Пособие по проектированию фундаментов в сейсмических районах

Обновлено: 18.03.2024

Расчет несущей способности оснований при особом сочетании нагрузок производится для обеспечения прочности скальных грунтов и устойчивости нескальных грунтов, а также исключения сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Выполнение этих условий предусматривает сохранность строительных конструкций, выход из строя которых угрожает обрушением здания или его частей. При этом допускаются повреждения элементов конструкций, не угрожающие безопасности людей или сохранности ценного оборудования. Деформации основания (абсолютные и неравномерные осадки, крены) могут превышать предельные значения, допустимые при основном сочетании нагрузок, и поэтому при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий расчету не подлежат.

Расчет оснований по несущей способности производится на основании условия

где Na — вертикальная составляющая расчетной внецентренной нагрузки в особом сочетании; Nu.eq — вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях; γc.eq — сейсмический коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0, 0,8 и 0,6 для грунтов соответственно I, II и III категории но сейсмическим свойствам (см. табл. 12.7), причем для зданий и сооружений, возводимых в районах с повторяемостью землетрясений 1, 2 и 3, значение γc.eq следует умножить на 0,85, 1,0 и 1,15 соответственно (повторяемость землетрясений в рассматриваемом районе определяется в соответствии с главой СНиП II-7-81); γn — коэффициент надежности по назначению, принимаемый по указаниям гл. 5.

Несущая способность (прочность) основания из скальных грунтов определяется на внецентренное действие вертикальной составляющей нагрузки. Наклон равнодействующей сил, приложенных к основанию при особом сочетании нагрузок, можно не учитывать при условии выполнения расчета фундамента на сдвиг по подошве.

При расчете несущей способности (потери устойчивости) основания из нескальных грунтов необходимо учитывать возможность образования в грунте поверхности скольжения, при этом соотношение между нормальными и касательными напряжениями по всей поверхности скольжения должно соответствовать предельному состоянию грунта и характеризуется расчетными значениями угла внутреннего трения и удельного сцепления.

Несущая способность основания характеризуется предельной нагрузкой, соответствующей потере устойчивости грунта при сейсмических колебаниях. При вычислении этой нагрузки должны быть учтены не только напряжения в грунте от его собственного веса и внешних нагрузок на основание, но и динамические напряжения, возникающие при распространении сейсмических волн и обусловленные действием объемных сил инерции грунта.

Горизонтальная составляющая нагрузки учитывается лишь при проверках устойчивости зданий на опрокидывание и сдвиг по подошве фундамента, что почти всегда удовлетворяется. Проверка на сдвиг по подошве является обязательной при наличии длительно действующих горизонтальных нагрузок в основном сочетании. В этом случае учитывается трение подошвы фундамента о грунт, а коэффициент надежности, представляющий собой отношение удерживающих и сдвигающих сил, принимается равным не менее 1,5.

При общепринятом в теории сейсмостойкости сооружений горизонтальном направлении сейсмических сил инерции грунта, расположенного выше и ниже подошвы фундамента, ординаты эпюры предельного давления под краями подошвы фундамента (рис. 12.15) определяются по формулам:

Эпюра предельного давления под подошвой фундамента


;

где ξq , ξc и ξγ — коэффициенты, зависящие от соотношения сторон подошвы прямоугольного фундамента; F1, F2 и F3 — коэффициенты, определяемые по рис. 12.16 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения φI; γ'I и γI — соответственно расчетные значения удельного веса слоев грунта, находящихся выше и ниже подошвы фундамента (в необходимых случаях определяются с учетом взвешивающего действия подземных вод); d — глубина заложения фундаментов (при неодинаковой вертикальной пригрузке с разных сторон фундамента принимается значение d со стороны наименьшей пригрузки, например со стороны подвала): b — ширина подошвы фундамента; cI — расчетное значение удельного сцепления грунта; keq — коэффициент, значение которого принимается равным 0,1 при расчетной сейсмичности 7 баллов; 0,2 при 8 баллах и 0,4 при 9 баллах.

