Класифікація пальових фундаментів

Свая – это стержень из дерева, металла или железобетона, вбиваемый в грунт. Сваи используют в слабом грунте для его укрепления вместо фундамента. С точки зрения физики, сваи, подобно фундаменту, отдают нагрузку от здания грунту.

Сваи имеют ряд преимуществ по сравнению с другими фундаментами. Они меньше проседают, снижают объёмы земляных работ, сокращают стоимость и сроки работ, а так же повышают уровень индустриализации.

Виды свай

По форме материалов сваи бывают бетонные, железобетонные, грунтовые, деревянные (лиственница, дуб), стальные. Железобетонные сваи устанавливаются в грунт путём подмыва, забивки, вдавливания, завинчивания.

По форме поперечного разреза сваи бывают круглые, прямоугольные, квадратные, многоугольные. Кроме того, они могут быть полыми. По форме ствола они делятся на конусообразные, цилиндрические и призмообразные.

В зависимости от прилагаемой работы, сваи делят на висячие, забивные сваи-стойки и набивные в грунте. Набивные сваи относятся к монолитным. Они формируются непосредственно в почве, производятся из бетона или железобетона при помощи особых обсадных труб, которые погружают в заранее проделанные в грунте скважины. Сваи – стойки забивают в слабый грунт. Такая свая нижним концом упирается в плотный (скальный) грунт, передавая ему всю нагрузку от сооружения. Висячие же сваи предназначены для уплотнения слабых грунтов и не достигают твёрдых пород.

Сегодня для ограждения котлованов, укрепления фундаментов зданий в строительстве применяют буронабивные (БНС), буроинъекционные (БИС), буросекущие (БСС) сваи.

Буронабивные сваи изготавливают непосредственно в грунте. Для этого в почве бурят скважину, в которую устанавливается арматурный каркас и заливается бетонная смесь.

Буронабивные сваи – это один из методов, применяемых при реконструкции зданий в местах плотной застройки.

Преимущества буронабивных свай: малая вибрация при проведении работ по их установке, малая деформация грунта. А регулируемая подача бетона позволяет избегать пустот при заливке, что служит залогом надёжности.

В современном городском строительстве часто приходится иметь дело со сложными грунтовыми условиями (высокие цены на землю, нехватка места и прочие неблагоприятные факторы). Поэтому стали популярны буроинъекционные сваи для укрепления грунта. Это основной способ закрепления почвы на территориях, сложенных карстующимися грунтами. Основным преимуществом использования буроинъекционных свай является отсутствие динамических воздействий на почву или уже существующий фундамент (что особенно важно при проведении реконструкции).

Буросекущие сваи используются для ограждения котлованов, а так же при необходимости формирования герметичных стен. Для устройства буросекущих свай в первую очередь делают сваи без армокаркасов. Затем разбуривают кромки соседних свай и между ними вставляют армированную сваю.

 

Забивні палі

Cваи забивные железобетонные

Такие сваи делают с использованием тяжелого бетона, его плотность составляет 1600 -2500 кг/куб. м. и в нем используются заполнители: гранит, щебень и другие подобные породы. Это делает сваи сверхпрочными, что очень важно при строительстве зданий, учитывая будущие нагрузки. Обычно длина сваи составляет 12-16 метров, но часто возникает необходимость в её удлинении. Для этого изготавливают составные сваи.

Очень важно, чтобы работа по забивке свай проводилась быстро и качественно. Часто это зависит от оборудования, которое используется для погружения забивных железобетонных свай. Наша компания отличается тем, что мы используем самое современное оборудование. Это позволяет увеличь надежность возводимых зданий и существенно ускорить работы.

Какую технику используют для забивки свай?

Как известно, при забивке свай используются копровые установки (специальные установки с применением молота) и экскаваторы; используют разные виды молотов – гидравлические или дизельные.

Забивка свай копровыми установками производится практически в любых типах грунтов в отсутствие плотной городской застройки, т.к. она вызывает значительные динамические воздействия. Благодаря копровой установке происходит погужение сваи в грунт из строго вертикального положения. Очень часто копровая установка - это гусеничная самоходная строительная машина. Для того, чтобы погрузить сваю, копровая машина применяет свайный молот или вибропогружатель.

Набивні бетонні палі

Понятие «набивные сваи» объединяет большое число различных конструкций свай и методов их изготовления. Но для всех видов набивных свай принципиально общей является основная технологическая схема: в грунте тем или иным методом устраивают скважину, которую затем заполняют бетоном.

Если до заполнения скважины бетоном в нее опускают стальной арматурный каркас, то получается железобетонная набивная свая.,

Применение того или иного способа устройства скважины и способа заполнения ее бетоном зависит от многих факторов: геолого- и гидрогеологических условий строительной площадки, эксплуатационных требований к свайному фундаменту, механовооружен-ности строительства и т. п.

Как отмечалось ранее, технологию устройства набивных свай впервые предложил инженер А. Э. Страусе, который применял их в 1899 г. на строительстве зданий управления Юго-западными железными дорогами России.

Набивные сваи были широко распространены в начале XX в. Кроме свай Страусса тогда появились и другие их системы: «Комп-рессоль» (Франция, 1900 г., конструкция предложена Дюлаком), «Симплекс» (США, 1903 г., предложена Ф. Шуманом), «Франки» и «Франкиньоль» (Франция, 1909, предложены Ф. Франкиньолем) и др..

К настоящему времени в разных странах разработано большое количество различных видов бетонных и железобетонных набивных свай.

