Влияние конструктивных особенностей зданий и сооружений

На глубину заложения фундаментов влияет наличие и глуби­на подвалов, каналов, расположенных вдоль фундаментов, при­мыкающих к проектируемому фундаменту фундаментов существу­ющих зданий и т.п. При этом подошва фундамента заглубляется ниже пола подвала и каналов не менее чем на 40 см, а в местах примыкания проектируемого фундамента к существующему их подошвы рекомендуется располагать на одном уровне.

Проектируя фундаменты из сборных элементов (фундаментных блоков и подушек, подколонников и др.) следует при назначении глубины заложения учитывать их размеры и положение по отно­шению к планировочной отметке.

При окончательном назначении глубины заложения фундамен­та й_х ее принимают равной максимальному значению из величин, определенных из условий геологии строительной площадки, кли­матических и конструктивных условий.

 

 

6.4. Свайные фундаменты.

 

Общие положения

Сваи представляют собой стержни, погруженные в грунт или изготовленные в грунте и передающие нагрузки от сооружения грунту.

Верхние части свай объединяются плитой или балкой, которые называются ростверком. Ростверк передает нагрузки от сооружения на сваи и обеспечивает их совместную работу. Сваи с ростверком составляют свайный фундамент. В ряде случаев применяют без-ростверковые свайные фундаменты, к ним относят сваи-колонны и одиночные сваи, на которые надевают специальные оголовки. Свайные фундаменты проектируют на основе инженерно-геологи­ческих и гидрологических условий строительной площадки в со­ответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Выполнение свайных фундаментов не требует устройства боль­ших котлованов и траншей. Вместе с тем сваи позволяют переда­вать нагрузки на плотные грунты, лежащие глубоко от поверхно­сти, обладающие большей несущей способностью, чем грунты, лежащие вблизи поверхности земли. При соответствующих спо­собах погружения свай они дополнительно могут уплотнять сла­бые грунты.

 

Классификация свай

По материалу сваи могут изготавливаться железобетонными, бетонными, стальными, деревянными. Выбор материала свай определяется гидрогеологическими условиями, особенностями возводимого сооружения, применяемым для устройства свай обо­рудованием и другими факторами.

По способу изготовления и заглубления в грунт различают сле­дующие виды свай: сборные и монолитные, забивные, вдавлива­емые, завинчиваемые, буроопускные, буронабивные, в том числе с уплотненным забоем, набивные в пробивных скважинах, виб­роштампованные. Применение различного вида свай должно обо­сновываться технико-экономическими расчетами.

Для забивных свай чаще всего используются железобетонные сваи, они могут применяться независимо от уровня грунтовых вод и в любых грунтах при отсутствии включений валунов. Стальные и деревянные сваи используются редко. Погружение в грунт за­бивных свай выполняют при помощи молотов, вибропогружате­лей (вибрация ослабляет сцепление между зернами грунта и между грунтом и сваей и способствует погружению свай в грунт), виб-ровдавливающих и вдавливающих устройств.

Железобетонные сваи изготавливают сплошного сечения (квад­ратные, прямоугольные, круглые и др.) и пустотелые с открытым или закрытым нижним концом. Круглые пустотелые сваи большого диаметра (обычно 100—160 см) называются сваями оболочками.

а)                                б)                                            в)  I                           _____ I

 

Рис. 1. Армирование свай; формы поперечного сечения свай: а) свая без поперечного армирования; б) свая с поперечным армированием; в) сечения свай; 1 — арматурные сетки; 2 — предварительно напряженный стержень; 3 — арматурная спираль; 4 — стержни арматурного каркаса; 5 — навивка арматуры в виде спирали

Сваи без поперечного армирования ствола, при­меняют для восприятия вдавливающих нагрузок до 500 кН и го­ризонтальных нагрузок до 15 кН при условии полного погруже­ния свай в грунт и в случае, если часть сваи выступает до 2 м над поверхностью грунта и находится внутри помещения с положи­тельными температурами.

Сваи с поперечным армированием ствола реко­мендуется применять для всех видов зданий и сооружений в лю­бых грунтах для восприятия вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных нагрузок.