Зависимости F1, F2 и F3 от угла внутреннего трения

Коэффициенты влияния соотношения сторон подошвы фундамента вычисляются по следующим выражениям:

где l — длина фундамента в направлении, перпендикулярном расчетному.

Формулы (12.60) применимы при условии lb/l ≥ 0,2. Если b/l < 0,2, фундамент следует рассчитывать как ленточный. Если b/l > 1, коэффициенты влияния соотношения сторон принимаются:

однако при этом необходимо произвести дополнительную проверку устойчивости основания в поперечном направлении.

Для ленточных фундаментов следует считать ξq ξc = ξγ = 1. Эксцентриситет расчетной нагрузки еа и эксцентриситет эпюры предельного давления en определяются выражениями:


,

где Na и Ma — вертикальная составляющая расчетной нагрузки и момент, приведенные к подошве фундамента при особом сочетании нагрузок.

Величины ea и en рассматриваются с одинаковым знаком, т.е. направлены в одну сторону от вертикальной оси симметрии фундамента, так как минимум несущей способности основания наблюдается при сдвиге в сторону, противоположную эксцентриситету нагрузки.

При eaen предельное сопротивление основания находится по формуле


.

При ea > en учитывается не вся эпюра предельного давления, ординаты которой определены по формулам (12.58) и (12.59), а лишь усеченная ее часть, показанная на рис. 12.15 пунктиром. Максимальная ордината pb этой усеченной эпюры совпадает с исходной, а минимальная p'0 имеет меньшее значение, чем р0 , и вычисляется по формуле


,

которая получена таким образом, чтобы эксцентриситет усеченной эпюры предельного давления совпадал с заданным эксцентриситетом нагрузки. Погрешность расчета при этом приеме идет в запас прочности основания, так как усеченная эпюра находится в пределах теоретической.

После подстановки в формулу (12.64) вместо р0 выражения (12.65) получаем формулу нижней границы предельного сопротивления основания при ea > en :


.

При расчете сейсмостойкости для ленточного фундамента нагрузка и несущая способность в формуле (12.57) определяются для единицы его длины ( l = 1).

При расчете оснований и фундаментов на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий допускается неполное опирание подошвы фундамента на грунт (частичный отрыв), если выполнены следующие условия:

эксцентриситет расчетной нагрузки не превышает одной трети ширины фундамента в плоскости опрокидывающего момента

расчет несущей способности основания производится для условной ширины фундамента bc , равной ширине зоны сжатия под подошвой фундамента (при eab/6 )

максимальное расчетное напряжение под подошвой фундамента σmax , вычисленное с учетом неполного опирания фундамента на грунт, не должно превышать краевой ординаты эпюры предельного давления


,

где pb — определяется по формуле (12.59), но для фундамента, имеющего условную ширину bc .

Эксцентриситеты нагрузки и треугольной усеченной эпюры предельного давления при частичном отрыве подошвы фундамента совпадают и равны bс/6 , поэтому формула (12.66) имеет вид:

При одновременном действии на фундамент системы сил и моментов во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях расчет несущей способности основания на особое сочетание нагрузок производится раздельно на действие сил в каждом направлении, независимо друг от друга.

Пример 12.6. Рассчитать несущую способность основания ленточного фундамента. По расчету на основное сочетание нагрузок ширина подошвы фундамента принята b = 6 м при глубине заложения d = 2м. Фундамент опирается на основание, сложенное пылеватым влажным песком, для которого определены следующие значения расчетных характеристик: удельный вес грунта γI = 1,5·10 4 Н/м 3 ; угол внутреннего трения φI = 26°; удельное сцепление cI = 0,4·10 4 Н/м 2 ; удельный вес насыпного грунта ниже подошвы фундамента γ'I = 1,2·10 4 Н/м 3 . При особом сочетании нагрузок с учетом сейсмического воздействия интенсивностью 9 баллов к подошве фундамента приложены вертикальная нагрузка Na = 104·10 4 Н/м, горизонтальная нагрузка T = 13·10 4 Н/м и момент Ma = 98·10 4 Н·м/м. Необходимо рассчитать основание по первому предельному состоянию.

