35. Типы свай и свайных фундаментов

Сваей называется стержень, находящийся в грунте в вертикальном или наклонном положении и предназначенный для передачи грунту нагрузки от надфундаментной части сооружения.

Свая, находящаяся в грунте, воспринимает внешнюю нагрузку частично через боковую поверхность, а частично через острие (пяту).

1. Типы свай.

По своей работе сваи разделяются:

1. на висячие (сваи трения); f  R 2. сваи – стойки R>>f

Р

Р

R

f

R

f

Сваями – стойками называются сваи, которые передают нагрузку через острие на практически не сжимаемые грунты

Свайный фундамент – это группа свай, объединенная ростверком. Ростверк – бетонная или железобетонная плита, объединяющая головы свай.

Основными типами свайных фундаментов считаются:

· забивные – грунт предварительно не извлекается, изделие погружается с помощью различного рода молотов, погружателей и вдавливателей, зачастую с эффектом вибрации, применяются в основном сплошные сваи квадратного сечения;

· оболочечные конструкции, заглубляемый в грунт с помощью вибропогружателей и заполняемые бетонной смесью;

· набивные – изготавливаются по месту путем заливки бетонной смеси в предварительно созданную скважину, смесь уплотняется, вытесняя грунт, могут быть армированными или неармированными;

· винтовые – металлические элементы переменного сечения, чаще всего в виде винтовой поверхности.

36. Конструкция и область применения забивных деревянных, железобетонных и металлических свай.

Современные виды свай и столбов по способу устройства можно разделить на две основные группы:-забивные

-набивные

В первую группу входят сваи, погружаемые в готовом виде в грунт путем забивки, вибропогружения и вдавливания. К этой группе свай относят : деревянные, ж/б сплошного сечения, стальные из прокаточных профилей, а также ж/б и стальные оболочки без заполнения их внутренней полости бетоном.

Во вторую группу входят сваи и столбы, изготовляемые непосредственно в грунте на месте устройства фундамента.

ДЕРЕВЯННЫЕ СВАИ

Эти изделия изготавливают, как правило, из:

• ели или сосны;

• дуба;

• кедра;

• лиственницы или пихты.

Деревянные сваи могут быть:

1. цельными;

2. срощенными по длине до необходимого размера.

Длина цельных изделий может колебаться от 4,5 до 16 м. Срощенные бревна могут достигать в длину 20 —25 м. При этом диаметр в верхнем отрубе должен составлять от 18 см и более.

Длина заострения деревянных свай должна составлять 1,5-2 их диаметра(рис а). Если в грунте имеются препятствия, то заостренная часть защищается башмаком(рис б). Верхняя часть сваи защищается бугелем или наголовником(рис в).

Для увеличения размеров деревянных свай были созданы пакетные и клееные сваи(рис г-е)

Применение

Деревянные сваи не применяют в высотном строительстве, но за то, они пользуются популярностью при постройке коттеджей. Кроме того, их используют при возведении временных сооружений или небольших мостов и пр.

Монтаж осуществляется путем забивания, вдавливания, или вибрационным способом. Деревянные сваи трудно забиваются в к/з и гравелистые пески и почти не забиваются в гравий и гальку.

Недостатком деревянных свай является то, что они могут загнивать в зоне переменной влажности при расположении свай выше горизонта вод.

М ЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВАИ

Данный вид свай изготавливают из цельнотянутых стальных труб, диаметр которых может составлять от 25 до 100 см и даже больше.

Иногда используют:

1. стальные шпунты;

2. двутавровые балки;

3. некоторые другие прокатные профили;

Из которых путем сварки изготовляют сваи коробчатого сечения.

Обычно, на конце трубы имеется конический наконечник, но иногда трубы погружаются и без наконечника. В таком случае наконечником служит земляной конус, который образовывается под сваей в процессе погружения, после того, как труба частично заполняется уплотнившимся грунтом.

Для увеличения прочностных характеристик свай, после установки их заполняют бетоном. Если на них будет оказываться небольшая нагрузка, то можно не использовать бетонное заполнения.

Применение

Стальные сваи применяют преимущественно в сложных геологических условиях, когда непосредственное заглубление железобетонных свай невозможно. Такие сваи допустимы также для усиления фундаментов, поскольку значительно упрощается их наращивание по мере заглубления в грунт.

Недостатками стальных свай являются повышенный расход металла и его коррозия.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ

Сваи данного типа бывают:

1. монолитными;

2. сборной конструкции.

Монолитные изделия можно встретить прямоугольного и квадратного сечения размером от 20×20 до 40×40 см. Также используют квадратные сваи с цилиндрической полостью. Размеры их сечения бывают 25×25 и 30×30 см, при этом толщина стенки в самом узком месте должна быть не менее 4 см.

Монолитные железобетонные сваи имеют продольное армирование стальной стержневой напрягаемой или не напрягаемой арматурой. Армирование в поперечном направлении осуществляется низкоуглеродистой проволокой или катанкой толщиной от 5 мм и выше.

При их монтаже в твердый грунт, заостренную часть защищают стальным башмаком. Головная часть сваи, которая непосредственно воспринимает ударную нагрузку при монтаже, усиливается тремя сетками, расположенными горизонтально с шагом от 5 см. Заострение делают в форме четырехгранной пирамиды.

Железобетонные сборные сваи трубчатой конструкции сделаны из отдельных секций. Их сборка может быть выполнена заранее, после чего осуществляется забивка.

Монтаж осуществляется при помощи:

• копров;

• передвижных кранов со свайными молотами;

• другого специального оборудования.

Достоинства

Одним из основных достоинств такого вид изделий является плотное их погружение в грунт. В процессе забивания молотом в основании и вокруг сваи и грунт уплотняется, в результате чего расчетное его сопротивление увеличивается в разы, по сравнению со  стандартными ленточными и прочими фундаментами.

Кроме того, железобетонные забивные сваи привлекательны тем, что их можно использовать:

1. в условиях переменной влажности;

2. на слабых и подвижных грунтах.

Фундамент на их основе отличается высокой прочностью и долговечностью. Кроме того, они могут иметь любые размеры.

Недостатки

Если строительство ведется в заселенном районе, то забивка свай может повлечь за собой  изменение грунтовых масс. В частности, не исключены некоторые подвижки грунта в условиях стесненной, точечной застройки. Это может отрицательно сказаться на целостности фундамента рядом стоящего строения.

Существуют определенные сложности и при самой забивке ЖБИ. В первую очередь они заключаются в повышенной шумности.