Несущая способность свай в полевых условиях может быть определена следующими методами: статическими испытаниями свай, динамическими испытаниями свай, испытаниями грунтов эталонной сваей, испытаниями грунтов статическим зондированием.
Испытания грунтов сваями проводят на участке, отведенном под строительство проектируемых зданий или сооружений, на расстоянии не более 5 м и не менее 1 м от горных выработок, из которых отобраны монолиты грунтов для лабораторных испытаний и где выполнено статическое зондирование.
Испытания просадочных грунтов, проводимые с замачиванием, следует выполнять на специально отводимой опытной площадке, располагаемой на расстоянии не менее 1,5Н от строящегося объекта со стороны понижения рельефа площадки ( Н- толщина всех просадочных слоев грунта).
Количество испытаний свай определяется проектом в зависимости от сложности грунтовых условий, величины нагрузок, передаваемых на основание и числа типоразмеров свай. Для определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний для каждого объекта строительства сооружений класса КС-3 и КС-2 рекомендуется проводить:
- статические испытания свай и свай-штампов - до 1 % от общего числа свай на объекте, но не менее трех для сооружений класса КС-2 и четырех - для сооружений класса КС-3;
- динамические испытания свай - до 2 % от общего числа свай на объекте, но не менее шести для сооружений класса КС-2 и девяти - для сооружений класса КС-3;
- испытания грунтов статическим зондированием - не менее шести точек для сооружений класса КС-2 и девяти - для сооружений класса КС-3.
Испытания свай статической и динамической нагрузками и испытания грунтов эталонной сваей следует производить, соблюдая требования [31] а испытания грунтов статическим зондированием -[32].
Статические испытания
Глубина погружения анкерных свай не должна превышать глубины погружения испытываемой сваи.
Рис.8 Установка с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями
1 - испытываемая свая; 2 - анкерная свая; 3 - реперная система с прогибомерами; 4 - домкрат с манометром; 5 - система упоров, балок
Расстояние от оси испытываемой натурной сваи до анкерной сваи или до ближайшей опоры грузовой платформы, а также до опор реперной установки должно быть не менее 5 наибольших размеров поперечного сечения сваи (диаметром до 800 мм), но не менее 2 м. При контрольных испытаниях свай это расстояние должно быть не менее 3d, но не менее 1,5 м. Для эталонной сваи или сваи-зонда расстояние должно быть не менее 1 м.
При проведении испытаний в зимних условиях (кроме случаев, когда испытание динамической нагрузкой проводят для определения возможности погружения сваи в этих условиях) грунт в месте испытания оттаивают на всю глубину его промерзания в зоне 1,0 м от грани сваи (при испытании горизонтальной нагрузкой - в зоне не менее 2 м). Грунт поддерживают в талом состоянии до окончания испытаний.
Замачивание основания свай в просадочных грунтах следует начинать перед испытанием свай и продолжать вплоть до его окончания.
Замачивание грунта следует производить через специальные траншеи, устраиваемые по периметру испытываемых свай на расстоянии 1 м от их боковой поверхности. Ширина траншеи должна быть не менее 0,5 м, глубина - от 1,1 до 1,5 м. При длине свай более 6 м со дна траншеи для ускорения замачивания грунта следует бурить дренажные скважины в количестве не менее трех с расположением их на равных расстояниях от оси сваи. Диаметр скважин принимают не менее 20 см, длину - 0,8 l - глубина погружения сваи. Скважины и траншеи сразу после их проходки следует засыпать гравием или щебнем.
Испытания грунтов забивной сваей следует начинать после ее «отдыха». При испытаниях набивными (буронабивными) сваями начало испытаний назначают не ранее достижения бетоном свай 80 % проектной прочности.
Ступени загружения при испытаниях свай статической вдавливающей нагрузкой должны назначаться равными 1/10 - 1/15 предполагаемого предельного сопротивления сваи 
За критерий условной стабилизации деформации при испытании натурной сваей принимают скорость осадки сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние:
- 60 мин наблюдений, если под нижним концом сваи залегают песчаные грунты или глинистые грунты от твердой до тугопластичной консистенции;
- 2 ч наблюдений, если под нижним концом сваи залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.
