Cвайные фундаменты
- Сваей называется
стержень, находящийся в грунте в вертикальном
или наклонном положении и предназначенный
для передачи грунту нагрузки от над фундаментной
части сооружения.
- В общем виде свайный
фундамент представляет собой погруженные
в грунт сваи, объединенные сверху железобетонными
(бетонными) балками или плитой (ростверками).
- Они возводятся
на участках со слабым грунтом под здания
в несколько этажей. Строительство этих
фундаментов позволяет исключить земляные
работы в бесподвальных зданиях или значительно сократить их объем при наличии технического подполья.
Предпосылки применения свайного фундамента
в строительстве
- Причина 1. В ряде случаев при строительстве дачного дома или коттеджа в верхней части основания возводимого здания может находиться относительно слабый слой грунта.
- К слабым грунтам
можно отнести:
- суглинки и глины
в текучепластичном состоянии
- лёссовидные грунты
- содержат более 50% пылевидных частиц
при незначительном наличии глинистых
и известковых частиц. Лёссовидные грунты
при наличии воды размокают и теряют устойчивость;
- плывуны - песчано-глинистые
грунты, сильно насыщенные водой;
- растительные грунты
- различные почвы с примесью 1...20 % перегноя,
торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.
- В этом случае возникает
необходимость в передаче давления от
здания на более плотный грунт, залегающий
на некоторой глубине в зависимости от
геологических условий.
- Тогда рекомендуется
устраивать фундаменты из свай, которые
способны воспринимать большие нагрузки
по сравнению с фундаментами неглубокого
заложения. Особенно эффективны фундаменты
в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании более 1,5 метра. В этом случаи свайный фундамент более надежный чем столбчатый и тем более ленточный
- Причина 2. Возможно применение свайных
фундаментов и в плотных грунтах в целях
уменьшения объема земляных работ, расхода
бетона, снижения трудоемкости и стоимости
строительства. При устройстве свайного
фундамента отпадает необходимость в
рытье котлована, складировании вынутого
грунта, вывозе грунта, обратной засыпке
и т.д.
- Причина 3. В случае
если при расчете ленточного фундаменты
ширина фундамента получается слишком
большой (больше 1,5 м), имеет смысл применить
свайный фундамент, что сократит расход
материала.
- Причина 4. В случае,
если выбор типа фундамента диктуется
видом несущего остова, к примеру, если
Вы решили использовать каркасный несущий
остов на основании, сложенном слабыми
грунтами, то рационально будет применить
свайные кусты под каждую колонну, а не
делать ленточный фундамент.
- Особенно
актуально применение свай:
- при
подвижных грунтах;
- в районах
вечной мерзлоты;
- при
высоком уровне грунтовых вод;
- при
сложном рельефе в районе строительства.
Конструкции свайных фундаментов
очень разнообразны и зависят:
- от выбора
типа свай,
- способа их изготовления
и погружения в грунт,
- расположения их
под строящимся зданием,
- от характера работы
сваи в грунте,
- от конструкции ростверков.
- от вида соединения
ростверка со сваями – жесткое, свободное опирание, с устройством сейсмических поясов.
В зависимости от способа их
заглубления в грунт можно рассматривать
следующие виды свай:
- забивные - загружаются
в грунт без его выемки. Для этого используются
специальные механизмы, такие как вибропогружатели, вибровдавливающие и вдавливающие устройства;
- набивные бетонные
и железобетонные, устраиваемые в грунте
путем укладки бетонной смеси в пробуренные
скважины;
- буровые железобетонные,
устраиваемые в грунте путем установки
в пробуренных скважинах железобетонных
элементов;
- винтовые - имеют
форму сверла и закручиваются в грунт
при помощи специальных машин.
Схемы существующих
видов свайного фундамента.1 - деревянная, 2 - железобетонная сплошного сечения, 3 - железобетонная полая, 4 - стальная винтовая, 5 - набивная бетонная в процессе изготовления.
Свая-стойка
2
.
сваи
–
стойки
R
>>
f
f
R
Р
Сваями
–
стойками называются сваи,
которые передают нагрузку через острие
на
практически не сжимаемые грунты
Висячая
свая
Р
f
R
Размещение свай в фундаменте может быть
в виде:
- Одиночных свай - под отдельно
стоящие опоры;
- Свайных лент - под стены зданий
и сооружений при передаче на фундамент
распределенных по длине нагрузок с расположением
свай в один, два ряда и более;
- Свайных кустов – под каждую
колонну в случае каркасного несущего
остова здания.
