Основные типы свай. Классификация свай и свайных фундаментов. Основные элементы свайных фундаментов.

Основные положения. Классификация свай. В тех случаях, когда с поверхности залегают слои слабых грунтов, не обладающих достаточной несущей способностью, чтобы служить основанием для ФМЗ проектируемого сооружения, возникает необходимость передачи нагрузки на более плотные грунты, расположенные на некоторой глубине. В этих условиях чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай.

Сваей называют погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Группы или ряды свай, объединенные поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты и балки, выполненные, как правило, из монолитного или сборного железобетона, называют ростверками. Ростверки воспринимают, распределяют и передают на сваи нагрузку от расположенного на фундаменте сооружения.

В настоящее время в строительстве применяется более 150 типов свай и их конструктивных видов, которые принято классифицировать по двум основным признакам: по характеру передачи нагрузки на грунт и по условиям изготовления свай.

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи (сваи трения).

По условиям изготовления сваи делятся на две группы: сваи, изготовляемые заранее на заводе или полигоне (предварительно изготовленные) и затем погружаемые в грунт, и сваи, изготовляемые на месте, в грунте.

В зависимости от расположения свай в плане различают следующие виды свайных фундаментов: одиночные сваи, свайные кусты, ленточные свайные фундаменты и сплошные свайные поля (рис. 3).

Одиночные сваи применяют под отдельно стоящие опоры, когда несущей способности одной сваи достаточно для восприятия передаваемой на основание нагрузки. Разновидность одиночных свай, служащих одновременно и фундаментом, и колонной легкой надземной конструкции, называют сваей-колонной. Сваи-колонны широко применяют при строительстве легких сельскохозяйственных сооружений.

Свайным кустом принято называть фундамент, состоящий из группы свай. Число свай в кусте может быть различным, обычно не менее 3-х, хотя в отдельных случаях допускается устройство кустов и из 2-х свай. Свайные кусты устраивают под колонны сооружений и опоры, передающие значительные вертикальные нагрузки.

Если сваи в фундаменте расположены в один или несколько рядов, то такой фундамент называют ленточным свайным фундаментом. Ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции.

Если фундамент состоит из свай, расположенных в определенном порядке под всем сооружением, его называют сплошным свайным полем. Сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане.

Рис. 3. Виды свайных фундаментов:                                             

а - свайный куст;  

б - ленточный;

в - сплошное свайное поле

48. Конструкции предварительно изготовленных (забивных) свай.

Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде, в зависимости от материала, из которого они изготовляются, подразделяются на железобетонные, деревянные, стальные и комбинированные.

Железобетонные сваи, получившие наибольшее распространение в практике строительства, подразделяют:

по форме поперечного сечения – на квадратные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения, прямоугольные, швеллерные и двутавровые (рис. 4);

по форме продольного сечения – на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные), сваи с уширенной пятой (рис. 5);

по способу армирования – на сваи с ненапрягаемой и предварительно напряженной продольной арматурой, с поперечным армированием и без него;

по конструктивным особенностям – на сваи цельные и составные.

Рис. 4. Сечения железобетонных свай:

а - квадратной; 6 - квадратной с круглой полостью; в - круглой пустотелой; г - прямоугольной;

д - швеллерной; е – двутавровой

Рис. 5. Железобетонные сваи различного профиля:

·а - призматические; б - цилиндрические; в - пирамидальные; г - трапецеидальные;

д - ромбовидные; е - с уширенной пятой

Наиболее часто в настоящее время применяют призматические сваи сплошного квадратного сечения, квадратного сечения с круглой полостью и полые цилиндрические· (рис. 6).

Сваи сплошного квадратного сечения выпускают сечением от 0,20,2 до 0,40,4м и длиной 3...16 м с ненапрягаемой арматурой, 3...20 м – с напрягаемой. При необходимости увеличения длины свай их стыкуют из нескольких звеньев, применяя стыковочные соединения различного типа (болтовые, сварные, клеевые и т.д.).

Стальные сваи. Стальные сваи делят на трубчатые и шпунтовые. Трубчатые сваи изготовляют из стандартных стальных труб диаметром 0,2...0,8м, шпунтовые – из стального шпунта различного профиля. В качестве стальных свай используют также двутавровые балки, швеллеры и другие прокатные профили. Если после погружения в грунт стальная трубчатая свая заполняется бетоном, ее называют трубобетонной.

Преимуществом стальных свай является возможность наращивания сваркой их длины по мере погружения в грунт, основным недостатком – подверженность коррозии, особенно в агрессивных водных средах. Для защиты от коррозии поверхность сваи покрывают битумом, суриком или эпоксидными смолами.

Стальные сваи рекомендуется применять в сложных для забивки грунтовых условиях (включения валунов, гальки и т.п.)