14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные типы свай

Виды свай – классификация, материалы изготовления, свайные фундаменты

Свайные фундаменты представляют собой подземные конструкции удлиненной формы, расположенные группой или в виде отдельных элементов, установленные вертикально, либо наклонно. Некоторые виды свай вбиваются в грунт, другие – вкручиваются, третьи – вдавливаются или погружаются, а четвертые – набиваются. Каждый из вариантов отличается не только технологией монтажа, но и материалами изготовления, а также возможностью использования в тех или иных условиях. Но для любого типа свайного фундамента определяется одна и та же функциональная принадлежность, заключающаяся в увеличении несущей способности ослабленных грунтов и передаче нагрузки от строения на пласты, имеющие более плотную, практически несжимаемую структуру по сравнению с вышележащими слоями.

Какими бывают сваи

Классификация свай производится по нескольким параметрам:

  • конструкции – цельные или составные, выполненные из отдельных секций, с острием или тупым нижним концом (открытым, закрытым), с уширениями на разных уровнях или без них;
  • по размеру – короткие (жесткие) и длинные (гибкие или средней жесткости);
  • форме сечения – круглые и многоугольные, трапецеидальные, пирамидальные и конические, крестообразные, тавровые и двутавровые, сплошные и пустотелые, ровные и переменного поперечного профиля;
  • материалу изготовления – деревянные, бетонные или железобетонные, из металла, грунтобетонные, комбинированные;
  • характеру работы – висячие и опорные (сваи-стойки);
  • технологии монтажа – забивные, винтовые, набивные (частотрамбованные, буронабивные), вдавливаемые;
  • способу армирования – с поперечно и продольно установленными ненапрягаемыми или предварительно напряженными стержнями, расположенными в центре, по периметру или углам.

В зависимости от грунтовых условий, конструкции и высоты дома выбирают различные типы свай. К примеру, в качестве свайного фундамента на вечномерзлых грунтах, а также в районах с сейсмичностью, превышающей 6 баллов, не допускается использовать сплошные железобетонные стволы без поперечного армирования. А круглые полые жб сваи великолепно проявляют себя в условиях сейсмичности 7 и более баллов, но использование такого фундамента при строительстве гидротехнических сооружений не допускается.

Назначение и виды свайопределяют вариант их изготовления – в заводских условиях, на площадке или непосредственно в грунте.

Сваи-стойки представляют собой столбы, проходящие сквозь слабые слои и опирающиеся непосредственно на плотные грунтовые пласты. К висячим сваям относятся стволы, передающие нагрузку от сооружения на сжимаемый грунт через свои боковые поверхности.

Для погружения свайного фундамента до необходимой отметки забивным или вдавливаемым способом используют специальное оборудование – молоты, копры или другие установки ударного и вибрационного действия. Они бывают:

  • гидравлическими;
  • механическими;
  • дизельными;
  • пневматическими и т.д.

Набивные типы свай выполняются с предварительным бурением скважин или забивкой полых труб в грунт, который в процессе углубления удаляется разными способами. Образованное отверстие впоследствии заполняется бетонным раствором. В зависимости от технологии производства работ и характеристик грунта, оболочки вынимают или оставляют в качестве обсадки. Часто конструкция буронабивных свай предусматривает устройство уширенной пяты, увеличивающей несущую способность фундамента. Отверстие в нижней части образуется механическим путем (разбуриванием) или посредством камуфлетного взрыва.

Винтовые сваи изготавливают из железобетона, либо металла. Они состоят из ствола и винтовых лопастей, расположенных на установленном в нижней части башмаке-наконечнике. Столб может быть как пустотелым, так и сплошным или заполненным бетоном, а лопасти – литыми стальными или чугунными, сварными металлическими и даже пластмассовыми.

Одним из видов свайных фундаментов являются шпунтовые стенки, выполненные из дерева, а также стали или железобетона. Сваи устанавливаются вплотную друг к другу, создавая водонепроницаемое ограждение.

Деревянные сваи

Для деревянных свай используют длинномерную древесину ели и сосны. В определенных ситуациях допускается применять дуб, лиственницу или кедр. В качестве материала выбирают прямоствольные бревна, очищенные от коры. При значительном заглублении допускается выполнять наращивание деревянных свай по длине до 3-4 элементов.

Нижнюю часть стволов заостряют, а в случае погружения в каменистые или слишком плотные грунты – на нее надевают защитные металлические башмаки. Сверху на бревна устанавливают бугель, представляющий собой кольцо из металла. Он предохраняет дерево от возможного разрушения ударным молотом.

Железобетонные сваи

Сборные сваи изготавливаются на заводах, а монолитные – непосредственно на площадках в соответствии с проектом. Арматура может быть обычной, либо предварительно напряженной, а для заливки применяют тяжелые бетоны с соответствующими показателями по морозоустойчивости.

Металлические сваи

Для свай используются трубы, сварные конструкции или прокатный профиль. Изделия небольшого диаметра допускается погружать закрытыми снизу коническими наконечниками. В качестве защиты от коррозии поверхность металлических свай обрабатывают:

  • битумом;
  • каменноугольными смолами;
  • др. антикоррозийными составами.

Свайные фундаменты

Конструкция свайного фундамента состоит из группы свай и ростверков, являющихся связывающим и распределяющим нагрузки звеном сооружения. На несущие плиты или балки, объединяющие сваи, опирают наземные части строений. В зависимости от своего места расположения относительно горизонта, ростверки бывают:

  • низкими – находятся ниже уровня поверхности земли и передают через свою подошву часть усилия на грунт. Как правило, устраиваются не выше отметки промерзания;
  • промежуточными – укладываются без заглубления непосредственно на поверхностном слое непучиноопасных грунтов. Вертикальное давление по подошве не передают;
  • высокими – располагаются над уровнем земли под внутренними стенами домов при наличии технического подполья, а также под мостовыми опорами и т.д. Жесткость такой конструкции придают дополнительные наклонные сваи.

Проект сооружения может предусматривать различное расположение свайных стволов:

  • одиночное – под легкие каркасные строения;
  • ленточное (одно- или многорядное) – под несущие стены протяженных сооружений;
  • кустовое – под массивные колонны и столбы;
  • сплошное – под башни и высотные дома, имеющие небольшую площадь в плане.

Используя при возведении фундаментов в гражданском строительстве разные виды свай, удается увеличить объем сдаваемого жилья за счет повышения этажности строений, а также использования площадок с грунтами, имеющими неудовлетворительные характеристики. Кроме того, можно отметить значительное снижение трудоемкости и сокращение временных сроков на этапе земляных работ, по сравнению с открытым способом монтажа подземной части сооружения, дающее застройщику экономическую выгоду.

Устройство фундамента из свай

Как устроен свайный фундамент

Свайный фундамент – это опорная конструкция под здание, состоящая из отдельно стоящих свай или свайного поля. Обычно их изготавливают из железобетона, но возможно использование не армированного бетона или бутобетона, что несколько уменьшает стоимость конструкции. Для повышения прочности и экономии бетона производят армирование свайного фундамента. В качестве арматуры обычно используется прутья из гладкой или профилированной стали. Фундаментные сваи обязательно устанавливают под углами здания, на пересечении внутренних несущих стен между собой и с наружными стенами. Если между обязательными сваями расстояние от 2 до 2,5 м и более, то между ними устраивают и промежуточные.