При испытании свай опор мостов за этот критерий принимают скорость осадки, не превышающую 0,1 мм за последние:
- 30 мин наблюдений - при опирании сваи на крупнообломочные, песчаные грунты и глинистые грунты твердой консистенции;
- 60 мин наблюдений - при опирании сваи на глинистые грунты от полутвердой до тугопластичной консистенции.
За критерий условной стабилизации деформации при испытании эталонной сваей или сваей-зондом принимают скорость осадки сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние:
- 15 мин наблюдений, если под нижним концом сваи залегают песчаные и глинистые грунты твердой консистенции;
- 30 мин наблюдений, если под нижним концом сваи залегают глинистые грунты от полутвердой до тугопластичной консистенции;
- 60 мин наблюдений, если под нижним концом сваи залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.
Нагрузка при испытании натурной сваей должна быть доведена до значения, при котором общая осадка сваи составляет не менее 40 мм. При испытании эталонной сваей или сваей-зондом эта осадка должна быть не менее 20 мм.
Результаты испытания грунтов сваей оформляют в виде графиков зависимости деформации (осадки, горизонтального перемещения) сваи или отдельных ее элементов от нагрузки.
Несущую способность Fd, кН, свай по результатам их испытаний статическими нагрузками, а также по результатам их динамических испытаний следует определять по формуле
(14)
где 
- коэффициент условий работы сваи; в случае вдавливающих или горизонтальных нагрузок = 1; в случае выдергивающих нагрузок принимают для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, = 0,6, на глубину 4 м и более = 0,8
- нормативное значение предельного сопротивления сваи, кН, определяемое в зависимости от вида испытаний.
В случае если число одинаковых свай, испытанных в одинаковых грунтовых условиях, составляет менее шести, нормативное значение предельного сопротивления сваи в формуле следует принимать равным наименьшему предельному сопротивлению, полученному из результатов испытаний, a коэффициент надежности по грунту 
= 1.
В случае если число свай, испытанных в одинаковых условиях, составляет шесть и более, и следует определять на основании результатов статистической обработки частных значений предельных сопротивлений свай , полученных по данным испытаний при значении доверительной вероятности α = 0,95..
При специальном обосновании допускается проведение испытания одной сваи в месте, имеющем наиболее неблагоприятные условия на участке строительства.
Если нагрузка при статическом испытании свай на вдавливание доведена до нагрузки, вызывающей непрерывное возрастание их осадки s без увеличения нагрузки (при s ≤ 20 мм), то за частное значение предельного сопротивления Fu испытываемой сваи принимают нагрузку, зарегистрированную при предыдущей ступени загружения.
Во всех остальных случаях для фундаментов зданий и сооружений (кроме мостов и гидротехнических сооружений) за частное значение предельного сопротивления сваи вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под воздействием которой испытываемая свая получит осадку, равную s, определяемую по формуле
(15)
где 
- предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения;
- коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента здания или сооружения к осадке сваи, полученной при статических испытаниях с условной стабилизацией (затуханием) осадки.
Значение коэффициента 
следует принимать равным 0,2 в случаях, когда испытание свай производят при условной стабилизации, равной 0,1 мм за 1 ч, если под их нижними концами залегают песчаные или глинистые грунты с консистенцией от твердой до тугопластичной, а также за 2 ч, если под их нижними концами залегают глинистые грунты от мягкопластичной до текучей консистенции.
Если осадка, определенная по формуле (17), окажется более 40 мм, то за частное значение предельного сопротивления сваи , следует принимать нагрузку, соответствующую s = 40 мм.