Решение. По рис. 12.16 определяем: F1 = 12; F2 = 8,2; F3 = 16,8 и принимаем keq = 0,2. Ординаты эпюры предельного давления под краями подошвы ленточного фундамента вычисляем по формулам (12.68) и (12.50):

p0 = 1 · 12 · 1,2 · 10 4 · 2 + (12 – 1)0,4 · 10 4 /0,49 = 45 · 10 4 Н/м 2 ; pb = 45 · 10 4 + 1 · 1,5 · 10 4 · 6(8,2 – 0,2 · 16,8) = 80,3 · 10 4 Н/м 2 .

Эксцентриситеты расчетной нагрузки и эпюры предельного давления находим по формулам (12.62) и (12.63):

м; м.

Так как en < ea , предельное сопротивление основания определяем по формуле (12.66):


Н/м.

Принимаем γc.eq = 0,8 и по формуле (12.57) окончательно получаем:

Следовательно, принятые по расчету на основное сочетание нагрузок размеры фундамента со значительным запасом удовлетворяют проверке по первому предельному состоянию при особом сочетании нагрузок.

Пример 12.7. Рассчитать несущую способность основания столбчатого фундамента, подошва которого имеет размеры b = 2,8 м, l = 4,4 м и на глубине d = 1,8 м опирается на основание, сложенное глинистым грунтом, имеющим следующие расчетные характеристики: γI = 1,63·10 4 Н/м 3 ; φI = 23º; c1 = 1,2·10 4 Н/м 2 . Удельный вес грунта выше подошвы фундамента γ'I = 1,55·10 4 Н/м 3 . Основание рассчитываем по первому предельному состоянию на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмичности 7 баллов. К основанию фундамента приложены вертикальная нагрузка Na = 296·10 4 Н, горизонтальная нагрузка T = 38·10 4 Н и момент Ма = 215·10 4 Н·м.

Решение. По формуле (12.62) определяем эксцентриситет расчетной нагрузки:


м.

Условие (12.67) при этом выполняется ( ea < b/3 = 0,93 м), однако есть частичный отрыв подошвы, так как eа > b/6 = 0,47 м, поэтому в соответствии с формулой (12.68) расчет необходимо проводить для условной ширины фундамента

bc = 3(2,8/2 – 0,73) = 2,01 м.

По рис. 12.16 и по формулам (12.60) находим:

ξq = 1 + 1,5·2,01/4,4 = 1,69;

ξc = 1 + 0,3·2,01/4,4 = 1,14;

Ординаты эпюры предельного давления при keq = 0,1 вычисляем по формулам (12.58) и (12.59):

pb = 1,69 · 8,4 · 1,65 · 10 4 · 1,8 + 1,14(8,4 – 1)1,2 · 10 4 /0,42 = 65,9 · 10 4 Н/м 2 ;

pb = 65,9 · 10 4 + 0,89 · 1,63 · 10 4 · 2,01(5,4 – 0,1 · 12,7) = 77,4 · 10 4 Н/м 2 .

Максимальное напряжение под краем подошвы фундамента по формуле (12.69)


Н/м 2 < pb .

т.е. условие (12.69) выполняется.

Находим по формуле (12.63) эксцентриситет эпюры предельного давления:


м.

При en < ea предельное сопротивление основания вычисляем по формуле (12.70):

Nu.eq = 2,01·477,4·10 4 /2 = 342·10 4 Н.

Принимая γc.eq = 0,8·1,15 = 0,92 и γn = 1,15, получаем:

Na = 296·10 4 Н > 0,92·342·10 4 /1,15 = 274·10 4 Н.