Виды свай и свайных фундаментов

Классификация ведется по видам, смотри раздел 6 СП 50-102-2003. В нем расписаны устройство свайного фундамента, его проектирование, а также виды свайных фундаментов.

По способу погружения они бывают:

    Забивные или вдавливаемые. Готовые погружают прямо в грунт или в лидерные (предварительно подготовленные) скважины.

По материалу – бетонные, железобетонные, стальные, деревянные.

с ненапрягаемой арматурой, установленной продольно и поперечными дистанцирующими отрезками арматуры;

с предварительно напрягаемой продольной прутковой или канатной арматурой с поперечной арматурой или без нее.

По конфигурации сечения:

поперечного – прямоугольные, квадратные, круглые, двутавровые и тавровые, круглые или квадратные с круглой полостью.

продольного – цилиндрические, призматические и с боковыми наклонными гранями – трапецеидальными, ромбовидными, пирамидальными;

по конструкции – цельные и составные;

по виду нижнего конца – с плоским концом, с заостренным, с объемным уширенным – булавовидным, полые с открытым или закрытым окончанием и с камуфлетными пятами – со взрывными полостями.

на растворе устанавливают готовые элементы;

устанавливают армирующий каркас и заливают бетон.

Типы свайных фундаментов:

  1. Из одиночных свай. Применяют для отдельных опор-колонн. Могут использоваться для оград или объектов небольшого размера.

Фундамент – свайный куст. Несколько опор, на которых стоит конструкция. Разновидности свайного куста:

кустовой – три сваи – треугольником, четыре – квадратом, пять – квадрат с центральной опорой, расстояние между ними от 2,5 до 3,5 диаметров свай;

ленточный – забивка в одну или две линии, расстояние между опорами более трех поперечных размеров (или диаметров);

сплошное поле – сваи забиты рядами и образуют сплошное поле с расстояниями от 3 до 6 диаметров.

Различия столбчатого и свайного основания здания

Общность в том, что основание не сплошное, а дискретное, с отдельными «точками» опоры.

Различия свайного и столбчатого фундаментов:

  1. В глубине заложения: сваи погружают на глубину более 5 м, столбы – немного ниже глубины промерзания грунта, т. е. на территории России это от 1 до 2,5 м.
  2. Столб передает нагрузку от здания на грунт своей подошвой, свая – и подошвой и боковыми поверхностями.

  • Разной площадью сечения – свая длинная и тонкая, столб – широкий и короткий.
  • Сваи могут использоваться на грунтах с невысокими несущими свойствами, например, на водонасыщенных, неоднородных, столбы – на плотных, однородных, с большой глубиной подземных вод и т. п.

    Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

    Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

    Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

    Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

    • забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
    • вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
    • статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
    • комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.

    На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.

    Устройство ростверка свайного фундамента

    Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

    • низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
    • повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
    • высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

    Конструкция ростверка может быть:

    • сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
    • сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
    • монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

    О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).

    Технология устройства свайных фундаментов

    Технология сооружения таких фундаментов в общем виде содержит следующие этапы:

    Она заключается в срезке плодородного грунта и выравнивании территории для движения сваепогружающей техники.

    Готовят площадку для складирования готовых свай или для их изготовления.

    Все действующие коммуникации под площадкой отмечаются ограждениями или переносятся за территорию свайного поля. Отводятся подземные воды и ливневые стоки.

    Разметка мест погружения свай или свайного поля.

    Разметка ведется с использованием разметки главных осей сооружения, вынесенных за пределы фундамента на обноски. В нужные точки погружения забивают колышки в соответствии с проектом фундамента или свайного поля.

    Делается горизонтальная и вертикальная разметка.

    Процесс погружения свай.

    Лебедкой свая подтягивается в зону сваебойного механизма, стрелой подъемника поднимается и устанавливается в точку погружения. Проверяется вертикальность или нужный угол захода в грунт и производится погружение выбранным способом.

    Срезание оголовков свай, достигших заданного отказа, но не погруженных на заданную глубину. Отказ задается как величина погружения за минуту или за несколько десятков ударов.

    Если нужно срезать несколько оголовков, то это делают отбойным молотком, если с десятков – используют сваерезки. После разрушения бетона арматура срезается на определенной высоте с учетом запаса для связи с ростверком.

    Строительство решетчатого ростверка или монолитной плиты.

    Изготавливается и монтируется опалубка под монолитный ростверк. Устанавливаются и увязываются каркасы балок на углах и стыках с внутренними несущими стенами. Контролируются зазоры для защитного слоя между опалубкой и стержнями каркаса, в т. ч. и снизу.

    Бетонный раствор нужно заливать сразу весь или частями. Но при заливке частями перерывы не должны быть более 2 – 3 часов. Вибрирование бетона обязательно. Укрывать необходимо зимой, а также жарким летом.

    Подробное ТТК на устройство свайного фундамента разрабатывается на конкретный объект строительства. Обычно это делается на больших стройках.

    Что такое сваи и какие бывают способы их погружения

    Для возведения фундаментов под жилые, административные и хозяйственные здания используются различные виды свай, каждый из которых имеет определенное устройство, особенности монтажа и эксплуатации, свои достоинства и недостатки. Чтобы не ошибиться с выбором элементов для опорной системы, следует разобраться, что такое сваи, где и как их можно применять, нюансы, которые следует учитывать при проектировании строительства дома.

    Определение свай

    По техническому определению сваи — это твердые продольные конструкции, устанавливаемые под землей с целью создания опоры для возводимых сверху объектов различного назначения.

    Несущие системы подразделяются по таким параметрам:

    • способ погружения в грунт;
    • материал изготовления;
    • конструктивные особенности;
    • длина;
    • размер и вид сечения;
    • характер работы;
    • внутренняя структура;
    • условия эксплуатации;
    • срок службы;
    • несущая способность (предел прочности);
    • возможность повторного использования.

    Все виды свай для фундамента выполняют одну функцию — передают нагрузку от строения на устойчивые и прочные слои грунта, минуя находящуюся сверху слабую структуру с низкими несущими свойствами.

    Классификация по способу погружения в грунт и характеристики

    Основной технической характеристикой опор, определяющей выбор для тех или иных условий эксплуатации, является способ их погружения в землю.

    • Забивные. Отличаются повышенной прочностью и монолитной структурой. Опускание производится под воздействием молота путем вбивания или вдавливания с помощью мощного и тяжелого пресса.
    • Оболочки. Чаще применяются в частном строительстве, так как предполагают монтаж своими руками. Технология представляет собой изготовление скважины, погружение в нее опалубки с последующей установкой каркаса и заливкой цементного раствора. Опалубка может быть несъемной и многоразовой.
    • Буровые. Устанавливаются в сухой и твердой почве. В сделанное в земле отверстие заливается бетон. Удержание происходит за счет сдавливания стенок или опирания на твердый слой грунта.
    • Винтовые. Изделия представляют собой аналог шурупа, который по резьбе вкручивается в почву. Заглубление может проводиться до 20 м. Существуют лопастные и резьбовые виды винтовых свай, со сварными, литыми, закрытыми и открытыми наконечниками.