Для мостов и гидротехнических сооружений за предельное сопротивление сваи при вдавливающих нагрузках следует принимать нагрузку на одну ступень менее нагрузки, при которой вызываются:
а) приращение осадки за одну ступень загружения (при общем значении осадки более 40 мм), превышающее в пять раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения;
б) осадка, не затухающая в течение суток и более (при общем значении ее более 40 мм).
Если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке, которая окажется равной или более 1,5 
, где - несущая способность сваи, рассчитанная аналитическим путем, а осадка сваи s при испытаниях окажется менее значения, определенного по формуле (17), или для мостов и гидротехнических сооружений - менее 40 мм, то в этом случае за частное значение предельного сопротивления сваи допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях такой сваи.
При испытании свай статической выдергивающей или горизонтальной нагрузкой за частное значение предельного сопротивления по графикам зависимости перемещений от нагрузок принимают нагрузку на одну ступень менее нагрузки, без увеличения которой перемещения сваи непрерывно возрастают.
2.2.3.2 Динамические испытания.
При динамических испытаниях забивных железобетонных и деревянных свай длиной не более 20 м частное значение предельного сопротивления , кН по данным их погружения при фактических (измеренных) остаточных отказах 
≥ 0,002 м следует определять по формуле
0260S10-13410
(16)
Где η - коэффициент, для свай с железобетонных с наголовником η=1500, кН/м2;
А - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м2;
М - коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным единице, а при вибропогружении свай - в зависимости от вида грунта под их нижними концами;
- расчетная энергия удара молота, кДж, принимаемая по таблице 3
- фактический остаточный отказ, равный значению погружения сваи от одного удара молота, а при применении вибропогружателей - от их работы в течение 1 мин, м;
- масса молота или вибропогружателя, т;
- масса сваи и наголовника, т;
- масса подбабка (при вибропогружении свай = 0), т;
ε - коэффициент восстановления удара; при забивке железобетонных свай молотами ударного действия с применением наголовника с деревянным вкладышем ε2 = 0,2, а при вибропогружателе ε2 = 0;
Если фактический (измеренный) остаточный отказ 
< 0,002 м, то в проекте свайного фундамента следует предусмотреть применение для погружения свай молота с большей энергией удара, при которой остаточный отказ будет ≥ 0,002 м0260S10-13410
Н - фактическая высота падения ударной части молота, м;
Таблица 3. Расчетная энергия удара молота 
| Вид молота | Расчетная энергия удара молота ,кДж
|
| 1 Подвесной или одиночного действия | 
|
| 2 Трубчатый дизель-молот | 0,9
|
| 3 Штанговый дизель-молот | 0,4
|
| 4 Дизельный при контрольной добивке одиночными ударами без подачи топлива | 
|
Где -вес, кН, 
и 
- фактическая и пусковая высота падения, м, ударной части молота.
Среднее значение 
за один залог из 10 ударов следует определять по формуле = 0,0156t2, где t - время работы дизель-молота в залоге, фиксируемое секундомером с точностью до 0,1 с. Секундомер включают в момент первого удара и выключают на десятом ударе, не считая пускового.
h - высота первого отскока ударной части дизель-молота от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке, м. Для предварительных расчетов допускается принимать: для штанговых молотов h = 0,6 м, для трубчатых молотов h = 0,4 м., для других видов молотов h = 0.
Остаточный отказ измеряют после «отдыха» сваи. Продолжительность «отдыха» устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее: 3 сут - при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых;
6 сут - при глинистых и разнородных грунтах.
При прорезании песчаных, а также просадочных грунтов и наличии под острем сваи крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность «отдыха» допускается сократить до 1 сут.
Более продолжительный срок «отдыха» устанавливают:
- при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков - не менее 10 сут;
- при прорезании глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции - не менее 20 сут.
Добивку сваи производят последовательно залогами из 3 и 5 ударов. Высота падения ударной части молота при добивке должна быть одинаковой для всех ударов. За расчетный принимают наибольший средний отказ.
Испытания эталонных свай.