Следовательно, устойчивость основания не обеспечена и требуется увеличить размеры фундамента.

Принимаем b = 3 м, оставляя другие размеры фундамента прежними. Тогда

bc = 3(3/2 – 0,73) = 2,31 м;

ξq = 1 + 1,5 · 2,31/4,4 = 1,79;

ξc = 1 + 0,3 · 2,31/4,4 = 1,16;

ξγ = 1 – 0,25 · 2,31/4,4 = 0,87;

p0 = 1,79 · 8,4 · 1,55 · 10 4 · 1,8 + 1,16(8,4 – 1)1,2 · 10 4 /0,42 = 68,6 · 10 4 Н/м 2 ;

pb = 68,6 · 10 4 + 0,87 · 1,63 · 10 4 · 2,31(5,4 – 0,1 · 12,7) = 81,4 · 10 4 Н/м 2 ;


Н/м 2 < pb ;


м < ea

Nu.eq = 2,31 · 4,4 · 81,4 · 10 4 /2 = 414 · 10 4 Н;

т.е. в этом случае надежность основания достаточна.

Примечание. При изменении ширины подошвы столбчатого фундамента в примере расчета не учтено некоторое возрастание вертикальной нагрузки, так как в данном случае оно относительно мало и не приводит к нарушению условия (12.57) при ширине подошвы 3 м.

Добрый день! п. 6.2.4 "СП Строительство в сейсмических районах" При строительстве в сейсмических районах по верху сборных ленточных фундаментов следует укладывать слой цементного раствора марки 100 или мелкозернистого бетона класса В10 толщиной не менее 40 мм и продольную арматуру диаметром 10 мм в количестве три, четыре и шесть стержней при расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов соответственно. Через каждые 300-400 мм продольные стержни должны быть соединены поперечными стержнями диаметром не ниже 6 мм. Вопрос в следующем, как понимать "по верху" ленточного фундамента. Есть старая серия 2.110-5с-детали фундаментов жилых зданий для строительства в сейсмических районах, правда она отменена, там в узлах шов этот располагается по верху блоков- подушки, а не по верху фундаментных стеновых блоков. Имеется Пособие по проектированию зданий из кирпичных и мелкоштучных блоков в сейсмических районах республики Казахстан, там шов устраивается по верху подушки но и по верху стеновых блоков. В отделе спорная ситуация, одни считают что правильно так как в старой отмененной серии, другие что так как в казахских пособиях. Кто как считает?

В СП ясно написано ". по верху сборных ленточных фундаментов. "
по верху блоков - это уже сейсмопояс.

В СП ясно написано ". по верху сборных ленточных фундаментов. "
по верху блоков - это уже сейсмопояс.

Так верх сборного ленточного фундамента и будет верх, т.к. сборный ленточный фундамент состоит из нижнего фундамента -подушки и верхних стеновых блоков. Тогда пусть в нормах так и написали бы что по верху блоков-подушек.

Подскажите пожалуйста, а какова вообще функция этого слоя в 4 см. минимум? Если я строю одноэтажный частный дом и по верху фундамента буду делать сейсмопояс в одном уровне с плитами-перекрытиями, то нужно ли мне делать под сейсмопояс и плиты этот слой? Можно ли сейсмопоясом заменить этот указанный в СНиПе слой, с учетом того, что сейсмопояс в местах опирания ПК на фундамент, будет соответственно не на всю ширину ленты? Буду благодарен за подсказку, т.к. сам не строитель.
Фундамент такой -

Так верх сборного ленточного фундамента и будет верх, т.к. сборный ленточный фундамент состоит из нижнего фундамента -подушки и верхних стеновых блоков. Тогда пусть в нормах так и написали бы что по верху блоков-подушек

Не знание терминологии: cборные ленточные фундаменты - это ж.б. подушки, без бетонных блоков (см. вложение - книга Сорочана). Шов устраивается по-верху ж.б. подушек - о них и идет речь в СП.