    Установка опор производится после проведения анализа грунта, расчетов и составления схемы монтажа.

    Классификация свай и характеристики

    В строительстве принята следующая классификация свай по характеристикам выполнения ими несущих и опорных функций:

    • По способу опоры на грунт. Висячие типы свай держатся за счет трения, возникающего при давлении грунта о боковые стенки изделий. Используются в плотной и устойчивой среде. Стойки опираются на плотную почву, расположенную ниже мягкой и неустойчивой субстанции.
    • По материалу. Сваи могут быть сделаны из составляющих природного и искусственного происхождения. Стальные изделия представляют собой гладкие или оснащенные лопастями трубы с диаметром до 160 см. Железобетонные опоры считаются самыми прочными, надежными и долговечными. Характеризуются крупными габаритами и большим весом. Деревянные делаются из хвойных пород деревьев путем придания стволам цилиндрической формы.
    • По характеру службы. В строительстве применяют монолитные и сборные изделия. Соединение может производиться муфтами и сваркой с последующим бетонированием или изоляции стыка. После опускания опора остается в первоначальном виде или заполняется бетоном, как это происходит с полыми изделиями.

    Перед выбором свай целесообразно ознакомиться с их описанием от производителя, назначением и способом установки.

    Виды свайных фундаментов

    Опоры устанавливаются в зависимости от конфигурации здания, характеристик почвы и распределения нагрузок по площади и периметру сооружения.

    В строительстве и проектировании предусмотрены такие виды свайных фундаментов:

    • Одиночные столбы. Технология предполагает монтаж одиночных изделий по углам дома и в местах наиболее сильного давления.
    • Групповые. Под каждую колонну устанавливается свайный куст, имеющий высокую несущую способность и равномерно передающий ее в грунт.
    • Лента. Опоры монтируются в одну или несколько линий, которые располагаются на одинаковом расстоянии между собой. Свайное поле делается на слабых и неустойчивых почвах, где монтаж других систем невозможен.

    Для снижения удельного давления на грунт может применяться технология расширения пяты опоры.

    Забивка свай

    Забивка является одним из способов, с помощью которых осуществляется опускание в землю опор, изготовленных из древесины или железобетона.

    Данная процедура выполняется специальным оборудованием такого типа:

    • копровые молоты;
    • вибропогружатели;
    • сваевдавливающие установки.

    В создании фундамента могут использоваться сваи заводского и самостоятельного изготовления.

    Особенностью технологии является полное погружение изделий в грунт под воздействием высокой вертикальной нагрузки. Находящаяся под и вокруг столба субстанция уплотняется и обеспечивает его надежную фиксацию. Сваи отличаются большой прочностью, применяются в строительстве тяжелых высотных и многоэтажных сооружений промышленного масштаба.

    При работе забивного оборудования возникает громкий шум, сильная вибрация и смещение грунта. Это чревато частичным или полным разрушением находящихся рядом со строительной площадкой объектов недвижимости. Кроме этого, опорам требуются специальные условия хранения, чтобы не допустить их деформации.

    Расчет свай

    При расчете вида, количества и схемы расположения свай, учитываются следующие показатели:

    • общий вес здания с несущими конструкциями, отделкой, мебелью, сантехникой и бытовой техникой;
    • технические характеристики опор, их назначение и расчетная прочность;
    • характеристики грунта, где главной является его несущая способность.

    После сопоставления данных остается определить общую площадь необходимого давления на почву и соотнести ее с сечением одной опоры.

    Сфера применения свай ограничивается финансовой стороной вопроса и наличием на участке монолитных скальных образований. Системы данного типа применяются для обустройства фундаментов зданий, опор для мостов, ЛЭП, эстакад и прочих инженерных сооружений. Сваи отлично себя зарекомендовали при строительстве на пересеченной местности, на дне водоемов и в качестве укрепительных сооружений для неустойчивых склонов.

    Виды свай

    Виды свай по способу заглубления в грунт.

    По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

    а) забивные железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;

    б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;

    в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте, путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;

    г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;

    Виды свай по условиям взаимодействия с грунтом

    По условиям взаимодействия с грунтом сваи следует подразделять на сваи-стойки и висячие.

    К сваям-стойкам надлежит отнести сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, на малосжимаемые грунты.

    К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотным, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E > 50000 кПа (500 кг/см 2 ).

    Силы сопротивления грунтов, за исключением отрицательных (негативных) сил трения на боковой поверхности свай-стоек, в расчетах их несущей способности по грунту основания на сжимающую нагрузку не должны учитываться.

    К висячим сваям следует относить сваи всех видов, опирающихся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

    Отрицательными (негативными) силами трения называются силы, возникающие на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.

    Виды забивных свай

    Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и — оболочки диаметром 1м и более следует подразделять:

    а) по способу армирования — на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;

    б) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;

    в) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные);

    г) по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

    д) по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом, с плоским или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

    Сваи забивные с камуфлетной пятой устраивают путем забивки полых свай круглого сечения в нижней части с закрытым стальным полым наконечником с последующим заполнением полости сваи и наконечника бетонной смесью и устройством с помощью взрыва камуфлетной пяты в пределах наконечника. В проектах свайных фундаментов с применением забивных свай с камуфлетной пятой следует предусматривать указания о соблюдении требований правил производства буровзрывных работ, в том числе при определении допускаемых расстояний от существующих зданий и сооружений до места взрыва.

    Виды набивных и буровых свай по способу устройства

    Набивные сваи по способу устройства разделяются на:

    а) набивные, устраиваемые путем погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью;

    б) набивные виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем;

    в) набивные в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.

    Буровые сваи по способу устройства разделяются на:

    а) буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в пылевато-глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод — с закреплением стеной скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

    б) буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного вибросердечника;

    в) буронабивные с плотненным забоем, устраиваемым путем втрамбовывания в забой скважины щебня;

    г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом и заполнением скважин бетонной смесью;

    д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,25 м , устраиваемые путем нагнетания (инъекции) мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора в пробуренные скважины;

    е) сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;

    ж) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой тем, что после образования камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

    Обсадные трубы допускается оставлять в грунте только в случаях, когда исключена возможность применения других решений конструкций фундаментов (при устройстве буронабивных свай в пластах грунтов со скоростью фильтрационного потока более 200 м/сут., при применении буронабивных свай для закрепления действующих оползневых склонов и в других обоснованных случаях).

    При устройстве буронабивных свай в пылевато-глинистых грунтах для крепления стеной скважин допускается использовать избыточное давление воды.

    Забивные сваи: 1,2 — призматическая цельная с различными поперечными сечениями и составная; 3 — инъекционная; 4- камуфлетная; 5 — с верхним уширением; 6 — с забивным уширением; 7,8 — с различным расположением уширения; 9 — с забивным оголовком; 10 — с пустотой; 11,12 — с раскрывающимися лопастями; 16 — с конической полостью.