Наряду с забивными сваями достаточно часто применяют на­бивные и буронабивные сваи. Набивные сваи изготав­ливают в скважине, предварительно пробитой в грунте. При про­бивке грунт уплотняется, и за счет уплотнения повышается несу­щая способность свай. Набивные сваи выполняются диаметрами до 1,2 м включительно, длиной до 50 м.

Набивные сваи различаются по способам изготовления. Так, набивные виброштампованные сваи изготавливаются путем запол­нения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой вибро­штампом в виде трубы с заостренным нижним концом и закреп­ленным на ней вибропогружателем. В случае возможного обруше­ния стенок скважины применяют набивные сваи с извлекаемой или с неизвлекаемой оболочкой. При их изготовлении в проби­тую скважину опускается инвентарная труба, нижний конец ко­торой закрыт бетонной пробкой, в трубу подается бетонная смесь, и по мере заполнения трубы бетоном она извлекается из скважи­ны, бетон при уплотнении вдавливается в грунт. Бетонная проб­ка остается под нижним концом сваи. При необходимости после заполнения бетонной смесью оставляют также и трубы, которые в этом случае являются оболочкой сваи.

Для увеличения несущей способности набивных свай внизу сваи может выполняться уширенная пята. Для ее устройства в нижней части скважины механическим способом или камуфлет-ным взрывом выполняется полость, которая после заполнения бетоном и образует уширенную пяту.

Буронабивные сваи изготавливают в заранее пробуренных сква­жинах. По способам изготовления и размерам они выполняются аналогично набивным сваям.

Набивные и буронабивные сваи могут усиливаться арматурой. Арматурные каркасы ставятся на всю длину или только в верхней части сваи. Выпуски арматуры позволяют обеспечить связь свай с ростверком.

Недостатком набивных и буронабивных свай является слож­ность контроля за качеством выполненных свай. Пробные рас­копки свай иногда выявляют, что бетон свай расчленен осыпав­шимся со стенок скважины грунтом, особенно часто это слу­чается при выполнении свай малого диаметра, а оставлять в грунте инвентарные трубы дорого. Вместе с тем буронабивные сваи позволяют производить работы практически без сотрясе­ний земли, что важно при выполнении работ вблизи существу­ющих зданий, целостность которых может нарушаться при за­бивке свай.

Известные конструкции свай очень разнообразны и по формам поперечного сечения, и по формам продольного сечения, и по способам заглубления в грунт или изготовления в грунте, и по конструкции различных элементов (ствола, оголовка, острия свай, армирования и т.п.).

Рассмотренные конструкции свай наиболее простые и достаточно часто применяются в строительстве.

 

Работа свай в грунте

По характеру работы сваи различаются на сваи-стойки и вися­чие сваи. Сваи-стойки опираются на скальные или практически несжимаемые грунты (рис. 12.14, а). Под действием вдавливаю­щей силы такие сваи практически не получают осадки, и, соот­ветственно, между сваей и грунтом не возникают силы трения. Вся нагрузка, приложенная на сваю-стойку, передается по стволу сваи на грунт через острие сваи.

Висячие сваи опираются на сжимаемые грунты. Под нагрузкой они получают осадку; соответственно, между поверхностью сваи и грунтом возникают силы трения, а также грунт оказывает со­противление острию сваи.

Рис. 12.14. Свайные фундаменты: а) на сваях-стойках; б) на висячих сваях; 1 — сжимаемые грунты; 2 — скальные или малосжимаемые грунты; 3 — силы сопротивления по боковой поверхности сваи; 4 — силы сопротивления острию сваи

 

 

Проектируя свайные фундаменты, учитывают, что нижние кон­цы забивных свай, как правило, должны заглубляться в прочные грунты, прорезая слабые напластования. Сваи, опирающиеся на крупнообломочные, гравелистые и средней крупности песчаные грунты, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L < 0,1, заглубляются в них не менее 0,5 м, а в прочие грунты, принятые за основание сваи, должны заглубляться не менее чем на 1,0 м.