8.4. Свайные фундаменты

Свайные фундаменты широко применяются в строительстве на слабых сильносжимаемых грунтах, а также при повышенной нагрузке на основание. Так, при строительстве зданий повышенной этажности и других, имеющих значительные нагрузки, свайные фундаменты применяются вместо обычных независимо от типа грунтов.

Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32-34%, на 40% по затратам бетона, на 80% по объему земляных работ.

Сваей называется стержень, погруженный в грунт и предназначенный для передачи грунту нагрузки от сооружения.

По материалу сваи бывают железобетонные, деревянные, бетонные, металлические, комбинированные, грунтовые.

В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, буроопускные, винтовые и сваи-оболочки.

Забивные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Железобетонные сваи могут быть сплошного сечения (квадратные и круглые) и полые – сваи-оболочки (d=800мм).

Сваевдавливающая машина

После погружения до отказа верх сваи срубается.

Набивная свая устраивается методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин. Нижняя часть скважины может быть расширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой). Этот метод эффективен при действии усилий выдерживания; на просадочных грунтах.

Буроопускные сваи отличает от набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между скважиной и сваей цементно-песчаным раствором.

Винтовые сваи могут быть со стальным или железобетонным наконечником, а также сваи с шарнирно-раскрывающимися упорами. Применяются, как правило, для возведения уникальных зданий со значительными горизонтальными нагрузками. Конструкция препятствует выдергиванию сваи и опрокидыванию фундамента.

В зависимости от свойств грунтов сваи могут передавать нагрузку от здания на практически несжимаемые грунты, опираясь на них нижними концами – сваи-стойки или передавать нагрузку боковыми поверхностями и нижним концом за счет сил трения – «висячие» сваи.

Рис. 18 Виды свай в зависимости от способа передачи нагрузок

Для равномерного распределения нагрузки в сжимаемых грунтах по верхним концам свай непосредственно на них или специально устраиваемые оголовки укладывают распределительные балки или плиты-ростверки, которые могут быть либо монолитными, либо сборными. Монолитные ростверки используются для кирпичных зданий, сборные - для крупнопанельных. В последнее время широкое применение получили безростверковые свайные фундаменты (для крупнопанельных зданий с небольшим шагом), плиты перекрытия и цокольные панели в этих случаях опирают на сборные оголовки свай.

Ростверки бывают высокие – нижняя плоскость расположена выше поверхности земли, и низкие – когда нижняя плоскость опирается на грунт или заглублена в него.

Свайные фундаменты в плане могут представлять собой:

- ленты с расположением свай в один или два ряда на расстоянии друг от друга 3d –8d (при передаче небольших нагрузок (для зданий средней и малой этажности) расстояние между сваями принимают 1,5-1,8м (8d)), где d – диаметр или сторона сваи;

- под опоры – одиночные сваи или расположенные кустом;

-в виде сплошного свайного поля – под тяжелые сооружения с равномерными нагрузками.

Сваи располагают обязательно под всеми углами здания и в точках пересечения осей стен.

При связных грунтах (глина, суглинок, супеси) под монолитным ростверком наружных стен укладывается подстилающий слой из примененных в отмостке материалов (шлак, щебень или крупнозернистый песок) толщиной от 0,2 м, а под ростверком внутренних стен – подготовка из тощего бетона, щебня или шлака толщиной 0,1 м.

Сопряжение ростверка со сваями допускается предусматривать как свободно опирающимся, так и жестким.

Достоинства:

• дают меньшую усадку,

• экономичны (снижают расход материалов, например, бетона на 40%),

• менее трудоемки (при их сооружении значительно уменьшается объем земляных работ),

• возможность сооружения на грунтах, обладающих низкой несущей способностью).

Рис. 19 Виды свай

а - поперечных: 1 - квадратная; 2 - квадратная с круглой полостью; 3 - круглая пустотелая; 4 - прямоугольная; 5 - швеллерная; 6 - двутавровая; б - продольных: 7 - призматическая; 8 - цилиндрическая; 9 - пирамидальная; 10 - трапецеидальная; 11 - ромбовидная; 12 - с уширенной пятой.

Рис. 20 Свайный фундамент с монолитным ростверком

Фото 2. Свайный фундамент из металлических труб

Рис.20 Свайный фундамент: варианты расстановка свай, сечение фундамента

доб в рис 20

Рис.21 Свайный фундамент под колонну

Рис. 22 Варианты устройства свайных фундаментов

При значительных уклонах или сложном рельефе местности, а также при высоком уровне грунтовых вод, здания ставят на комбинированный ленточно-свайный фундамент. При этом сваи заглубляются за глубину промерзания грунта.