В Советском Союзе набивные сваи применялись ранее в мостостроении, при строительстве крупных зданий (некоторых новых высотных в Москве), при сооружении Белгородской ЦЭС и Кине-шемской ТЭЦ, а также для усиления фундаментов ранее выстроенных зданий (Малый театр в Москве, надстройка здания Госбанка) и др.

Ограниченное применение набивных свай в довоенный период объясняется в основном их относительно высокой стоимостью по сравнению со стоимостью устройства других видов фундаментов. Поэтому набивные сваи раньше применяли в тех случаях, когда нельзя было использовать забивные сваи из-за вибраций, возни кающих в грунте в процессе их забивки, или когда устроить фундаменты без свай затруднительно.

Возросшие возможности техники бурения, вибропогружения,взрывания в шпурах, бетонирования, а также создание новых машин для устройства набивных свай — все это вместе взятое в последние 10—15 лет повысило интерес к устройству набивных свай и обусловило появление новой машинной технологии и новых конструкций.

В настоящее время из общего объема свайных фундаментов в стране, достигающего 5 млн. м3 железобетона в год, 10% приходится на набивные сваи. В США, ФРГ, Японии и некоторых других странах, отличающихся специфическими условиями строительства (оборудование, кадры) и иными его масштабами, набивные сваи составляют 40—60% объема применения всех видов свай.

В отечественном строительстве широко применяют набивные сваи на ведущих промышленных стройках страны — КамАЗе, Нижнекамском нефтехимкомбинате, Атоммаше и др. Применение набивных свай в ряде случаев дает значительный эффект. Например, на строительстве КамАЗа экономия прямых затрат составила 7 млн. руб. по сравнению с устройством несвайных фундаментов, а общий экономический эффект с учетом сокращения сроков строительства (расчетный) превышает 100 млн. руб

На строительстве Камского автозавода устройство набивных свай велось впервые с внедрением поточной технологии и организации работ. Практика этого строительства и обширные исследования, проведенные НИС Гидропроект, отражены в данном разделе.

Характерными современными тенденциями в области устройства набивных свай являются следующие: повышение несущей способности этих свай путем увеличения площади их опирания на грунт; применение коротких набивных свай (2,5—6 м) в массовом жилищном строительстве; создание специализированных строительных организаций, выполняющих работы по устройству набивных свай.

При описании способов выполнения работ по устройству набивных свай будет рассмотрено изготовление так называемых грунтовых свай. Скважины для таких свай делают в основном теми же способами, что и для набивных бетонных свай, а затем заполняют грунтом.

По конструктивному назначению, размещению в плане и работе, в грунте между бетонными сваями и грунтовыми имеется принципиальное различие. Бетонные или железобетонные сваи представляют собой жесткие стержни, составляющие основную часть свайного ф у н д а м е н т а. От таких свай нагрузка от сооружения передается грунту. Понятие же «грунтовая свая» является условным. Назначение последней состоит только в уплотнении грунта, залегающего ниже подошвы фундамента. По окончании работ по уплотнению грунта грунтовыми сваями они физически перестают существовать и вместе с уплотненным грунтом образуют более или менее однородное искусственное основание. Чем больше материал

грунтовых свай по своим свойствам и составу приближается к свойствам и составу уплотняемого грунта, тем однороднее будет и с-кусственное основание.

В настоящем разделе описаны современные методы изготовления набивных бетонных и железобетонных свай, применяемых в отечественной и зарубежной практике, а также особенности конструкций фундаментов на набивных сваях.

Виды набивных свай и способы их изготовления

В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:

по материалу — бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

по глубине заложения — короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:

в зависимости от расположения свай в плане — одиночные, свайные кусты, полосы и поля;

по способу заделки — со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;

по отношению оси к горизонтальной плоскости — вертикальные и наклонные;

по горизонтальному сечению ствола — круглые сплошные и кольцевые;

по вертикальному сечению ствола — цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;

по характеру работы в грунте — висячие сван, сваи-стойки и анкерные.

 

Способы образования скважин следующие: механическое и вибромеханическое бурение, пробивка отверстий конусом или лидер-ной трубой, бурение под глинистым раствором, взрывной метод.

Применяют следующие способы бетонирования ствола: прямое, с применением вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), под глинистым раствором, под защитой обсадной трубы, бетонирование с трамбованием, пневмо- и гидропрессование, раздельное бетонирование и др.

Способы образования уширен и й стволов возможны следующие: механическое трамбование, механическое бурение сухим способом или под глинистым раствором, гидро- и электромеханическим раздавливанием, термомеханическим бурением, вибрированием, пневмо- и гидропрессованием и взрывным методом.

В основу предлагаемой в настоящей работе классификации, набивных свай положены способы устройства скважин и методы их бетонирования.

 

 

Пальовий ростверк

Забитые в грунт сваи перекрывают балкой или плитой, называемой ростверком. Ростверк служит для взаимной связи свай между собой и обеспечивает выравнивание их осадки под нагрузкой. В зависимости от материала свай и положения постоянного уровня грунтовых вод ростверки выполняют из дерева, бетона или железобетона.

Различают свайные фундаменты с высоким и низким ростверком (1.1). При высоком ростверке подошва его не соприкасается с поверхностью грунта. Такие ростверки устраивают в тех случаях, когда поверхность грунта покрыта водой (например, при строительстве набережных, мостовых опор и т. д.). На высоких ростверках можно размещать также гражданские здания (например, при устройстве технического подполья).

В промышленном и гражданском строительстве чаще всего применяются низкие ростверки. Отметка заглубления низкого ростверка в грунт зависит от наличия подвалов и проходящих в них подземных коммуникаций, возможности пучения грунтов, глубины заложения соседних фундаментов и ряда других причин.