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений

Design and construction of soil bases and foundations for buildings and structures

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП) - филиалом ФГУП "НИЦ "Строительство"

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНЫ: правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2008 г.; информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 8, 2010 г.

Правки внесены изготовителем базы данных

Введение

Свод правил по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.01-83* и СНиП 3.02.01-87.

Свод правил содержит рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных и заглубленных, возводимых в различных инженерно-геологических условиях, для различных видов строительства.

Разработан НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - филиалом ФГУП НИЦ "Строительство" (доктора техн. наук В.А.Ильичев и Е.А.Сорочан - руководители темы; доктора техн. наук: Б.В.Бахолдин, А.А.Григорян, П.А.Коновалов, В.И.Крутов, В.О.Орлов, В.П.Петрухин, Л.Р.Ставницер, В.И.Шейнин; кандидаты техн. наук: Ю.А.Багдасаров, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, Ю.А.Грачев, Ф.Ф.Зехниев, М.Н.Ибрагимов, О.И.Игнатова, И.В.Колыбин, Н.С.Никифорова, B.C.Поляков, В.Г.Федоровский, М.Л.Холмянский; инженеры: Я.М.Бобровский, Б.Ф.Кисин, А.Б.Мещанский); ГУП Мосгипронисельстрой (д-р техн. наук B.C.Сажин).

1 Область применения

Настоящий Свод правил (далее - СП) распространяется на основания и фундаменты вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений*, возводимых в открытых котлованах.

* Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения.

Настоящий СП не распространяется на проектирование и устройство оснований и фундаментов гидротехнических сооружений, опор мостов и труб под насыпями дорог, аэродромных покрытий, сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов, а также оснований глубоких опор и фундаментов машин с динамическими нагрузками.

2 Нормативные ссылки

В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах

СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений

СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения

СНиП 2.06.14-85 Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод

СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия

СНиП 3.05.05-84 Технологическое оборудование и технологические трубопроводы

СНиП 3.07.03-85* Мелиоративные системы и сооружения

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

СНиП 12-01-2004 Организация строительства

СНиП 23-01-99* Строительная климатология

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

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

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

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч.I-III)

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава

ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

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

ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 23061-90 Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности

ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 24846-81 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения

3 Определения

Определения основных терминов приведены в приложении А.

4 Общие положения

4.1 Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

г) нагрузок, действующих на фундаменты;

д) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся сооружений;

е) экологических требований (раздел 15);

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.

4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.3 Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в приложении Б.

4.4 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.

4.5 Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.

4.6 Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в описаниях результатов изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.7 Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.

Проектирование без соответствующего инженерно-геологического, а также инженерно-экологического обоснований или при их недостаточности не допускается.

Примечание - При строительстве в условиях существующей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

4.8 Конструктивное решение проектируемого сооружения и условия последующей его эксплуатации необходимы для выбора типа фундамента, учета влияния конструкций на работу основания, а также на окружающую застройку, для уточнения требований к допускаемым деформациям и т.д.

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ НАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ

"Рекомендации по проектированию фундаментов из набивных свай для зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах" разработаны докт. техн. наук В.А.Ильичевым, канд. техн. наук Ю.В.Монголовым и канд. техн. наук В.М.Шаевичем на основе исследований, выполненных в лаборатории динамики грунтов НИИ оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова Госстроя СССР. При составлении табл.1 использованы также результаты экспериментальных исследований, выполненных инж. Л.Л.Егоровой (НИИОСП).