Одиночная свая
Рядовое
Куст свай
Свайное поле
Материалом для изготовления свай служит:
- железобетон (бетон) - его применение
предпочтительнее с точки зрения долговечности
(100 и более лет). Для изготовления свай
используют бетон не ниже М200; L = 4…24 м (с применением стыковки по длине), сплошного квадратного сечения 20 х 20 см; 25 х 25 см; 30 х 30 см; 35 х 35 см; 40 х 40 см.
- сталь - сваи выполняются в виде
различных прокатных стальных профилей
или труб. Однако не рекомендуется применение
металла по трём причинам:
- требуется крановое оборудование
для монтажа при диаметрах свай более
100 мм и длине их более 3 м;
- большой расход металла;
- необходимо антикоррозионное
покрытие свай;
- Дерево (условие эксплуатации – ниже
У.Г.В.) - деревянные сваи представляют собой прямое, очищенное от коры (ошкуренное), наростов и сучьев бревно диаметром 22-34 см и длиной до 8,5 метров из хвойных твердых пород (сосны, ели, лиственницы, пихты.
Пример: - деревянные сваи Константиновского
дворца (Стрельня).
--- Комбинированные сваи (Совмещение деревянных или
металлических свай с ж/б сваей).
Форма поперечного сечения ж/б сваи:
В) Треугольная
В) Сложного
очертания
до 80 см;
=
8 см
Ростверки свайных фундаментов
- Ростверк – бетонная
или железобетонная плита, объединяющая
головы свай.
- Свайный фундамент
с ростверком (свайно ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Виды ростверков:
Низкий
ростверк
Повышенный ростверк Высокий ростверк
Достоинства свайных фундаментов
- свайные фундаменты могут возводиться
на грунтах любой сложности;
- снижается объем земляных работ,
так как не нужно копать котлованы или
рыть траншеи;
- уменьшается расход бетона и
арматуры за счет уменьшения всего объема
фундамента;
- производить фундаментные
работы можно круглый год, не исключая
зимний период;
- конструкции, возводимые
на свайных фундаментах, отличаются особой
стойкостью к паводкам, подвижкам грунта
вследствие зимнего вспучивания.
- возможность возводить
здания даже в случае залегания нестабильных
грунтов и на склонах;
- достаточную надежность,
при условии правильного расчета и соблюдения
технологии строительства;
- короткие сроки строительства
и низкая стоимость;
- минимальную осадку
фундамента;
- возможность монтажа
при любых погодных условиях.
- Почти полное исключение
монолитных работ.
- Сокращение земляных
работ.
- Резкое снижение
объема ручных работ.
Недостатки свайных фундаментов
- необходимость применения специальной
техники при их закладывании;
- ограниченность применения в случае
горизонтально подвижного грунта;
- сложности при сооружении подземного
гаража или цокольного этажа;
- высокая стоимость транспортных расходов
на доставку свай.
Способы погружения свай в грунт
- А) Забивкой
- Б) Подмывом
- В) Вибрированием
(водонасыщенные песчаные грунты)
- Г) Вдавливанием
(в случае не возможности применения динамики)
- Д) Ввинчиванием (анкерные сваи)
Классификация набивных свай
по способу изготовления:
- Без оболочковые
сваи.
- Сваи с извлекаемой
оболочкой.
- Сваи с не извлекаемой
оболочкой.
Безоболочковые сваи
- Безоболочковые сваи – изготовляются в маловлажных связных грунтах, которые при уплотнении и проходке скважин могут некоторое время держать стенки, не осыпаясь. (В лессовых
грунтах)
10
см
вв
Изготовление скважин взрывом
Раствор
глины
Фортшахта
(
труба
)
Скважину можно делать и бурением или
вытрамбовкой последовательными ударами специальной конической бабы.
Для того, чтобы скважина
не засыпалась и не заплывала при высоком У.Г.В
- применяют метод взятый у геологов бурение с помощью глиняного раствора. В скважину все время подливают раствор монтморионитовой глины. Скважину проходят бурением. Грунт удаляется из скважины вместе с раствором.
Способ очень трудоемкий,
зимой требует подогрева. Бетонирование
методом В.П.Т.