IiiСвайные фундаменты

Свая –это элемент погруженный в грунт в готовом виде или изготовленный в грунте на 3 м и более.

3.1. Классификация свай и свайных фундаментов.

3.1.1. Типы свай.

Когда с поверхности залегают слабые грунты и передать нагрузку на естественное основание не представляется возможным, устраивают фундамент из свай, cваи-оболочки, оболочки.Все этиэлементы являются длинными стержнями погруженными в грунт в готовом виде или изготовленными в грунте. Они предназначены для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания.

По характеру передачи нагрузки на грунт различают:

а) сваи стойки.

б)висячие сваи.

Рис 3.1 Типы свай

Сваи стойки (рис3.1(а)) прорезают всю толщу слабых грунтов и опираются напрактическина несжимаемый грунт (скала, крупнообломочный материал). При действии силы N она не получает вертикального перемещения и на боковой поверхности не возникает сил трения. В связи с этим принято считать, что свая-стойка передает нагрузку нижним концом.И работает, как сжатый стержень в упругой среде.

Висячая свая окружена сжимающими грунтами со всех сторон, в том числе и при действии силы N.На боковой поверхности развиваются силы трения Fs, а под нижним концом сопротивление грунта Fp. Несущая способность сваи обозначается F_d=F_p+F_s

Типы свайных фундаментов, типы ростверков.

По характеру расположения сваи в плане различают

а) ленточный

б) свайный куст

в) сплошное свайное поле

Рис 3.2 типы свайных фундаментов

Чтобы сваи работали одновременно, их поверху объединяют ж\б-ой плитой или балкойназываемый ростверком.

Ростверк не только распределяет нагрузку, но и обеспечивает равномерность осадки.

Различают:

1. Низкий свайный ростверк

2. Повышенный

3. Высокий

Ленточные фундаменты применяют под стены содна,двух, трех рядным расположением свай.

Свайные кусты – это группы свай под один несущий элемент (например под колонну). Минимальноечисло свай в кусте 3. Разрешается проектомсвайный куст из двух свай, но при этом должен отсутствовать момент относительно оси, проходящей ч\з обе сваи.

Сплошное свайное поле устанавливают под малое в плане сооружение или здание.

По некоторой сетки от 3 до 6d забивают сваи, объединяют ростверком и на это свайное поле передается вся нагрузка (от стен, колонн, оборудования).

3.1.3. Конструкции предварительно изготовленных свай. (сваи, погружаемые в грунт в готовом виде).

По материалу различают сваи:1)деревянные,2)ж\б, 3)металлические, 4)комбинированные.

1) Древянные–достоинства:

-малая масса.

-достаточно высокая прочность

-простота изготовления

Для их погружения не требуется тяжелого сваебойного оборудования. Погружаются молотом или вибропогружением.

Недостатком является гниение древесиныв районах переменной влажности. В постоянных сооружениях верх сваи должен быть ниже уровня грунтовых вод на 0,5 м ( в воде сваи стоят веками)

Для изготовления свай используют древесину хвойных пород (сосна, ель лиственница)

Для удобств погружения, нижний конец заостряют.

Ø18-40 см; длина 4,5-16м

Торец сваи должен быть строго вертикален к оси.

На голову сваи одевают металлическое кольцо– бугель.

Он предохраняет сваю при забивки (металлический колпак).

Если по расчету одной сваи не достаточно устраивают из 3-4 свай которые называют пакет.

пакет

Стыки бревен перекрывают металлическими прокладками в разбежку. Сплачивают бревна болтами (большой расход металла)

Клееные сваи выполняют из досок 35-50мм

2. Ж\Б сваи лишены недостатков присущих деревянным сваям.

Марка: B15; B20;B20.5: AII Ø12-32мм

Рабочая продольная арматура ставится из расчета работы сваи на изгиб от монтажных моментов при подъеме сваи за 1 петлю

Монтажные петли при подъеме сваи за 1 петлю накопер и при складировании и транспортировании ставят из условия равенства изгибающих моментов на опоре и пролете.

По типу поперечного сечения различают:

1)полнотелые квадратные

2)пустотелые с круглым отверстием

3) круглые, прямоугольные, швеллерные, двутавровые

По форме продольного размера:

а) пирамидные (призматические)

б) ромбовидные

в) с уширенной пятой

г) трапецеидальные

По способу армирования:

а) с обычной арматурой

б) с предварительно напряженной

в) с поперечным армированием и без него

По конструктивным особенностям сваи делятся на:

а) цельные

б) составные (соединения:болтовое, сварное, клееное)

3) Металлические сваи:

рис3.4 металлическая свая “ввинчиваемая”

4)Комбинированные сваи - нижняя часть может быть выполнена из дерева на 0,5м ниже УГВ, а верхняя часть из ж\б или бетона.

Квадратные полнотелые выпускают:

От 0,2x0,2 до 0,4x0,4м. ; длиной от 3 до 16м.

Квадратные пустотелые выпускают от 0,25х0,25 до0,4х0,4 м; длиной 3м-они позволяют экономить бетон на 30-40% а арматуры на 40-60% .Но область их применения ограничена – вдавливающей нагрузкой до 500 кН и горизонтальной нагрузкой до 15 кН.

Круглые пустотелые в зависимости от диаметра; 0,8-1,2 сваи оболочки ; оболочки >1,2;

Прямоугольные полнотелые выпускают:

0,25x0,35м; длиной 12 м.

Швеллерные и двутавровые изготавливают по индивидуальным проектам

Пирамидные и трапецеидальные, используют как висячие.

Ромбовидные сваи используют в грунтах пучинистых, заглубляя уширенную часть ниже границы промерзания.

С уширенной пятой сваи используют в грунтах насыщенных водой с прорезкой этих грунтов, с заглублением уширенного концав плотный подстилающий слой.