Эталонная свая, представляющая собой инвентарную составную металлическую трубу, нижний конец которой закрыт коническим наконечником, согласно [31] и [33]должна иметь наружный диаметр 114 мм. В зависимости от конструкции соединения конического наконечника со стволом (трубой) эталонные сваи подразделяют на три типа:
тип I – с наконечником, наглухо соединенным со стволом сваи;
тип II – с наконечником, свободно перемещающимся относительно ствола сваи;
тип III – с наконечником, соединенным со стволом сваи через датчик усилия.
Несущую способность , кН, забивной висячей сваи, работающей на вдавливающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей или статическим зондированием следует определять по формуле (17), в которой следует принять = 1.
(17)
При этом нормативное значение определяют на основе частных значений предельного сопротивления сваи Fu, кН, в месте испытания грунтов эталонной сваей или зондированием
Коэффициент надежности по грунту определяют на основе статистической обработки частных значений предельного сопротивления сваи Fu
Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытания грунтов эталонной сваей Fu, кН, следует определять:
а) при испытании грунтов эталонной сваей типа I - по формуле
(18)
где 
- коэффициент, принимаемый равным 1,25 при заглублении сваи в плотные пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и равным 1,0 для остальных грунтов;
и, 
- периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи;
- частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН, определяемое по результатам испытания статической нагрузкой;
б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III - по формуле
+ 
(19)
где 
- коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый по таблице 17 Приложения в зависимости, от предельного сопротивления грунта под нижним концом эталонной сваи 
;
- предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа;
А - площадь поперечного сечения натурной сваи, м2;
- коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи, принимаемый по таблице 17 Приложения в зависимости от fsp;
fsp - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи, кПа;
h - глубина погружения натурной сваи, м;
и - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.
Примечание - При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению. Если разница между ними превышает 20 %, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.
Схемы конструкций и размеры эталонной сваи и сваи-зонда приведены в [33].
Эталонная свая и свая-зонд состоят из отдельных звеньев цельнотянутых металлических труб длиной не менее 1 м. Общая длина эталонной сваи - до 12 м, сваи-зонда - до 16 м. На звенья эталонной сваи и сваи-зонда наносят деления через 10 см для отсчета глубины погружения сваи.
Статическое зондирование
Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования Fu, кН, следует определять по формуле
(20)
где 
предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;
f - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа;
h - глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м;
и - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.
Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи , кПа, по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле
(21)
где β1 - коэффициент перехода от 
к , принимаемый по таблице 7.16 [ 32]независимо от типа зонда;
- среднее значение сопротивления грунта, кПа, под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).
Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа, по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:
а) при применении зондов типа I - по формуле
(22)
б) при применении зондов типа II или III - по формуле
(23)
где β2, βi - коэффициенты, принимаемые по таблице 7.16 [32]. Для винтовых свай в песчаных грунтах, насыщенных водой, значения коэффициента β1 должны быть уменьшены в два раза.
- среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;
среднее сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа;
- толщина i-го слоя грунта, м.
Несущую способность винтовой сваи, работающей на сжимающую и выдергивающую нагрузки, по результатам статического зондирования следует определять по формуле (17), а частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования - по формуле (20), где глубина принимается уменьшенной на значение диаметра лопасти. Предельное сопротивление грунта под (над) лопастью сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (21). В этом случае β1 - коэффициент, принимаемый по таблице 7.16 [32 ]в зависимости от среднего значения сопротивления грунта под наконечником зонда в рабочей зоне, принимаемой равной диаметру лопасти. Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности ствола винтовой сваи по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять по формуле (22) или (23).
