Свайный фундамент

Cвайные фундаменты

• Сваей называется стержень, находящийся в грунте в вертикальном или наклонном положении и предназначенный для передачи грунту нагрузки от над фундаментной части сооружения.
• В общем виде свайный фундамент представляет собой погруженные в грунт сваи, объединенные сверху железобетонными (бетонными) балками или плитой (ростверками).
• Они возводятся на участках со слабым грунтом под здания в несколько этажей. Строительство этих фундаментов позволяет исключить земляные работы в бесподвальных зданиях или значительно сократить их объем при наличии технического подполья.

 

Предпосылки применения свайного фундамента в строительстве

 

• Причина 1. В ряде случаев при строительстве дачного дома или коттеджа в верхней части основания возводимого здания может находиться относительно слабый слой грунта.
• К слабым грунтам можно отнести:
• суглинки и глины в текучепластичном состоянии
• лёссовидные грунты - содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном наличии глинистых и известковых частиц. Лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость;
• плывуны - песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой;
• растительные грунты - различные почвы с примесью 1...20 % перегноя, торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.
• В этом случае возникает необходимость в передаче давления от здания на более плотный грунт, залегающий на некоторой глубине в зависимости от геологических условий.
• Тогда рекомендуется устраивать фундаменты из свай, которые способны воспринимать большие нагрузки по сравнению с фундаментами неглубокого заложения. Особенно эффективны фундаменты в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании более 1,5 метра. В этом случаи свайный фундамент более надежный чем столбчатый и тем более ленточный

• Причина 2. Возможно применение свайных фундаментов и в плотных грунтах в целях уменьшения объема земляных работ, расхода бетона, снижения трудоемкости и стоимости строительства. При устройстве свайного фундамента отпадает необходимость в рытье котлована, складировании вынутого грунта, вывозе грунта, обратной засыпке и т.д.
• Причина 3. В случае если при расчете ленточного фундаменты ширина фундамента получается слишком большой (больше 1,5 м), имеет смысл применить свайный фундамент, что сократит расход материала.
• Причина 4. В случае, если выбор типа фундамента диктуется видом несущего остова, к примеру, если Вы решили использовать каркасный несущий остов на основании, сложенном слабыми грунтами, то рационально будет применить свайные кусты под каждую колонну, а не делать ленточный фундамент.

 

• Особенно актуально применение свай:
• при подвижных грунтах;
• в районах вечной мерзлоты;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• при сложном рельефе в районе строительства.

Конструкции свайных фундаментов очень разнообразны и зависят:  

 

• от выбора типа свай,
• способа их изготовления и погружения в грунт,
• расположения их под строящимся зданием,
• от характера работы сваи в грунте,
• от конструкции ростверков.
• от вида соединения ростверка со сваями – жесткое, свободное опирание,  с устройством сейсмических поясов.

 

 

В зависимости от способа их заглубления в грунт можно рассматривать следующие виды свай:  

 

• забивные - загружаются в грунт без его выемки. Для этого используются специальные механизмы, такие как вибропогружатели, вибровдавливающие и вдавливающие устройства;
• набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в пробуренные скважины;
• буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем установки в пробуренных скважинах железобетонных элементов;
• винтовые - имеют форму сверла и закручиваются в грунт при помощи специальных машин.

 

Схемы существующих видов свайного фундамента.1 - деревянная, 2 - железобетонная сплошного сечения, 3 - железобетонная полая, 4 - стальная винтовая, 5 - набивная бетонная в процессе изготовления.

Свая-стойка

 

2

 

.

 

сваи

 

–

 

стойки

 

R

 

>> 

 

f

 

f

 

R

 

Р

 

Сваями

 

–

 

стойками называются сваи,

 

которые передают нагрузку через острие на

 

практически не сжимаемые грунты

Висячая свая

 

Р

 

f

 

R

Размещение свай в фундаменте может быть в виде: 

 

• Одиночных свай - под отдельно стоящие опоры;
• Свайных лент - под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;
• Свайных кустов – под каждую колонну в случае каркасного несущего остова здания.

