Раздел 4. Фундаменты глубокого заложения

4.1.Виды фундаментов глубокого заложения. При больших сосредоточенных нагрузках, когда устройство ФМЗ в котловане невыполнимо или невыгодно, а сваи не обеспечивают необходимой НС, а также при строительстве тяжелых и чувствительных к неравномерным осадкам сооружений (массивные кузнечные молоты, крупные прессы, зданий и насосных станций и водозаборов, опоры мостов, заглубленные и подземные сооружения – гаражи, склады, емкости, глубокие колодцы и т.п.) стремятся передавать нагрузки на скальные или полускальные основания, т.е. малосжимаемые грунты. В ряде случаев при этом приходится прорезать значительную (несколько десятков метров) толщу слабых водонасыщенных грунтов.

Для этого прибегают к устройству ФГЗ. Их разделяют на следующие виды:

- Опускные колодцы;- Кессоны; - Тонкостенные оболочки; - Буровые опоры и фундаменты, возводимые методом «Стена в грунте»

4.2 Сваи-оболочки.

Тонкостенная оболочка представляет собой пустотелый цилиндр из обычного или предварительно напряженного ж/б. Они начали широко применяться только с появлением мощных вибропогружателей, позволяющих погружать в грунт элементы больших размеров.

Чтобы снизить объем укладываемого бетона или вообще исключить производство бетонных работ на строительной площадке, разработаны конструкции оболочек с утолщенными до 16…20 см стенками ­– усиленные оболочки.

Разновидностью усиленных оболочек являются оболочки с несущей диафрагмой. Диафрагма устраивается в нижней секции оболочки на высоте одного – двух ее диаметров и имеет центральное отверстие для извлечения грунта из ее полости при погружении (рис. 13.12б).

В нескальных грунтах увеличение несущей способности оболочки по грунту достигается устройством внизу уширенной плиты.

Достоинства тонкостенных оболочек:

• индустриальность их изготовления;

• высокая сборность и механизация всех работ;

• лучшее использование прочностных свойств материала фундамента.

Наиболее рационально тонкостенные оболочки применять при больших вертикальных и горизонтальных нагрузках. Такие сочетания нагрузок наиболее характерны для мостов, гидротехнических и портовых сооружений.

Буровые опоры представляют собой бетонные столбы, которые возводят путем укладки бетонной смеси в предварительно пробуренные скважины. Укладка бетонной смеси производится под защитой либо глинистого раствора, либо обсадных труб, извлекаемых при бетонировании.

Технология устройства буровых опор та же, что и буронабивных свай. По существу, они представляют собой буронабивные сваи большого сечения (d >80см).

Нижние концы буронабивных опор обязательно доводят до плотных грунтов, поэтому они работают как стойки. Иногда их делают с уширенной пятой.

Буровые опоры обладают значительной несущей способностью (≥1000т) и рассчитываются как сваи-стойки.

Сваи оболочки – это полые сваи замкнутого круглого сечения, с диаметром свыше 0,8 м. Такие сваи имеют открытые концы. Материал, из которого они изготавливаются – железобетон. В соответствии с официальными рекомендациями и стандартами, этот тип свай используется в тех случаях, когда требуется прорезка слабого грунта и обеспечение опоры на более плотный грунт любого типа (кроме сильно сжимаемых грунтов, таких, как илы, торфы и т.д.).

 Сваи оболочки – универсальный вариант для устройства фундамента для зданий и сооружений любого веса (в том числе транспортных сооружений, в гидростроительстве и т.д.), для строительства фундамента в условиях пучинистых грунтов, а также в сейсмоопасных регионах.

 Сваи такого типа экономичны. Их полое сечение позволяет экономить около 50% бетона по сравнению с использованием свай сплошного сечения.

 В случае, если строительство фундамента подразумевает использование буронабивных свай и при этом ведется в непростых с точки зрения геологии условиях, то целесообразно использование свай оболочек. Есть три варианта погружения свай в грунт:

• с выемкой грунта из полости сваи

• без выемки грунта

• погружение в скважины, пробуренные заранее.

 Первый способ применяется в тех случаях, когда погружение сваи ведется в прочный грунт с неоднородной структурой и твердыми включениями. Свая погружается методом вибропогружения, при этом грунт из полости удаляется специальным оборудованием.

 Второй способ оптимален при проходке слабых грунтов однородной структуры. Свая забивается в грунт или погружается с помощью вибрации, уплотняя при этом грунт в месте погружения.

 Способ погружения в пробуренные скважины также имеет ряд преимуществ. Свая оболочка в этом случае не испытывает серьезных напряжений. Она погружается в грунт при помощи специальной техники, затем с помощью вибрации сваи грунт вокруг нее и под ее подошвой уплотняется. В результате ее несущая способность заметно повышается.