    Набивные сваи: 1 — цилиндрическая; 2 — коническая; 3 — с камуфлетным уширением; 4 — профилированная; 5 — корневидная; 6,7 — с одним уширением; 8 — буронабивной фундамент — столб; 9 — с многоярусными уширениями; 10 — комбинированная; 11 — многоярусная корневидная

    Материалы для изготовления свай

    Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона.

    Для забивных железобетонных свай с ненапрягаемой продольной арматурой, на которые отсутствуют государственные стандарты, а также для набивных и буровых свай необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой — не ниже В22,5.

    Железобетонные ростверки свайных фундаментов для всех зданий и сооружений следует проектировать из тяжелого бетона класса, не ниже: для сборных ростверков — В20; для монолитных — В15.

    Бетон для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков, а также оголовков свай при сборных ленточных ростверках следует предусматривать в соответствии с требованиями норм по проектированию железобетонных конструкций, предъявляемыми к бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь требованиями ГОСТ 19804.0, СП 63.13330.

    Деревянные сваи должны быть изготовлены из бревен хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты) диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м, соответствующих требованиям ГОСТ 9463.

    Основные типы свай

    При расчете и проектировании свайных фундаментов следует выполнять требования нормативных документов:

    Техническрго регламента о безопасности зданий и сооружений (ТР N 384-ФЗ) !

    Перечня N 985, утвержденного Постановлением 04.07.2020 N 985 — обязательный
    (действует с 1 августа 2020 года);

    Перечня N 687, утвержденного постановлением от 02.04.2020 N 687 — добровольный.

    Классификация свай

    При возникновении необходимости передачи давления сооружения на более плотные грунты, залегающие на некоторой глубине, рационально применение свайных фундаментов.

    Сваи предназначены для передачи давления сооружения на грунт основания. Группу свай, образующую свайный фундамент, поверху связывают жесткой конструкцией в виде балки (рандбалки) или плиты, называемой ростверком. Ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузок от конструкций сооружения на все сваи и препятствует горизонтальному перемещению верхней части свай.

    Ростверки бывают:

    — высокие — нижняя плоскость которых лежит выше поверхности грунта;
    — низкие — ростверки с заглубленной в грунт нижней плоскостью.

    Классификация свай

    а) по материалу:

    — деревянные;
    — бетонные;
    — железобетонные;
    — грунтовые;
    — стальные.

    б) по способу погружения:

    — забивные;
    — буровые и буронабивные;
    — винтовые;
    — вдавливаемые.

    в) по условиям взаимодействия с грунтом:

    — сваи-стойки (сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, — на малосжимаемые грунты);
    — висячие (сваи трения) (сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом).

    Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и сваи-оболочки диаметром 1 м и более следует подразделять:

    — по способу армирования — на сваи и сваи-оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) с поперечным армированием и без него;
    — по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;
    — по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные);
    — по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);
    — по конструкции нижнего конца — на сваи с заостренным или плоским нижним концом, или объемным уширением (булавовидные) и на полые сваи с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

    Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:

    — набивные, устраиваемые путем погружения (забивкой, вдавливанием или завинчиванием) инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком (наконечником) или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью, в том числе после устройства уширения из втрамбованной сухой бетонной смеси;
    — набивные виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закрепленным на ней вибропогружателем;

    — набивные в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.

    Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:

    — буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод — с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;

    — буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;

    — баретты — буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер или грунтовая фреза;

    — буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью;

    — буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси, а также устраиваемые полым шнеком;

    — буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, выполняемые с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (серией разрядов импульсов тока высокого напряжения — РИТ);

    — сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;

    — буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

    Железобетонные и бетонные сваи следует проектировать из тяжелого бетона по ГОСТ 26633.

    Для нестандартизованных забивных железобетонных свай, а также для набивных и буровых свай необходимо предусматривать бетон класса не ниже В15, для забивных железобетонных свай с напрягаемой арматурой — не ниже В22,5.

    Железобетонные ростверки свайных фундаментов следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже: для монолитных — В15, для сборных — В20.

    Расчет свайных фундаментов

    Расчет свайных фундаментов

    Общие положения расчета

    Расчет свайных фундаментов и их оснований должен быть выполнен в соответствии с ГОСТ 27751 по предельным состояниям:

    первой группы:

    а) по прочности материала свай и свайных ростверков;

    б) по несущей способности (предельному сопротивлению) грунта основания свай;

    в) по потере общей устойчивости оснований свайных фундаментов, если на них передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположено на откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающими слоями грунта. Этот расчет следует производить с учетом конструктивных мероприятий, предусмотренных для предотвращения смещения проектируемого фундамента;

    второй группы:

    а) по осадкам оснований свай и свайных фундаментов от вертикальных нагрузок (см. подраздел 7.4);

    б) по перемещениям свай совместно с грунтом оснований от действия горизонтальных нагрузок и моментов (см. приложение В);

    в) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций свайных фундаментов.

    При проектировании свайных фундаментов следует учитывать жесткость конструкций, объединяющих головы свай, что должно отражаться в расчетной модели. При этом при составлении расчетной модели должны также учитываться:

    — грунтовые условия площадки строительства;
    — гидрогеологический режим;
    — особенности устройства свай;
    — наличие шлама под нижним концом свай.

    Расчет свай, свайных фундаментов и их оснований по несущей способности необходимо выполнять на основные и особые сочетания нагрузок, по деформациям — на основные сочетания.

    Сваю в составе фундамента и одиночную по несущей способности грунта основания следует рассчитывать исходя из условия:

    где — расчетная нагрузка, передаваемая на сваю (продольное усилие, возникающее в ней от расчетных нагрузок, действующих на фундамент при наиболее невыгодном их сочетании);
    — несущая способность (предельное сопротивление) грунта основания одиночной сваи, называемая в дальнейшем несущей способностью сваи;
    — коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным 1 при односвайном фундаменте и 1,15 при кустовом расположении свай;
    — коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности;
    — коэффициент надежности по грунту:

    — 1,2 — если несущая способность сваи определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;
    — 1,25 — если несущая способность сваи определена расчетом по результатам статического зондирования грунта или по результатам динамических испытаний сваи, выполненных с учетом упругих деформаций грунта, а также по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или сваей-зондом;
    — 1,4 — если несущая способность сваи определена расчетом, в том числе по результатам динамических испытаний свай, выполненных без учета упругих деформаций грунта;
    — 1,4 (1,25) — для фундаментов опор мостов при низком ростверке, на висячих сваях (сваях трения) и сваях-стойках, а при высоком ростверке — только при сваях-стойках, воспринимающих сжимающую нагрузку независимо от числа свай в фундаменте.
    — для фундаментов опор мостов и для гидротехнических сооружений при высоком или низком ростверке, подошва которого опирается на сильносжимаемый грунт, и висячих сваях, воспринимающих сжимающую нагрузку, а также для любых сооружений при любом виде ростверка и висячих сваях и сваях-стойках, воспринимающих выдергивающую нагрузку, принимают в зависимости от числа свай в фундаменте:

    Виды свайных фундаментов

    Свайные фундаменты классифицируются по ряду признаков: материал изготовления свай, конструкция ростверка, форма сечения сваи, способ распределения нагрузки, расположение свай относительно друг друга, метод монтажа фундамента. Выбор каждой из разновидностей определяется особенностями грунта и характеристиками здания, для которого создается свайная конструкция.