Рекомендации одобрены секцией Ученого Совета НИИ оснований.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. "Рекомендации по проектированию фундаментов из набивных свай для зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах", составлены в развитие раздела 12 главы СНиП II-17-77 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования" и распространяются на проектирование в сейсмических районах набивных свай, устраиваемых только в сухих устойчивых грунтах, не требующих закрепления стенок скважин, при диаметре ствола сваи не менее 40 см и отношении длины свай к диаметру не более 20.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.02.03-85, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

1.2. Производство работ по изготовлению набивных свай и приемка работ осуществляются в соответствии с правилами для несейсмических районов, при этом необходимо обеспечить надлежащий контроль качества изготовления свай, гарантирующий получение их формы и размеров в строгом соответствии с проектом.

1.3. Армирование набивных свай в сейсмических районах является обязательным, при этом минимальный процент армирования должен приниматься равным 0,05.

2. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ

2.1. Условия опирания нижних концов свай в сейсмических районах должны удовлетворять требованиям п.п.8.13, 9.5 и 12.10 главы СНиП II-17-77, при этом величина заглубления свай в грунт должна быть не менее 4 м. Для зданий и сооружений, отнесенных к п.3 табл.4 СНиП II-A.12-69* "Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования", и в случае опирания свай на скальные грунты допускается применение свай длиной менее 4 м.

На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП II-7-81*. - Примечание изготовителя базы данных.

2.2. При проектировании фундаментов из набивных свай в сейсмический районах предпочтение следует отдавать набивным сваям, изготавливаемым в скважинах с уплотненным основанием или уширением, устраиваемым за счет втрамбовывания в основание щебня, гравия, жесткого бетона и т.п.

2.3. Расчет свайных фундаментов из набивных свай с учетом сейсмических воздействий на особое сочетание нагрузок по предельным состояниям первой группы выполняется в соответствии с требованиями п.12.2 главы СНиП II-17-77 с учетом п.п.2.4-2.14 настоящих Рекомендаций.

2.4. Несущая способность набивной висящей сваи, работающей на осевую сжимающую нагрузку, с учетом сейсмических воздействий определяется по формуле

где , , , , , , , - значения те же, что и в формуле (10) главы СНиП II-17-77;

, - коэффициенты условий работы, учитывающие влияние сейсмических колебаний на напряженное состояние грунта под нижним концом и на боковой поверхности сваи в -ом слое грунта, принимаются по табл.1;

- глубина, до которой не учитывается сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, определяется в соответствии с п.2.5;

- длина ствола сваи в грунте (при уширенной пяте - до начала уширения);

- коэффициент условий работы нижнего конца сваи при сейсмических воздействиях; определяется в соответствии с п.2.6.

Значения коэффициентов условий работы

Расчетная сейсмичность в баллах

маловлажные песчаные грунты средней плотности и плотные (за исключением пылеватых)

глинистые грунты консистенции

полутвердой и туго-
пластичной

2.5. Глубина, до которой не учитывается сопротивление грунта на боковой поверхности при определении несущей способности набивной сваи на осевую сжимающую нагрузку с учетом сейсмических воздействий, определяется по формуле (2), но принимается не более :

где , , , - безразмерные коэффициенты, значения которых в зависимости от приведенной глубины погружения сваи , определяемой по указаниям п.2.7, и условий сопряжения сваи с ростверком приведены в табл.2;

, - соответственно коэффициент деформаций и условная ширина поперечного сечения сваи; определяются в соответствии с указаниями п.3 Приложения СНиП II-17-77;

, , - значения те же, что и в формуле (14) Приложения СНиП II-17-77, при этом значения угла внутреннего трения принимаются с учетом требований п.12.6 главы СНиП II-17-77;

, - расчетные значения соответственно горизонтальной силы и изгибающего момента, приложенных к свае в уровне поверхности грунта, при особом сочетании нагрузок с учетом сейсмических воздействий.