Для буровой сваи, работающей на сжимающую нагрузку, несущую способность сваи в точке зондирования Fdu, кН, допускается оценивать без использования данных о сопротивлении грунта на муфте трения установки статического зондирования, на основании расчета по формуле
(24)
где R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.16 [32] в зависимости от среднего сопротивления конуса зонда кПа, на участке, расположенном в пределах одного диаметра выше и до двух диаметров ниже подошвы сваи;
А - площадь подошвы сваи, м2;
- среднее значение расчетного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи, кПа, на расчетном участке hi сваи, определяемое по данным зондирования в соответствии с таблицей 7.16 [32];
- толщина i-го слоя грунта, которая должна приниматься не более 2 м;
- коэффициент работы, зависящий от технологии изготовления сваи и принимаемый:
а) при сваях, бетонируемых насухо, равным 1;
б) при бетонировании под водой, под глинистым раствором, а также при использовании обсадных инвентарных труб равным 0,7.
Несущую способность кН, свай по результатам их расчетов по формуле (24), основанной на данных статического зондирования конусом, следует определять как среднее значение из частных значений 
для всех точек зондирования.
Учитывая большие нагрузки, передаваемые на буровые сваи, рекомендуется параллельно с расчетом несущей способности сваи по результатам статического зондирования провести аналитический расчет несущей способности. При расхождениях в полученных значениях несущей способности свай более 25 % следует выполнить статические испытания свай.
Конструирование ростверка
При разработке проекта свайных фундаментов необходимо учитывать следующие данные: конструктивную схему проектируемого здания или сооружения; размеры несущих конструкций и материал, из которого они проектируются; наличие и габариты рядом расположенных заглубленных помещений здания или сооружения и их фундаментов; нагрузки на фундамент от строительных конструкций; размещение технологического оборудования и нагрузки, передаваемые от него на строительные конструкции и полы, а также требования к предельным осадкам и кренам строительных конструкций и фундаментов под оборудование.
Число свай в фундаменте и их размеры следует назначать из условия максимального использования прочности материала свай и грунтов основания при расчетной нагрузке, допускаемой на сваю, с учетом допустимых перегрузок крайних свай в фундаменте. При размещении свай в плане необходимо стремиться к минимальному числу их в свайных кустах или к максимально возможному шагу свай в лентах, при минимальном количестве рядов и минимальному расстоянию между рядами, добиваясь наибольшего использования принятой в проекте несущей способности свай.
Не следует допускать недоиспользование несущей способности свай более чем на 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, от кратковременных нагрузок более чем на 20 %.
При проектировании свайных и плитно-свайных фундаментов допускается применение свай разной длины и диаметров. Длины свай не должны отличаться более чем на 30 %. В расчетах следует учитывать дополнительную нагрузку, передаваемую от более коротких свай на сваи большей длины.
Для восприятия вертикальных нагрузок и моментов, а также горизонтальных нагрузок (в зависимости от их значения и направления) допускается предусматривать сочетание вертикальных, наклонных и козловых свай.
Расстояние между осями висячих забивных и вдавливаемых свай должно быть не менее 3d (где d - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного поперечного сечения ствола сваи). Это требование диктуется прежде всего тем, что при меньших расстояниях между сваями их несущая способность снижается.
Расстояние между осями свай-стоек предусматривается уменьшать до 1,5d в целях экономии расхода материалов на ростверки в случаях, когда применяется сваебойное оборудование, позволяющее их забить на таком расстоянии, либо предусмотрены мероприятия, облегчающие их забивку (например, лидирующие скважины или подмыв).
Расстояние в свету между стволами буровых, набивных свай и свай-оболочек, а также между скважинами свай-столбов должно быть не менее 1,0 м, а расстояние между буроинъекционными сваями в осях - не менее трех диаметров; расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердых глинистых грунтах - 0,5 м, в других дисперсных грунтах - 1,0 м. Принятое минимальное расстояние между набивными сваями и их уширениями диктуется необходимостью обеспечения устойчивости стенок скважин.
Ростверки стаканного типа, состоящие из плитной части и подколонника применяют в каркасных зданиях. Ростверк рассчитывают на изгиб (плитная часть, стаканная часть) и на продавливание (продавливание колонной и угловой сваей) в соответствии с требованиями [28]. Армирование ростверка производят плоскими сетками (плитная часть) и пространственными каркасами (стенки стакана).