    Тип ростверка

    Ростверк не является обязательной конструкцией – здание может опираться непосредственно на оголовки свай. Но его установка позволяет обеспечить фундаменту дополнительное укрепление.

    По местоположению ростверк может быть:

    • Висячим. Располагается над уровнем грунта на высоте 1-1.5 м. Висячие ростверки лучше всего подходят для небольших частных домов.
    • Заглубленным. Монтируется ниже нулевой отметки грунта на песчаную подушку.
    • Наземным. Находится на уровне поверхности.

    По способу установки ростверки подразделяются на:

    • Сборные. В большинстве своем представлены в виде стальных балок, скрепляемых сварным методом. Хорошо подходят для строительства зданий с небольшим сроком эксплуатации (беседки, веранды).
    • Сборно-монолитные. Состоят из деталей с «замочными» соединениями, которые в ходе монтажа собираются и скрепляются в монолитную конструкцию. Используются в строительстве многоэтажных домов и промышленных сооружений.
    • Монолитные. Являются единой конструкцией в виде замкнутой или незамкнутой ленты. Хорошо подходят для строительства жилых малоэтажных домов.

    Ростверки могут иметь деревянную опалубку или обходиться без нее. Подробнее об изготовлении опалубки читайте в отдельной статье: (здесь будет ссылка)

    Разновидности конструкций свай

    Сваи изготавливаются из таких материалов, как:

    • Железобетон. Самый распространенный вариант. Установка железобетонных фундаментов наиболее проста, так как предполагает использование бурового метода, при котором свайная конструкция создается непосредственно в грунте. Также возможна установка готовых железобетонных конструкций с винтовыми нарезками.
    • Металл. Металлические сваи представлены швеллерами, трубами, свариваемыми между собой рельсами и двутаврами. Они отличаются простотой установкой в грунт и используются там, где железобетонные конструкции монтировать невозможно. Основным недостатком таких свай является подверженность коррозии. Металлические трубы могут быть полыми, а могут заполняться бетонной смесью.
    • Дерево. В качестве сырья используются хвойные породы дерева или дуб. Деревянные сваи способны выдерживать нагрузку средней силы, как правило, они используются в условиях вечной мерзлоты, где процессы гниения существенно замедляются. В других регионах использование деревянных фундаментов ограниченно, так как воздействие влаги ускоряет их гниение и сокращает срок службы.

    Металлические винтовые сваи.

    Выделяются следующие формы сечения:

    • Квадратные.
    • Круглые полые и заполненные.
    • Прямоугольные.
    • Тавровые (в форме буквы «Т»).
    • Двутавровые (сходные по форме с буквой «Н»).

    Для укрепления конструкции опорные пяты свай расширяются, но возможен их монтаж без расширения. Опорные пяты могут быть:

    • Разбуриваемыми с долотом для уширения забоя.
    • Выпрессовываемыми.
    • Камуфлетными – пята расширяется с помощью химического или электрического взрыва.

    Выпрессовываемые и камуфлетные методы создания пят позволяют получить надежные опоры больших размеров, они применяются для строительства тяжелых промышленных и жилых зданий.

    Методы монтажа свайных фундаментов

    Забивание сваи в грунт с помощью спецтехники.

    Выделяются следующие способы погружения свай в грунт:

    1) Забивание. Этот способ предполагает использование вибропогружателей или больших молотов. Наконечнику сваи придается заостренная форма, а ее верхняя часть защищается стальным кольцом во избежание повреждения при вбивании. Такие работы невозможно проводить самостоятельно, требуется дорогое строительное оборудование, что делает метод малоприменимым в частном строительстве.

    2) Завинчивание. Это более простой способ, который предполагает использование свай с винтовыми нарезками. Винтовые сваи чаще всего изготавливаются из металла. Главным достоинством метода является возможность проводить работы самостоятельно – сваи вручную закручиваются в землю по аналогии с саморезами, также их можно закручивать с помощью электродрели с насадкой-мультипликатором.

    3) Бурение. В земле формируется скважина, которая заливается бетоном, затем проводится его армирование. Перед заливкой бетоном буровое отверстие уплотняется вибратором. Недостатком метода является необходимость выполнения земляных работ, но неглубокую скважину можно пробурить самостоятельно с помощью простого оборудования. Основным достоинством способа является низкая вероятность повреждения конструкции и возможность дополнительного укрепления опорной пяты.

    Использование самоходной буровой машины.

    Существуют два способа сцепления свай с грунтом: опорный и висячий. Опорные сваи удерживаются за счет давления пяты на землю, они отличаются надежностью и низкой вероятностью просадки в условиях несжимаемого грунта (крупнообломочные, твердые).

    Висячие сваи удерживаются за счет трения своих боковых граней с землей, что обеспечивается наличием нарезок и насечек на них. Висячие конструкции используются, если грунт обладает достаточной сжимаемостью для возникновения трения между боковыми гранями и землей, а прочные слои грунта залегают слишком глубоко, чтобы на них можно было опереть пяту сваи.

    Расположение свай относительно друг друга определяет форму конструкции фундамента:

    • Одиночные сваи забиваются на расстоянии 1-1.5 м друг от друга.
    • Свайное поле предполагает равномерную установку конструкций по всей площади фундамента с последующим монтажом общего ростверка. Такие поля монтируются для тяжелых и больших промышленных зданий.
    • Групповые сваи концентрируются только в определенных участках здания, где на фундамент приходится наибольшая нагрузка.
    • Свайная сеть предполагает дополнительное укрепление конструкций балками, устанавливаемыми между основными сваями.

    Бетонные сваи в грунте.

    Разнообразие свайных фундаментов отличается своей шириной. Можно выбрать конструкции, подходящие практически для любых зданий, типов грунта и климатических условий. Но определенные разновидности фундаментов имеют конструктивные ограничения, не позволяющие проводить их самостоятельную установку в сфере частного строительства.

    Виды свайного фундамента по материалу

    Свайный фундамент – это совокупность свай, выполненных из железобетона, металла, дерева погруженные определенным образом в грунт и связанные между собой ростверком, монолитной плитой либо мауэрлатом и которые служат основанием для стен дома.

    Выделяют виды свайного фундамента по разным классификациям. В этой статье мы рассмотрим какие бывают сваи в зависимости от используемого материала для изготовления сваи.

