II. 2. Основные принципы проектирования

II. 2. 1. Проектирование укрепительной цементации существующих фундаментов и контакта "фундамент-грунт" должно предшествовать проектированию буроинъекционных свай и включает, в зависимости от вида и состояния существующего фундамента, расчет количества, диаметра, длины и угла наклона цементационных скважин, определение планового положения скважин, а также подбор составов инъекционных растворов, разработку

технологической схемы цементации и определение объемов работ.

II. 2. 2. Стадийность проектирования и состав проекта усиления определяется заданием на проектирование в соответствии с СН.

II. 2. 3. Предварительные размеры (диаметр и длина) буроинъекционных свай назначаются с учетом инженерно-геологических условий площадки, нагрузки, которую должны воспринимать сваи, вида и состояния усиляемого фундамента, а также несущей способности свай, прогнозируемой в соответствии с опытом проектировщика или определяемой в соответствии с требованиями нормативной литературы [5,16].

II. 2. 4. Расчет буроинъекционных свай по прочности материала ствола выполняется в соответствии с требованиями СНиП [15].

II. 2. 5. При расчете буроинъекционных свай по прочности материала ствола сваю следует рассматривать как упругий стержень с начальным прогибом, жестко защемленный в грунт в сечении, где модуль деформации грунта Е>5 Мпа.

Учет продольного изгиба производится по методу, предполагающему потерю устойчивости сваи в слабом грунте при Е<5 Мпа, по нескольким полуволнам, причем число полуволн зависит от соотношения жесткостей сваи и окружающего грунта и практически не зависит от вида заделки сваи в ростверк [5].

II. 2. 6. При проектировании усиления фундамента, на который действуют одновременно вертикальные и горизонтальные нагрузки, необходимо стремиться к тому, чтобы центр тяжести сечения свай в любом разрезе, перпендикулярном к линии равнодействующей, находился на Рис. 6 этой линии (рис. 6).

Рис. 6

II. 2. 7. Армирование буроинъекционных свай выполняется по расчету или назначается конструктивно. Сваи армируются одиночными арматурными стержнями, сварными каркасами, жесткой арматурой в виде проката черных металлов или металлическими трубами. Арматура сваи может быть однородной по длине и комбинированной, например, труба или прокат в зоне действия изгибающего момента и каркас или одиночный стержень на остальной длине сваи. В отдельных случаях армирование сваи может производиться нержавеющими металлами или другими, не подвергающимися коррозии материалами.

II. 2. 8. Арматура буроинъекционных свай должна иметь фиксирующие элементы, центрирующие ее в скважине (рис. 7) и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона. Расстояние между фиксаторами по длине каркаса должно быть не более 6 диаметров скважины, а толщина защитного слоя - не менее 2. 5 см.

II. 2. 9. Конструкция сварного стыка рабочей арматуры каркасов должна обеспечивать его равнопрочность и удобство производства работ по инъектированию бетона в скважину.

II. 2. 10. Совместная работа свай усиления и ростверка должна быть обеспечена надежной заделкой сваи, величина которой определяется расчетом и не должна быть менее пяти диаметров сваи при бурении с глинистой промывкой и не менее четырех диаметров при бурении с продувкой воздухом независимо от наличия трубы-кондуктора.

II. 2. 11. При невозможности выполнения требований п. II. 2. 10. должно быть предусмотрено усиленное армирование или уширение ствола сваи в месте примыкания сваи к подошве ростверка. Отношение диаметра уширенной части к диаметру скважины в пределах фундамента должно составлять не менее 1. 15. Диаметр скважины может быть увеличен промывочной жидкостью при бурении и опрессовкой свежеуложенного раствора.

II. 2. 12. Проектирование усиления оснований и фундаментов буроинъекционными сваями включает разработку следующих вариантов передачи нагрузок от сооружения на вновь устраиваемый фундамент: безростверковый, ростверковый, подведение нового фундамента под усиливаемый и комбинированный (рис. 8).

Рис. 7

II. 2. 13. При усилении существующих фундаментов следует максимально использовать несущую способность усиливаемого фундамента. Расчет по I и П группам предельных состояний необходимо производить с учетом совместной работы усиляемого фундамента и буроинъекционных свай.

Рис. 8

II. 2. 14. При проектировании усиления углы наклона буроинъекционных свай и схему их расстановки следует принимать, стремясь к передаче на сваи осевых нагрузок, исключая по возможности моментные и горизонтальные нагрузки.

II. 2. 15. При проектировании усиления необходимо учитывать возможное изменение статической схемы работы конструкций, например, фундаментной плиты, в связи с переносом части нагрузки на буроинъекционные сваи (рис. 9).

Рис. 9

II. 2. 16. При проектировании усиления принцип размещения свай в плане усиляемого объекта должен учитывать тип применяемого для производства работ оборудования.

II. 2. 17. В отдельных, наиболее сложных, случаях, определяемых проектной организацией, для уточнения несущей способности буроинъекционных свай усиления в конкретных условиях следует назначить проведение статических испытаний опытных буроинъекционных свай в соответствии с требованиями ГОСТ /16/ и разделом III. 4 настоящих "Методических рекомендаций".

В результате испытаний должны быть установлены:

начальный коэффициент жесткости С, кН/м;

предельная нагрузка на сваю, Р,кН;

расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, Р, кН;

осадка при расчетной нагрузке, S, мм.

II. 2. 18. Рабочая документация по усилению оснований и фундаментов с помощью буроинъекционных свай должна включать:

заглавный лист проекта с ситуационным планом участка работ, таблицу состава проекта, ведомостями объемов работ и потребных материалов, пояснениями к проекту;

план цементационных скважин при цементации существующих фундаментов и контакта "фундамент-грунт";

сечения (разрезы) фундаментов с цементационными скважинами;

технологические схемы цементации (по усмотрению проектной организации);

план свайного поля при усилении оснований и фундаментов буроинъекционными сваями;

разрезы (сечения) по усиляемым фундаментам с буроинъекционными сваями;

конструкции буроинъекционных свай усиления, чертежи арматурных каркасов;

технологические схемы устройства свай усиления (по усмотрению проектной организации);

технологические схемы линий подачи растворов;

технологические схемы коммуникаций;

рабочую документацию на устройство растворных узлов со схемами размещения рабочего оборудования.