Высоту ростверка определяют расчетом в соответствии с [28]. Расчетная высота ростверков должна быть наименьшей. При ее подборе целесообразно сначала увеличить марку бетона ростверков, а затем его высоту. Размеры ростверков по высоте принимаются кратными 15 см. Конструктивная высота ростверков назначается на 40 см больше глубины стакана или с учетом необходимой заделки анкерных болтов.
Стенки стакана ростверка армируют пространственным каркасом, устанавливаемым на подготовку, и поперечными сетками, надеваемыми на пространственный каркас. Расстояние между поперечными сетками принимается не более 1/4 глубины заделки колонны и не более 20 см.
Число арматурных сеток, рассчитанных на местное сжатие, должно быть не менее двух под железобетонными колоннами и не менее четырех под стальными колоннами. Расстояние между сетками по высоте принимается 5—10 см.
Ленточный ростверк рассчитывают как железобетонную многопролетную балку. Армирование ростверка производится пространственными арматурными каркасами, как правило, из арматуры класса А-III (А400).
Рис.9 Армирование ростверка под железобетонную колонну
Рис.10.Элементы армирования угла ленточного ростверка
1-горизонтальная арматура; 2-нахлест; 3-лапка 90 градусов;
4-вертикальная арматура; 5-поперечная арматура; 6-дополнительная поперечная арматура; 7 -г-образный хомут.
Количество продольной арматуры в сечении— минимум 4, расстояние между стержнями — от 10 до 40см (и не более 2-х толщин вышележащей стены); шаг между поперечными перемычками продольного пояса — 20-30 см; шаг между вертикальными соединяющими перемычками — до 40 см; одним хомутом можно связывать продольные стержни для конструкций 40 х 40 см максимум при условии, что число продольных стержней в каждом ряду не превышает 4.
Не допускаются отверстия, закладные в ростверках диаметр (размер) которых больше 1/3 ширины балки.
Для ростверка применяют бетон класса по прочности В > 15. Ростверк укладывают по бетонной подготовке класса В 7,5.
Величина защитного слоя бетона в ростверках и сваях должна назначаться в соответствии с требованиями [28]. При этом допускается для инвентарных забивных свай, свай-оболочек и буроинъекционных свай минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры уменьшать на 10 мм.
При конструировании ленточных ростверков предварительно, исходя из действующей нагрузки и несущей способности сваи определяется шаг свай
(25),
где -несущая способность сваи, 
- внешняя нагрузка на ростверк без учета его веса и веса грунта на уступах, 
- коэффициент надежности по грунту, принимаемый в зависимости от способа определения несущей способности сваи, 
- количество рядов. Оптимальный шаг 3-6 d, где d-размер поперечного сечения сваи. Если полученное расстояние окажется менее 3 d , несущей способности сваи недостаточно для восприятия нагрузок. Необходимо, если позволяет геологическое строение участка, увеличить длину сваи (возможно и размер поперечного сечения по [1]). Если ниже опорного слоя расположены слабые грунты, увеличивают количество рядов.
Найденный шаг свай округляют в большую сторону, кратно 10см, размещают с этим шагом сваи. Расстояние между рядами свай назначают минимально возможным.
Расстояние от края ростверка до грани сваи при однорядном расположении С0 ≥ 0,2 d +5см, но не более 0,5d.
Расстояние от края ростверка до грани сваи при двух и трехрядном расположении С0 ≥ 0,3 d +5см, при большем количестве рядов С0 ≥ 0,4 d +5см.
Минимальное расстояние от края сваи до края ростверка 5-10 см (в зависимости от расчета на продавливание).
Ширина ленточного ростверка
(26),
где 
расстояние между рядами 
Размер ростверка по ширине при использовании инвентарной опалубки принимается кратным 30см, иначе 10см.
Проверка нагрузки , действующей на сваю, с учетом веса ростверка и грунта на его уступах при центральном загружении:
(27),
где 
ес ростверка и надростверковой конструкции;
ес грунта и пола подвала на уступах ростверка.