    Виды свайного фундамента по материалу (виды свай):

    Железобетонные сваи:

    представляет собой напряженную арматуру в заводских изделиях, ненапрягаемая при заливке в скважину. Данный вариант, более целесообразен и практичен для индивидуального строительства, в связи с тем что дает возможность изготовить сваю любого диаметра прямо в грунте, без привлечения дорогого оборудования. Такие сваи так же могут уже в готовом виде доставляться на объект строительства, они квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Часто используются винтовые железобетонные сваи. Сваи из железобетона могут быть как сплошными, так и полыми;

    Стальные сваи:

    это сваи изготовленные из стали, круглого сечения. Могут иметь разную конструкцию. Зачастую это труба из стали от 8 до 12 мм, но используются и опоры коробчатого сечения. С целью усиления стальные сваи после установки заливаются бетоном. Если свая большого диаметра, то ее устанавливают используя механизированное оборудование. Благодаря своей конструкции, а именно элементу резьбы у основания, она прочно фиксируется в грунте и может переносить значительные нагрузки. Популярными на сегодняшний день являются винтовые сваи, в виде сверла или трубы, снабженной шнековой навивкой. Недостатком такой сваи является то, что она подвержена коррозии достаточно не дешевая, но вместе с тем все равно является прочной и долговечной опорой строения.

    Деревянные сваи:

    это сваи выполненные из твердых пород дерева с использованием антисептирования. Популярными породами древесины для такого вида свайного фундамента являются сосна и ель, однако используют и лиственничные, дубовые и кедровые породы древесины. Основными недостатками такой сваи является малая прочность и подверженность гниению. Достоинством такого материала является низкая цена, доступность материала. Представляет собой деревянную сваю диаметром не менее 180 мм и максимальной длинной 16 м. В настоящее время применяется довольно редко

    Бутобетонные сваи:

    это сваи, которые устанавливаются на месте путем укладки бетона в смеси с бутовым камнем. Это короткие сваи до трех метров. Использование бутового камня дает возможность увеличить прочность сваи и уменьшить расхода бетона. Целесообразной областью применения фундаментов из бутобетонных свай являются твердые, полутвердые и тугопластичные глинистые грунты это – супеси, суглинки, глины.

    Свайный фундамент применяется как в малоэтажной застройке, так и при строительстве многоэтажных массивных строений. На каждом конкретном строительном объекте тот или иной вид сваи найдет свое применение.

    Виды свайных фундаментов, их применение. Конструкции свай, применяемых в промышленном и гражданском строительстве. Общая классификация свай, забивные и набивные сваи.

    Свайный фундамент — не что иное, как комплекс свай, соединенных в единую конструкцию, передающую нагрузку от здания на основание.

    Функция свай – передать нагрузки от дома или строения на основание (грунт).

    Различают следующие виды свайных фундаментов:

    1) одиночные сваи применяют под легкие сооружения в качестве опор (теплицы, склады), когда несущей способности одной сваи достаточно для передачи нагрузки на грунт.2)группы свай (свайный куст), устраивают под колонны или отдельные опоры конструкций, передающие значительные вертикальные нагрузки3)ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции. Сваи в таком фундаменте располагаются в один или несколько слоев.4) сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане. Сваи располагаются в определенном порядке под всем сооружением

    Сваи представляют собой погруженные в грунт или изготовленные в грунте стержни, передающие нагрузки от сооружения на более плотные слои грунта. В практике строительства известно более 150 видов свай, которые классифицируются:

    по материалу: железобетонные, бетонные, деревянные, металлические;

    по способу изготовления:

    а) забивные железобетонные, стальные, деревянные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств;

    б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполненные частично или полностью бетонной смесью;

    в) набивные бетонные и железобетонные, песко- и грунтобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта;

    г) буровые железобетонные, бетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин грунтовой смесью

    Устройство различных видов свай

    Забивные железобетонные сваи (в поперечном сечении до 0,8 м включительно) и сваи-оболочки (диаметром от 1 м) могут быть устроены следующим образом:

    способ армирования — с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием; предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой с поперечным армированием и без него;

    форма поперечного сечения — квадратная, прямоугольная, тавровая и двутавровая, квадратная с круглой полостью, полая круглого сечения;

    конструктивные особенности — цельные или составные из отдельных секций;

    Устройство набивных свай:набивные сваи – устраивают погружением инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком или бетонной пробкой. Достоинства набивных свай: экономия материалов; возможность изготовления свай любой длины; возможность производства работ вблизи зданий и сооружений, поскольку отсутствуют значительные динамические воздействия при устройстве сваи; применимость в стесненных условиях; применимость при усилении существующих фундаментов.

    Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. Их изготавливают бетонными, ж/б и грунтовыми, возможно устройство свай с уширенной пятой. Способ устройства свай: в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты (песчаные).

    Разновидности набивных свай – буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные, вибронабивные, песчаные и грунтобетонные.

    Длина свай достигает 20…30 м придиаметре 50. 150 см. Сваи, изготовляемые с применением установок фирм Като, Беното, Либхер могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

    Расчет центрально нагруженных ленточных свайных фундаментов. Определение числа рядов, шага свай и размеров ростверка. Расчет свайных центрально нагруженных фундаментов под отдельные опоры (стойки, колонны).

    для центрально нагруженного фундамента —

    N = Nl /n

    Необходимое количество свай в грунте определяется по формуле

    Требуемое количество свай в фундаменте определяем исходя из предположения, что ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки на сваи, расположенные под зданием

    Определяем минимальный шаг забивки (при максимальной расчетной нагрузке на 1 м длины фундамента):

    ɭp =

    — N расчетная нагрузка на сваю, кН;

    Nol1 расчетная нагрузка на 1 м длины фундамента, кН/пог.м.

    Размеры железобетонного ростверка проверяют из расчета на продавливание колонной или сваей на изгиб при значительном развитии в плане в соответствии с нормами на проектирование бетонных и железобетонных конструкций. Проверку фактической нагрузки, приходящейся на каждую сваю, производят по формуле

    где Nd — расчетная нагрузка на фундамент; Nроств, Nгр — расчетные нагрузки соответственно от веса ростверка и грунта на его обрезах; n-количество свай. При этом должно соблюдаться условие N>Ncb

    Глубину заложения подошвы ростверка выбирают, сообра­зуясь с особенностями сооружения.

    Тип и вид свай выбирают, исходя из характера напласто­вания грунтов, в зависимости от оборудования и опыта устрой­ства свайных фундаментов, имеющегося у строительной органи­зации.

    Размеры свай также выбирают с учетом характера напла­стования грунтов.

    Число свай в фундаменте устанавливают исходя из допуще­ния, что ростверк осуществляет равномерное распределение на­грузки на свайный куст или свайный ряд под стену. Расчет ве­дут по первой группе предельных состояний.

    где γk— коэффициент надежности, принимаемый равным 1,2 при статиче­ских испытаниях свай, 1,25 — при статическом зондировании, испытании эта­лонной сваи и динамическом испытании с учетом упругих деформаций и 1,4 — при определении Fd расчетом или динамическим методом без учета упругих деформаций; No — расчетная нагрузка, действующая по обрезу фун­дамента; a —шаг свай; d — глубина заложения подошвы ростверка; γm — средний удельный вес материала ростверка, фундамента и грунта.