Значения безразмерных коэффициентов , , ,

Приведенная глубина погружения сваи

Свая, свободно стоящая или защемленная в высокий ростверк

Свая, защемленная в низкий
ростверк, исключающий возможность поворота головы сваи

2.6. Коэффициент условий работы нижнего конца сваи при сейсмических воздействиях принимается равным 1 для свай с приведенной глубиной погружения 4 и определяется по формуле (4) для свай с меньшей приведенной глубиной погружения

где - значение то же, что и в формуле (3), в тс;

- коэффициент, принимаемый равным 0,01 м/тс;

- диаметр ствола сваи; для свай с уширенной пятой - наибольший диаметр поперечного сечения уширения, в м;

- приведенная глубина погружения сваи; определяется по указаниям п.2.7.

2.7. Приведенная глубина погружения сваи определяется по формуле

где - значение то же, что и в формуле (2);

- длина ствола сваи в грунте; для свай с уширенной пятой - расстояние от поверхности грунта до начала уширения, если отношение диаметра уширения к диаметру отвода свай не менее 1,5; в противном случае - расстояние от поверхности грунта до подошвы уширенной пяты.

2.8. Расчет свайных фундаментов с учетом сейсмических воздействий в просадочных грунтах следует выполнять с учетом п.12.9 главы СНиП II-17-77.

При проектировании свайных фундаментов в просадочных грунтах необходимо выполнить два самостоятельных расчета: 1) на основное сочетание нагрузок в соответствии с разделом 9 главы СНиП II-17-77; 2) на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий в соответствии с настоящими Рекомендациями, при этом определение несущей способности свай с учетом сейсмических воздействий в просадочных грунтах II типа производится без учета возможности развития негативного трения грунта.

2.9. Несущая способность набивных свай на выдергивающие нагрузки с учетом сейсмических воздействий определяется по результатам полевых испытаний свай имитированными сейсмическими воздействиями.

2.10. Несущая способность набивных свай, устраиваемых в грунтовых условиях, отсутствующих в табл.1, определяется по результатам полевых испытаний свай имитированными сейсмическими воздействиями.

2.11. Несущая способность с учетом сейсмических воздействий набивных свай, для которых отсутствуют данные по расчету их несущей способности при статических нагрузках, определяется по результатам полевых испытаний свай имитированными сейсмическими воздействиями.

2.12. Определение усилий в свае, а также давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями сваи при расчете на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий, можно производить в соответствии с Приложением СНиП II-17-77, при этом:

а) приведенная глубина погружения сваи принимается в соответствии с указаниями п.2.7 настоящих Рекомендаций;

б) для свай с уширенной пятой значения коэффициентов в табл.2 Приложения СНиП II-17-77 следует принимать, как при заделке сваи в скалу на глубине, соответствующей длине ствола сваи в грунте до начала уширения, если отношение диаметра уширения к диаметру ствола сваи не менее 1,5; в противном случае значения коэффициентов принимаются, как при опирании сваи на нескальный грунт;

в) проверка устойчивости грунта по условию ограничения давления, передаваемого на грунт боковыми поверхностями сваи, должна выполняться в любом случае независимо от размеров сваи и вида грунта, окружающего сваю, при этом значения расчетного угла внутреннего трения грунта принимаются с учетом требований п.12.6 главы СНиП II-17-77;

г) при расчете свай в просадочных грунтах II типа в случае неизбежного замачивания основания верхний участок сваи, равный по длине величине - просадке грунта от собственного веса, рассматривается, как свободный от контакта с грунтом и расположенный между подошвой ростверка и поверхностью грунта.

Обеспечение сейсмостойкости основания включает определение передающихся на фундамент нагрузок и последующий квазистатический расчет на эти нагрузки несущей способности основания и фундамента с учетом сил инерции, возникающих в грунте при сейсмических колебаниях, и их влияния на несущую способность грунта.

Предварительные размеры фундаментов и глубина заложения их подошвы определяются без учета сейсмических воздействий (в соответствии с гл. 5) на основное сочетание нагрузок. Последующее уточнение размеров фундаментов с учетом сейсмических нагрузок осуществляется расчетом несущей способности оснований и фундаментов в соответствии с указаниями данной главы.

Глубина заложения фундаментов при грунтах I и II категории по сейсмическим свойствам (см. табл. 12.7) принимается такой же, как и для несейсмических районов. При грунтах III категории по сейсмическим свойствам рекомендуется принимать специальные меры по устройству надежного основания, в том числе водопонижение и искусственное упрочнение грунтов (уплотнение, химическое закрепление и пр.).

Для зданий повышенной этажности (более 5 этажей) глубину заложения фундаментов рекомендуется увеличивать путем устройства подвальных этажей. Подвалы следует располагать, как правило, под всем отсеком здания. При необходимости устройства подвалов под отдельными частями отсека должно соблюдаться условие симметрии расположения подвалов в плане относительно обеих горизонтальных осей отсека. Переход от подвальной части здания к бесподвальной делается уступами.

Фундаменты здания или его отсека, как правило, должны закладываться на одном уровне. При заложении ленточных фундаментов смежных отсеков на разных отметках переход от более углубленной части к менее углубленной делается уступами. Уступы должны быть не более 1:2, а высота уступа не должна превышать 60 см. Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м от шва.

При необходимости заложения на разных уровнях рядом стоящих столбчатых фундаментов следует выполнять условие

где ΔH — разность отметок фундаментов; а — расстояние в плане от ближней границы дна котлована более заглубленного фундамента до края фундамента с меньшей глубиной заложения; ψ — угол сдвига, определяемый но формуле

здесь φ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта; Δφ — условное уменьшение φ , учитывающее действие сил инерции грунта и принимаемое; при сейсмичности 7 баллов Δφ = 2°, 8 баллов Δφ = 4° и 9 баллов Δφ = 7°; с — расчетное значение удельного сцепления грунта; р — среднее давление под подошвой расположенного выше фундамента при особом сочетании нагрузок.

Столбчатые фундаменты под колонны, разделенные осадочным швом, должны располагаться на одном уровне.

Все эти рекомендации не распространяются на скальные основания.

Если отдельные фундаменты колонн каркасных зданий не могут воспринимать сдвигающие усилия от сейсмической нагрузки, их необходимо соединять с соседними фундаментами. В качестве таких связей могут быть использованы фундаментные балки, над стыками которых с фундаментами следует укладывать симметрично оси ряда сетки длиной 2 м из арматуры диаметром 8–10 мм с шагом продольных стержней 100 мм и поперечных 200 мм.

Для зданий повышенной этажности (более 5 этажей) на основаниях из нескальных грунтов рекомендуется устраивать фундаменты в виде перекрестных железобетонных лент или сплошной плиты.

В фундаментах и стенах подвалов из крупных блоков должна быть выполнена перевязка кладки в каждом ряду, а также во всех углах и пересечениях. Глубина перевязки блоков принимается не менее 1/3 их высоты. Все вертикальные и горизонтальные швы необходимо тщательно заполнить раствором марки не ниже 25. В зданиях с расчетной сейсмичностью 9 баллов углы и пересечения стен должны быть усилены путем закладки в горизонтальные швы арматурных сеток.

По верху сборных ленточных фундаментов следует укладывать слой раствора марки 100 толщиной не менее 40 мм с продольной арматурой диаметром 10 мм в количестве, зависящем от расчетной сейсмичности: при 7 баллах — три стержня, при 8 баллах — четыре стержня и при 9 баллах — шесть стержней (или эквивалентное им по сечению число стержней других диаметров). Через 300– 400 мм продольные стержни должны быть связаны поперечными стержнями диаметром 6 мм.

На скальных грунтах для зданий с расчетной сейсмичностью 7 и 8 баллов не требуется выполнения дополнительных конструктивных мероприятий по увеличению сейсмостойкости сборных ленточных фундаментов и стен подвалов, за исключением случаев, когда эти мероприятия необходимы по расчету.

Читайте также: