6. Типы свай и виды свайных фундаментов

Сваей - погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания.

Отдельные сваи или группы свай, объединенные поверх распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент.

Ростверк воспринимает, распределяет и передает на сваи нагрузку от расположенного выше сооружения.

В зависимости от характера передачи нагрузки на грунт сваи: а) сваи-стойки;

б) висячие сваи (сваи трения)

К сваям-стойкам относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на практически несжимаемые или малосжимаемые грунты (крупнообломочные грунты с песчаным наполнителем, глины твердой консистенции). Такие сваи нагрузку передают через нижний конец. Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде, ее несущая способность определяется или прочностью материала сваи, или сопротивлением грунта под ее нижним концом:

К висячим сваям опирающиеся на сжимаемые грунты. Под действием продольной силы (N) свая дает осадку, достаточную для возникновения сил трения между боковой поверхностью сваи и грунтом. Несущая способность такой сваи определяется суммой сопротивления сил трения по ее боковой поверхности и грунта под острием:

По условиям изготовления сваи делятся на две группы:

*сваи, изготовляемые заранее

*сваи, изготовляемые на месте, в грунте.

По расположению свай в плане различают следующие виды свайных фундаментов:

1, одиночные сваи - под легкие сооружения, несущей способности одной сваи достаточно.

Рис.Схемы одиночной сваи и сваи-колонны

Сложность: необходимо точно забить (погрузить), отклонение от оси в плане у одиночных свай ±5 см, от вертикальной оси не более 5º.

2,1, свайный куст -под колонны или отдельные опоры конструкций, значительные вертикальные нагрузки

2,2 ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные. Сваи располагаются в один или несколько слоев.

2,3 сплошные свайные поля -под тяжелые сооружения башенного типа. Сваи располагаются в определенном порядке под всем сооружением.

В зависимости от материала:

1) деревянные (ниже уровня подземных вод).

Бревно с заостренным нижним концом. На верхний конец надевают бугель (стальное кольцо), защищает сваю от размочаливания оголовка во время забивки. На заостренном конце - стальной башмак.

+ простота изготовления и небольшой вес.

– малая несущая способность, трудность погружения в плотные грунты, опасность гниения. Ограниченное применение.

2,) стальные - из стальных труб d=0,2…0,8 м, прокатные профили.

Если после погружения в грунт свая заполняется бетоном - трубобетонная.

+ возможн наращивания сваркой по мере погружения .

– подверженность коррозии (для защиты: битумом или эпоксидными смолами).

Стальные сваи применять в сложных для забивки грунтовых условиях (включения валунов, гальки и т.п.) или в качестве ограждения котлованов.

3,) железобетонные подразделяют:

- по форме поперечного сечения – рис 11.4 (а, б, в – типовые)

- по форме продольного сечения – рис 11.5

- по способу армирования на сваи:

1) с ненапрягаемой арматурой и с предварительно напряженной продольной арматурой

2) с поперечным армированием и без него

- по конструктивным особенностям – на сваи цельные и составные.

Рис.11.4. Сечения железобетонных свай:

а – квадратно, поперечное сечение 20х20, 25х25,30, 35, 40х40; б – квадратной с круглой полостью; в – полое цилиндрическое сечение; г – прямоугольной; д – тавровой; е – двутавровой; ж – швеллерной, треугольной, ..

Рис.11.5. Железобетонные сваи различного профиля:

а – призматические; б – цилиндрические; в ­– пирамидальные; г – трапецеидальные; д – ромбовидные; е – с уширенной пятой (булавовидные)

Рис.11.6. Конструкция железобетонных свай:

а – призматическая с поперечным армированием ствола; б – то же, без поперечного армирования ствола; в – то же, с круглой полостью; г – полая круглая; 1 – строповочная петля; 2 – арматурные сетки головы; 3 – продольная арматура; 4 – спираль острия; 5 – поперечная спиральная арматура

4,) комбинированные сваи – составные по длине из двух различных материалов. Чаще всего это комбинация деревянной части, которая помещается ниже уровня подземных вод, с бетонной или железобетонной частью.