    Зная число свай, их размещают в плане и конструируют ростверк. В центрально нагруженном свайном фундаменте сваи располагают рядами или в шахматном порядке.

    Ростверк (обычно железобетонный) рассчитывают на продавливание колонной или сваей и на изгиб (при значительном его развитии в плане) в соответствии с расчетом фундаментов пo нормам на железобетонные конструкции.

    Сваи, работающие только на сжатие, заделывают в рост­верке обычно на глубину 5. 10 см. Сборные ростверки при воз­можности контроля допускается устанавливать непосредственно на головы свай на растворе. Сваи, работающие на выдергива­ние или изгиб, следует прочно заделывать в ростверк. Для этого бетон головы свай разбивают и обнаженную арматуру заделывают в ростверк.

    Проектирование свайных фундаментов. Определение числа свай и схемы их размещения в общем случае действия нагрузок. Условия прочности, устойчивости и деформативности, которым должен удовлетворять запроектированный фундамент.

    Свайные фундаменты рационально применять если: верхняя часть основания представлена грунтами с неудовлетворительными строительными свойствами; на основание передаются значительные нагрузки; св. фунд. является оптимальным из всех возможных вариантов фундаментов в рассматриваемых местных условиях для проектируемого здания. Основными исходными данными для проектирования св. фунд. явл. Местные условия: инженерно-геологические, гидрогеологические, геодезические и гидрометеорологические, а также технические возможности местных строит. Организаций, расположение проектируемого здания относительно существующих объектов и т.д. Учитываются технологическое назначение здания и его конструктивная схема, в частности, размеры, материалы, планово-высотные привязки конструкций, под которые проектируются фундаменты, значения нагрузок в уровне обреза ростверка или в уровне планировки поверхности. Наиболее часто в промышленно-гражданском строительстве применяют забивные, набивные и буронабивные железобетонные сваи. Набивные и буронабивные сваи в отличие от забивных требуют меньшего расходов стали и бетонируются в скважинах без опалубки. Их целесообразно применять в сухих связных грунтах, при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на площадках с неровной кровлей залегания несущего слоя грунта, а также при производстве работ вблизи существующих зданий и сооруж. Наиболее экономичными среди набивных и буронабивных свай являются сваи, при устройстве которых происходит уплотнение грунта. Применение буронабивных свай по сравнению с забивными в водонасыщенных грунтах в большинстве случаев экономически нецелесообразно. Забивные сваи явл. Более индустриальными, и параметры их погружения легче поддаются строгому контролю.

    Ориентировочно количество свай в кусте определяется по формуле

    где γk– коэффициент надежности, γk= 0,8÷1,4 (при определении несущей способности сваи расчетомγk= 1,4); N0I – расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент, кН; Fd – несущая способность сваи, кН; А´– площадь ростверка, приходящаяся на одну сваю, принимаемая равной 0,9÷1,2 м 2 ; 42 γk– усредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м 3 .

    Если количество свай в кусте n, рассчитанное по формуле (2.16), не превышает 8– 10 шт., то проектируют ростверк. Если же n больше 10, то необходимо увеличить сечение сваи или их длину. При этом длину забивных свай не следует принимать более 10–12 м в связи со сложностью забивки ихна большую глубину. Минимальное расстояние, а между осями висячих свай должно быть a≥3d, где d – диаметр круглого или сторона квадратного сечения сваи. Для свай стоек а≥1,5d. Расстояние в свету между стволами буровых, набивных свай и свай столбов должно быть не менее 1 м. Расстояние в свету между уширениями при устройстве их в твердых и полутвердыхпылевато-глинистыхгрунтах – 0,5 м, в другихнескальныхгрунтах –1 м. Ориентировочно расстояние от края ростверка до внешней стороны вертикально нагруженной сваи при свободной заделке ее в ростверк принимается при размещении свай: однорядном – не менее 0,2d+5 см; двух– и трехрядном 0,3d+5 см и при большем количестве рядов 0,4d+5 см. По конструктивным соображениям высота ростверка должна быть равна ho+0,25 м, но не менее 0,3 м (ho– величина заделки сваи, м).

    Шаг свай в ленточном ростверке определяется по формуле

    После определения размеров ростверка уточняют фактическую нагрузку на сваю и при необходимости корректируют параметры свайного фундамента. При проектировании ростверков необходимо стремиться к тому, чтобы нагрузка F, допускаемая на сваю, была равна расчетной нагрузке на сваю или недогрузка не превышала на 5–10%. При внецентренном загружении допускается, чтобы расчетная нагрузка на сваю, превышала нагрузку, допускаемую на сваю F, на 20%.

    Основания должны рассчитываться по двум группам предельных состояний: первой — по несущей способности и второй — по деформациям. К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные деформации основания и т.п.). Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

    Какие бывают виды свайных фундаментов + какой из них лучше всего подходит для частного строительства

    01.12.2018 123 Просмотров

    Надежность фундамента в равной степени зависит от его конструкции, используемых материалов и качества работы.

    Но существует еще один важный фактор, влияющий на несущую способность основания — грунт. От его плотности, устойчивости и состава зависит, насколько прочно фундамент опирается на подстилающие слои.

    Если грунт рыхлый или жидкий, то приходится использовать специальные виды опорных конструкций, одним из которых является свайный фундамент.

    Он позволяет создавать прочные основания в самых сложных условиях, на неустойчивых и ненадежных грунтах.

    Что такое свайный фундамент

    Свайный фундамент представляет собой систему вертикальных опор, погруженных в грунт до уровня полного контакта с плотными слоями. Используется при строительстве в заболоченных местностях, на торфяниках, рыхлых песках и прочих неустойчивых грунтах.

    Сваи погружаются в грунт, а верхняя часть по периметру обвязывается ростверком — неким аналогом ленточного основания, образующим непосредственную опору для несущих стен.

    Ростверк может располагаться над поверхностью грунта, находиться вровень с ним или быть погруженным на определенную глубину.

    При этом, непосредственную опору на грунт имеют только сваи, а ростверк лишь передает им нагрузку от веса дома, не опираясь на грунт самостоятельно.

    Виды свай по принципу работы

    По типу передачи нагрузки на опорные слои грунта существует два вида свай:

    • Висячие. Опора образуется из-за сопротивления грунта, прилагаемого к боковым поверхностям и заостренным торцам сваи. Глубина погружения относительно мала.
    • Сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления полного контакта с плотными несжимаемыми слоями грунта. Глубина погружения может достигать существенных значений.

    Висячие сваи имеют меньшую несущую способность, поскольку в основе их работы лежит сила трения. При изменениях в составе грунта (повышение уровня грунтовых вод), сила сцепления боковых поверхностей ослабевает и опора становится менее устойчивой к оседаниям.

    Сваи-стойки обладают высокими несущими способностями, которые не меняются при изменениях состояния верхних слоев грунта. При этом, глубина погружения может доходить до 20 м, что требует использования мощной строительной техники.

