16.2.6. Свайные фундаменты

Свайные фундаменты применяют при строительстве на слабых грунтах, когда достижение пригодного естественного основания экономически или технически не целесообразно из-за большой глубины его залегания. Основными элементами свайных фундаментов являются сваи, оголовки свай и ростверки (рис. 16.13).

Рис. 16.13. Свайные фундаменты (план и разрезы): 1 – свая; 2 – ростверк; 3 – фундаментные блоки; 4 – оголовок; 5 – стена; 6 – перекрытие

Сваи изготавливают из железобетона, бетона, металла и дерева. В зависимости от способа устройства сваи бывают забивными, набивными, буроопускными и винтовыми. Забивные железобетонные, металлические и деревянные сваи погружают в грунт с помощью силовых воздействий, например, с помощью сваезабивных копров. В поперечном сечении сваи имеют квадратную, прямоугольную, круглую сплошную или с внутренней полостью форму. Различают круглые обычные полые сваи диаметром до 800 мм и сваи-оболочки – диаметром более 800 мм. По длине сваи могут иметь неизменное сечение или форму усечённой пирамиды, конуса (рис. 16.14).

Рис. 16.14. Виды свай: 1–4 – бетонные и железобетонные сваи соответственно квадратные, полые, круглые и клинообразные; 5, 6 – набивные обычные сваи и сваи с уширенной пятой; 7, 8 – камуфлетные сваи; 9 – сваи с шарнирно-раскрывающимися упо-рами; 10 – свая-оболочка; 11 – свая в скважине; 12 – деревянная свая; 13 – винтовая свая

Набивные сваи получают при заполнении бетонной смесью заранее подготовленных бурением или продавливанием скважин. Нижняя часть скважин может быть уширена при бурении или мини-взрывом – сваи с уширенной камуфлетной пятой (см. рис. 16.14). Забивные сваи имеют длину 3 м и более с градаций через 0,5 м до длины 6 м и дальше через 1,0 м. Сваи длиной менее 7 м называются короткими. В зависимости от статической работы свай в грунте различают сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки проходят слабый грунт, входят острием в прочный грунт и передают на него нагрузку, а висячие сваи передают нагрузку на основание за счёт сил трения боковых поверхностей свай о грунт (рис. 16.15).

Рис. 16.15. Виды свайных фундаментов: а – сваи-стойки; б – висячие забивные сваи; в – висячие набивные сваи; 1 – забивные сваи; 2 – ростверк; 3 – набивные сваи

Буроопускные сваи устанавливаются в пробуренные скважины. Зазор между сваей и стенкой скважины заполняется, например, цементно-песчаным раствором, а в вечномёрзлых грунтах – грунтовым раствором. Винтовая свая ввинчивается в грунт заострённым концом с приваренной к нему по винтовой линии стальной полосой (см. рис. 16.14).

В зависимости от конструктивной схемы здания и несущей способности грунта сваи размещают в один ряд, в шахматном порядке, в два ряда и кустом (под колонны или технологическое оборудование). По верху сваи в рядах объединяются железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным (при крупноэлементном домостроении). Минимальное расстояние между сваями – 3 с, а максимальное – 8 с, где с – размер стороны или диаметра поперечного сечения сваи (рис. 16.16).

Рис. 16.16. Схемы размещения свай в фундаментах: а – однорядная; б – шахматная; в – двухрядная; г – куст свай под колонну; д – свайные ростверки; 1 – свая; 2 – сборный железобетонный ростверк; 3 – стена; 4 – арматурные выпуски из свай; 5 – щебёночная или бетонная подготовка; 6 – монолитный железобетонный ростверк; 7 – колонна; 8 – сборный железобетонный оголовок; 9 – бетон замоноличивания

В крупнопанельных зданиях высотой до 12-ти этажей с продольными и поперечными несущими стенами и узким шагом поперечных несущих стен и с перекрытиями из панелей на комнату могут применяться безростверковые свайные фундаменты (рис. 16.17).

Рис. 16.17. Безростверковый свайный фундамент смешанного типа: а – фрагмент разреза здания; б – фрагмент плана фундамента; в – крепление сваи в сборном железобетонном оголовке; 1 – оголовок; 2 – свая; 3 – цокольная панель; 4 – перекрытие над подпольем

В этом случае роль ростверка с наружной стороны выполняют цокольные панели, опирающиеся непосредственно на оголовки свай, а внутри роль ростверков выполняют плиты перекрытий над подпольем, опирающиеся на оголовки свай, которые внутри подполья своим верхом доходят до надподпольных панелей перекрытий.

Кроме смешанного варианта безростверкового свайного фундамента, представленного на рис. 16.17, применяют фундаменты с низкими и высокими оголовками свай. В первом случае панели стен, примыкающие к фундаменту, опирают непосредственно на оголовки свай, а во втором случае все оголовки свай располагают на уровне надподвального (или нижнего) перекрытия (рис. 16.18), выполняющего роль ростверка.

Рис. 16.18. Безростверковые фундаменты: а – расстановка свай при безростверковом решении свайных фундаментов; б – план перекрытий при безростверковом решении свайных фундаментов; в – безростверковый фундамент при низких оголовках; г – то же при высоких оголовках