- осредненный коэффициент надежности по нагрузке для перехода от нормативных в расчетные значения по 1 группе предельных состояний;
– кол-во свай на 1 м.
При внецентренном загружении и при количестве рядов свай два и более, ростверк способен воспринимать изгибающий момент.
Проверка нагрузки, действующей на сваю, с учетом изгибающего момента
(28)
При знакопеременных нагрузках-
(29)
где 
расстояние от оси ростверка до оси проверяемой сваи
–сумма квадратов расстояний до всех свай, находящихся за осью ростверка на 1 м.п.
При невыполнении этих условий необходимо либо повысить несущую способность сваи (при возможности увеличить длину), либо уменьшить шаг свай, либо увеличить количество рядов.
При конструировании отдельно стоящих ростверков предварительно, исходя из действующей нагрузки и несущей способности сваи, определяется количество свай в кусте.
(30)
где 
-вес ростверка, предварительно принимаемый (0,05-0,1) 
. Найденное количество свай округляется до ближайшего большего целого значения и размещается в ростверке.
В центрально нагруженных фундаментах и при небольших эксцентриситетах приложения нагрузок 
≤ 0.03b, где b – сторона ростверка в направлении которой действует момент все сваи размещают равномерно с минимально возможным шагом.
Сваи в кусте внецентренно нагруженного фундамента следует размещать таким образом, чтобы равнодействующая постоянных нагрузок, действующих на фундамент, проходила возможно ближе к центру тяжести плана свай.
Размеры отдельно стоящих ростверков в плане принимаются кратными 30 см и на 20 см больше размеров куста свай по наружному контуру. Расстояние от оси крайних свай до наружной грани ростверка должно быть не менее поперечного размера сваи.
Разработаны типовые конструкции свайных кустов, приведенные в таблице 23 Приложения.
После размещения свай в ростверке проводится проверка нагрузки, действующей на сваю с учетом действительного веса ростверка и веса грунта на его уступах.
При центральном загружении:
( 31)
–количество свай на свайный куст.
Проверка нагрузки, действующей на сваю, с учетом изгибающего момента
(32)
где расстояние от оси ростверка до оси наиболее нагруженной сваи;
–сумма квадратов расстояний до всех свай, находящихся за осью ростверка
При знакопеременных нагрузках-
(33)
где расстояние от оси ростверка до оси наиболее недогруженной сваи.
При действии на свайный фундамент моментов в одном или двух направлениях, кусты свай нужно проектировать таким образом, чтобы максимальная нагрузка на крайние сваи в кусте не превышала допускаемой на сваю, определяемой по формуле 31.
Отношение максимальной нагрузи к минимальной должно быть не более трех ( 
/ 
≤ 3).
Если моменты по сравнению с нормальными силами настолько велики, что на крайние сваи действуют выдергивающие нагрузки - при невыполнении условия (33), то это можно допустить при условии:
1) выполнения расчета достаточности продольной арматуры на растяжение и заделки в ростверк тела свай;
2) при восприятии этой выдергивающей нагрузки силами трения по боковой поверхности сваи.
Несущую способность сваи, работающей на выдергивающую нагрузку, следует определять по формуле
(34)
где 
- то же, что и в формуле (8);
- коэффициент условий работы сваи в грунте - для свай, погружаемых в грунт на глубину менее 4 м, = 0,6, на глубину 4 м и более 
0,8.
При невыполнении условий 31-33 необходимо либо повысить несущую способность сваи (при возможности увеличить длину), либо увеличить количество свай на куст, либо развить ростверк в сторону действия момента, увеличив шаг свай в этом направлении.
Пример 8
Задание: Спроектировать свайный фундамент под наружную стену. Внешняя нагрузка на обрезе ростверка 
кН/м, 
кН×м. Данные о грунтах и несущей способности сваи приведены в примере 5. Глубина заложения ростверка принята по примеру 1
Решение:
Определяем шаг свай:
= 0.7м< 
=0.9м
Необходимо увеличить количество рядов
При двухрядном расположении свай:
= 1,4м
Условие3d< 
< 
=1.8 м - выполняется.