    По методу изготовления ствола

    Существует несколько вариантов изготовления ствола сваи:

    • Монолитные. Представляют собой ствол из сплошного массива материала (деревянные, железобетонные).
    • Полые (оболочечные). Представляют собой род трубы, заполняемой различными материалами для увеличения несущей способности, или оставляемой пустой.

    В свою очередь, полые сваи бывают:

    • Ненаполняемые. Погружаются в грунт без дополнительных действий. Используются в ситуациях, когда толщины стенок достаточно для создания необходимой несущей способности.
    • Трубобетонные. После погружения наружная труба заполняется бетонным составом для увеличения прочности.
    • Оболочечная свая. Несущей способности не имеет, представляет собой форму для заливки бетона.
    • Временная оболочка. Представляет собой перемещаемую трубу, которая после заливки бетона передвигается на новое место.
    • Безоболочечная конструкция. Заливка бетона производится непосредственно в скважину. Допускается при соответствующем составе и состоянии грунта.

    Одним из наиболее распространенных видов полых опор являются буронабивные сваи, широко применяющиеся в строительстве из-за отсутствия необходимости использовать строительный копр для забивки.

    Они позволяют производить строительные работы неподалеку от эксплуатируемых построек и не создают опасности для их состояния.

    Типы по материалу изготовления

    Материалом для изготовления свай могут служить:

    Древесина

    Традиционный вид, появившийся много веков назад, но до сих пор применяющийся в строительстве. Массивные и тяжелые постройки на деревянных сваях больше не строят, но для легких вспомогательных строений этот материал используется довольно часто.

    Используются как бревна, так и брус. Нередко возникает ситуация, когда по условиям строительства требуются сваи большей толщины, чем это позволяют размеры произрастающих в регионе пород деревьев. В таких случаях производят пакетное сращивание нескольких брусьев, дающее нужную толщину и длину столбов.

    Оптимальными условиями использования деревянных свай являются постоянно влажные грунты. Если вода то появляется, то исчезает, древесина начинает гнить и сваю придется менять.

    Изготавливают из разных пород деревьев, преимущественно хвойных, но при преобладании в регионе лиственных пород, сваи изготавливают из них.

    Основным способом погружения деревянных свай является забивание с помощью строительного копра. Для защиты верхней части используется специальный оголовок, предохраняющий материал от расщепления или расклепывания.

    Перед погружением матекриал грунтуют специальным составом, защищающим от внешних воздействий разного типа.

    Металл

    В качестве свай используются готовые металлические изделия. В их число входят трубы, диаметр которых составляет от 26 см и более. Исключением являются винтовые сваи, диаметры которых намного меньше.

    Кроме труб могут быть использованы двутавры, швеллеры и прочие прокатные профили соответствующего размера. Погружение труб производится в закрытом и открытом виде. Для закрытого погружения на нижний торец приваривается конусный металлический наконечник, облегчающий проход ствола сквозь слои грунта.

    Открытое погружение производят свободным торцом трубы. В отверстие проникает грунт, образуя твердую пробку в нижнем конце полости сваи. Она уплотняет нижние участки при погружении, которые начинают выполнять функцию наконечника.

    Отдельным видом металлических опор являются винтовые сваи. Они изготавливаются специально, имеют вид трубы с конусным наконечником. на небольшом расстоянии от него привариваются две или три пары лопастей.

    Погружение такой сваи напоминает процесс завинчивания шурупа. Винтовые сваи можно погружать с помощью строительной техники или вручную. Для этого на верхней части устанавливается ворот и производится вращение, из-за которого свая уходит под землю.

    Таким образом можно работать в непосредственной близости от жилых или вспомогательных построек, не принося им никакого вреда.

    Бетон

    Железобетонные сваи являются наиболее распространенным вариантом. Они изготавливаются специально в стандартных типоразмерах или заливаются в подготовленную скважину непосредственно на строительной площадке.

    Готовые сваи представляют собой наиболее прочную опору, обладающую напряженной арматурой. Такие стволы имеют максимальную устойчивость к боковым нагрузкам, обычным для влажных пучинистых грунтов.

    Литые сваи обходятся намного дешевле, но монтаж занимает большое время, необходимое для набора бетоном конструкционной прочности. Готовые сваи представляют собой балки квадратного сечения со стороной от 20 до 40 см с заостренным рабочим концом.

    Для погружения на глубины, превышающие 12 м, используются сборные сваи, имеющие форму труб с толщиной стенок от 4 см.

    Они погружаются в грунт, соединяясь по длине до набора нужной глубины.

    Разновидности по способу погружения

    Погружение свай производится разными способами:

    • Вдавливание.
    • Литье.
    • Завинчивание.

    Рассмотрим их внимательнее:

    Вдавливание

    Технический термин, обозначающий забивание свай с помощью копра или молота. Производится при помощи специализированной техники.

    Технология достаточно надежная и производительная, обеспечивает погружение на большие глубины.

    Недостатком является сильная вибрация грунта, отрицательно сказывающаяся на ближних постройках.

    Литье

    Технология состоит в бурении скважины на всю глубину погружения сваи. После этого в нее устанавливают опалубку (трубу из полиэтилена или рубероида), погружают армирующий каркас. Затем производится заливка бетона.

    Готовая свая выдерживается положенное время для набора конструкционной прочности.

    Завинчивание

    Эта процедура используется при установке винтовых свай. Работа выполняется достаточно быстро. Преимуществом этого вида является возможность выполнить работу вручную, без привлечения строительной техники.

    При завинчивании необходимо сразу выравнивать положение ствола по вертикали.

    Реверс таких опор при монтаже противопоказан, так как он нарушает прочность сцепления лопастей с грунтом.

    Какая классификация лучше всего подходит для частного строительства?

    Выбор наиболее подходящего типа свай производится на стадии проектирования. Он определяется параметрами постройки — весом, этажностью, используемым материалом. Кроме того, учитывается тип грунта, условия работы, наличие поблизости построек и прочие факторы.

    Сопоставляя имеющиеся исходные данные, приходят к выбору наиболее удобного, эффективного и безопасного вида свай. Обычно предпочтение отдается буронабивным (литым) сваям, которые не нуждаются в забивании и не наносят урон ближайшим зданиям и сооружениям.

    В последнее время активно используются винтовые сваи, позволяющие строиться без предварительных земляных работ (допускаются работы на неровном рельефе).

    Полезное видео

    В данном видео вы узнаете, какие бывают виды свай:

    Заключение

    Свайные типы фундамента обладают большим разнообразием способов реализации. Сложные или слабонесущие грунты, которые на территории России встречаются очень часто, вынудили инженеров-строителей разработать массу вариантов технологии, с использованием различных типов свай.

    Основной особенностью методики является наличие разнообразных способов погружения и создания свайного поля, позволяющих как строить самостоятельные опорные конструкции, так и усиливать уже имеющиеся фундаменты.

    Свайный фундамент часто становится единственным вариантом конструкции основания, позволяющий строить многоэтажные и тяжелые дома.

    Наряду с ленточным типом, сваи являются одним из наиболее распространенных и востребованных видов опорных конструкций.

    Читать еще:  Как сделать изоляцию трубы дымохода – проверенные и надёжные варианты
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector