квадратные забивные сваи.

Длина свай принимается равной от до ( - ширина фундамента). Расстояния между сваями а/d = 5-7 с расположением свай под колоннами, если они есть по проекту.

8.17. Метод расчета осадки таких фундаментов основан на совместном рассмотрении жесткости (нагрузка, деленная на осадку) свай и жесткости плиты. Рекомендуемый метод приведен в приложении 13.

8.18. Если под нижними концами свай залегают грунты с модулем деформации МПа и доля временной многократно прилагаемой нагрузки не превышает 40 % общей нагрузки, осадку комбинированного свайно-плитного фундамента допускается определять по формуле

, (20)

где - среднее давление на уровне подошвы плитного ростверка;

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

8.19. Изложенный в приложении 11 метод расчета осадки КСП фундамента относится к фундаменту на висячих сваях. Эта конструкция фундамента малоэффективна при сваях-стойках, опирающихся на малосжимаемые грунты.

8.20. При конструктивном расчете плиты ростверка 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.

Для зданий и сооружений II и III уровней ответственности допускается определять нагрузки на средние и угловые сваи ростверка по формуле

), (21)

где - коэффициент, принимаемый равным 0,1 для крайних свай и 0,2 для угловых свай;

- средняя нагрузка на сваю в фундаменте.

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

8.22. Проверка расчетного сопротивления несущей способности основания подошвы свайного ростверка производится по формуле (7) СНиП 2.02.01-83* на часть нагрузки, приходящейся по расчету на плиту, считая нагрузку равномерно распределенной по жесткому ростверку.

8.23. Выполненные расчеты кустов свай и КСП фундаментов следует дополнительно проверить на осадку как условного фундамента на естественном основании в соответствии с п. 6.1 СНиП 2.02.03-85.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10