Принимаем шаг свай 1,4 м. Расстояние между рядами 
Расстояние от края ростверка до наружной грани сваи при двухрядном расположении свай:
– принимаем 15см.
Ширина ростверка:
– принимаем 1,5 м.
Уточняем нагрузку, действующую на сваю, с учетом веса ростверка и грунта на его уступах:
Расчетная нагрузка на сваю : 
кН
= 468,5 ≤ 
кН.
Условие не выполняется.
где 
– кол-во свай на 1 м ростверка;
Вес 1 м.п. фундамента (блоки – ширина-0,6м, высота-2,1м и плита ростверка –ширина 1,5м, толщина-0,45м) с учетом удельного веса железобетона 25 кН/м3
Вес грунта на уступах ростверка
(глубина заложения за вычетом толщины плиты и бетонной подготовки)(ширина плиты за вычетом ширины блока)(удельный вес грунта выше подошвы).
Рис.11 К определению размеров ростверка.
Необходимо уменьшить шаг свай до 1,3м, тогда 
кН≤ кН.
Условие не выполняется.
Необходимо уменьшить шаг свай до 1,2м, тогда 
кН≤ кН
Условие выполняется.
Проверка нагрузки на сваю с учетом действующего момента
(перегруз 1,4% ≤ 3%)
=375,65 > 0
Условие выполняется.
Пример 9
Задание: Спроектировать свайный фундамент под колонну каркасного здания. Внешние нагрузки на обрезе ростверка: 
=3110.1кН, 
=173.1 кН·м. Данные о грунтовых условиях и глубине заложения ростверка приведены в примере 5.
Решение:
Определяем требуемое количество свай:
= 
где - нагрузка от ростверка и грунта принимается предварительно 0,1 от внешней нагрузки.
Принимаем 9 свай. Размещаем сваи в ростверке. Назначаем шаг свай a = 3d = 0,9м. Так как на ростверк действует изгибающий момент, проектируем его прямоугольной формы. Расстояние от края ростверка до оси сваи назначаем с = d = 0,3 м.
Тогда размеры ростверка в плане 2,4 м (b) ´ 2,4 м (l) (рис.18).
Рис.12 К расчету свайного куста:
Уточняем вес плиты ростверка с подколонником (рис.5, рис.18)
97,125кН.
Вес грунта и пола на уступах ростверка
кН.
Проверка нагрузки на сваю
кН≤ кН.
Условие не выполняется.
Увеличиваем длину сваи до 6м (принимаем сваю С60-30-3) и уточняем несущую способность (см. Пример 5)
= 
( RA + 
u Ʃ 
) =
=1*(1* 4200*0,09+1*1,2(0,5*18+2*26+1,5*29,5+1,8*56) = 378+247,26 = 625,26кН
Проверка нагрузки на сваю
кН≤ 
кН (Недогруз 5%)
С учетом изгибающего момента, для наиболее нагруженной сваи
= 
≤ 
кН
Условие не выполнено. Необходимо либо увеличить длину сваи, либо количество свай. Более экономичным является вариант увеличения длины сваи.
Увеличиваем длину сваи до 7м (принимаем сваю С70-30-3) и уточняем несущую способность
= ( RA + u Ʃ ) =
=1*(1* 4200*0,09+1*1,2(0,5*18+2*26+1,5*29,5+1,8*56+1*59) = 385,2+318,06= 703,26кН
Проверка нагрузки на сваю
кН≤ 
кН (Недогруз 15%)
С учетом изгибающего момента, для наиболее нагруженной сваи
≤ 
кН кН
Для наименее нагруженной сваи:
= 423,55-32=391,55кН > 0
Условие выполнено.
/ 
≤ 3
Дата: 2019-02-25, просмотров: 546.
