Введение

Основным требованием при проектировании оснований и фундаментов является принятие такой конструкции и размеров фундамента, которые бы обеспечивали нормальную эксплуатацию зданий и сооружений, что достигается ограничением деформаций основания, обеспечением несущей способности и устойчивости грунтов основания.

В отличие от фундаментов мелкого заложения для свайных фундамен­тов основным является расчет по первой группе предельных состояний, а расчет по второй группе предельных состояний - проверочный. Работа сваи под нагрузкой близкой к ее несущей способности "по грунту" недопустима, т.к. здание получит недопустимые для нормальной эксплуатации деформации. Предвари­тельно необходимо определять несущую способность сваи по материалу (проч­ность ствола сваи).

На практике за исходную для расчета несущую способность принимают величину, при которой осадка достигает некоторой, наперед заданной, доли предельной осадки для проектируемого здания или сооружения.

Существует несколько способов определения несущей способности свай, имеющих разную степень достоверности :

• Испытания свай статической нагрузкой - наиболее достоверный, но трудоемкий и дорогостоящий метод.

• Определение несущей способности свай по результатам статическо­го зондирования грунтов основания - имеет погрешность в определении несущей способности около 5-20 %. Метод более информативен, т.к. позво­ляет определять несущую способность свай различной длины и поперечного сечения и значительно дешевле испытаний статической нагрузкой.

• Определение несущей способности по результатам динамических испытаний свай - метод используется как контрольный, подтверждающий правильность принятого проектного решения, в особенности при изменчи­вости инженерно-геологических условий на площадке строительства.

• Аналитический метод СНиП 2.02.03-85 - характеризуется невысокой точностью определения несущей способности сваи (погрешность до 50 %) и поэтому используется для предварительных расчетов свайных фундаментов и для окончательных расчетов - для неответственных зданий и сооружений. Полученное аналитическим путем значение несущей способности сваи ис­пользуется на первой стадии расчетов и в дальнейшем уточняется по ре­зультатам полевых исследований.

Свайные фундаменты классифицируются по материалу, способу изго­товления, характеру работы и др. признакам. Наиболее распространенными яв­ляются свайные фундаменты из забивных призматических железобетонных свай.

1. Основные виды свай и область их рационального применения

Область применения забивных железобетонных свай (ГОСТ 19804.0-78)

Таблица 1

Наименование типа свай	Область применения свай
	по конструкции	по грунтовым условиям
	надфундаментной части	грунты, прорезаемые сваями	грунты под острием сваи
1	2	3	4
Цельные сваи сплошного квад­ратного сечения с ненапрягаемой арматурой с попе­речным армирова­нием.. Цельные и полые круглые сваи и сваи-оболочки	Для зданий и соору­жений	Все виды песчаных и глинистых грунтов, за исключением насып­ных и других грунтов с твердыми включе­ниями (камни, бетон и др.)	Все виды грунтов
Сваи квадратного сечения без попе­речного армирова­ния ствола	Для зданий и соору­жений в фундамен­тах которых: а) сваи погружены на всю глубину в грунт; б) сваи выступают над поверхностью грунта на высоту более 2 м и распо­ложены внутри по­мещения с положи­тельной расчетной температурой; в) на сваи не пере­даются растягиваю­щие усилия	а) пески средней плотности и рыхлые; б) супеси пластичные и текучие; в) суглинки и глины от тугопластичных до текучих; г) илы и торфы. Для цельных свай длиной до 9 м допус­кается прорезание прослоев толщиной до 0,5 м и других видов песчаных и глинистых грунтов.	Все виды грунтов, за исключением скальных и крупнообло­мочных. Цельные сваи длиной до 9 м допускает­ся опирать также на аргелиты, алевриты и алевролиты, дресвяные грунты
Сваи квадратного сечения с круглой полостью, состав­ные сваи сплошно­го квадратного сечения с попе­речным армирова­нием ствола	Для зданий и соору­жений кроме гидро­технических	Тоже	То же

Буронабивные сваи применяются при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, прорезке грунтов с твердыми включениями, на стес­ненных площадках, при строительстве вблизи существующих зданий и соору­жений. Наиболее целесообразно использование буронабивных свай при воз­можности их устройства без крепления стенок скважин.

Буронабивные сваи с уширением в нижней части применяются на площадках со сложными геологическими условиями, когда в основании залегает слой плотного грунта, в котором и устраивается уширение (различными спосо­бами), с целью повышения несущей способности свай. Подбором площади уширения можно добиться наиболее полного использования несущей способности материала ствола сваи.

Набивные сваи в пробитых скважинах применяют при значительных перепадах кровли несущего слоя и отличаются от буронабивных свай более вы­сокой степенью использования несущей способности грунтов основания.

По характеру работы в зависимости от сжимаемости грунтов, залегаю­щих под нижним концом свай различают сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи любого вида, передающие нагрузку нижним концом на практиче­ски несжимаемые грунты (см. СНиП 2.02.03-85) называются сваи-стойки. Си­лы трения грунта по боковой поверхности свай-стоек практически не развива­ются и в расчетах по несущей способности основания не учитываются. Длина свай-стоек определяется исходя из глубины заложения подошвы ростверка, кровли "несжимаемого" грунта, заделки свай в ростверк и величиной заглубле­ния в несущий слой грунта.

Сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты, под воздействием внешней нагрузки получают некоторую осадку и передают нагрузку на грунты не только нижним концом, но и боковой поверхностью. Такие сваи называются висячими сваями или сваями трения.

Нижние концы висячих свай следует опирать на плотные грунты осно­вания. Заглубление свай в несущий слой должно составлять не менее 0,5 м в песчаные и крупнообломочные грунты и не менее 1 м - в пылевато-глинистые. Минимальная длина свай при центральной нагрузке принимается не менее 2 м, при наличии горизонтальных нагрузок или моментов - не менее 3 м.

При проектировании свайных фундаментов следует стремиться к мак­симальному использованию несущей способности свай, обеспечению равнопрочности свай "по грунту" и "по материалу" свай с учетом требований техно­логии производства свайных работ.