 

 

Одиночная свая                      Рядовое             Куст свай              Свайное поле

 

Материалом для изготовления свай служит: 

 

• железобетон (бетон) - его применение предпочтительнее с точки зрения долговечности (100 и более лет). Для изготовления свай используют бетон не ниже М200; L = 4…24 м (с применением стыковки по длине), сплошного квадратного сечения 20 х 20 см; 25 х 25 см; 30 х 30 см; 35 х 35 см; 40 х 40 см.
• сталь - сваи выполняются в виде различных прокатных стальных профилей или труб. Однако не рекомендуется применение металла по трём причинам:
• требуется крановое оборудование для монтажа при диаметрах свай более 100 мм и длине их более 3 м;
• большой расход металла;
• необходимо антикоррозионное покрытие свай;
• Дерево (условие эксплуатации – ниже У.Г.В.) - деревянные сваи представляют собой прямое, очищенное от коры (ошкуренное), наростов и сучьев бревно диаметром 22-34 см и длиной до 8,5 метров из хвойных твердых пород (сосны, ели, лиственницы, пихты.

Пример: - деревянные сваи Константиновского дворца (Стрельня).

---  Комбинированные сваи (Совмещение деревянных или металлических свай с ж/б сваей).

Форма поперечного сечения ж/б сваи:  

 

• А) призматическая

 

• Б) Круглая

 

 

В) Треугольная

 

 

 

 

 

В) Сложного очертания   

 

 

до 80 см;

 

=

 

8 см

Ростверки свайных фундаментов  

 

• Ростверк – бетонная или железобетонная плита, объединяющая головы свай.
• Свайный фундамент с ростверком (свайно ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.

Виды ростверков:

 

Низкий ростверк             Повышенный ростверк Высокий ростверк

Достоинства свайных фундаментов 

 

• свайные фундаменты могут возводиться на грунтах любой сложности;
• снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи;
• уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента;
• производить фундаментные работы можно круглый год, не исключая зимний период;
• конструкции, возводимые на свайных фундаментах, отличаются особой стойкостью к паводкам, подвижкам грунта вследствие зимнего вспучивания.
• возможность возводить здания даже в случае залегания нестабильных грунтов и на склонах;
• достаточную надежность, при условии правильного расчета и соблюдения технологии строительства;
• короткие сроки строительства и низкая стоимость;
• минимальную осадку фундамента;
• возможность монтажа при любых погодных условиях.
• Почти полное исключение монолитных работ.
• Сокращение земляных работ.
• Резкое снижение объема ручных работ.

Недостатки свайных фундаментов 

 

• необходимость применения специальной техники при их закладывании;
• ограниченность применения в случае горизонтально подвижного грунта;
• сложности при сооружении подземного гаража или цокольного этажа;
• высокая стоимость транспортных расходов на доставку свай.

Способы погружения свай в грунт 

 

• А) Забивкой
• Б) Подмывом
• В) Вибрированием (водонасыщенные песчаные грунты)
• Г) Вдавливанием (в случае не возможности применения динамики)
• Д) Ввинчиванием  (анкерные сваи)

 

Классификация набивных свай по способу изготовления:  

 

• Без оболочковые сваи.
• Сваи с извлекаемой оболочкой.
• Сваи с не извлекаемой оболочкой.

 

Безоболочковые сваи 

 

• Безоболочковые сваи – изготовляются в маловлажных связных грунтах, которые при уплотнении и проходке скважин могут некоторое время держать стенки, не осыпаясь. (В лессовых грунтах)

 

 

10

 

см

 

вв

 

Изготовление скважин взрывом

 

Раствор

 

глины

 

Фортшахта

 

(

 

труба

 

)

 

Скважину можно делать и бурением или вытрамбовкой последовательными ударами специальной конической бабы.

 

Для того, чтобы скважина не засыпалась и не заплывала при высоком У.Г.В

- применяют метод взятый у геологов бурение с помощью глиняного раствора. В скважину все время подливают раствор монтморионитовой глины. Скважину проходят бурением. Грунт удаляется из скважины вместе с раствором.

Способ очень трудоемкий, зимой требует подогрева. Бетонирование методом В.П.Т.