Как производится проектирование свайных фундаментов

Введение.

В свайно-плитном фундаменте часть нагрузки воспринимает плита, опирающаяся на грунт, а другую часть нагрузки воспринимают сваи, передающие нагрузку на нижележащие слои грунта.

Одной из технологией, позволяющей выполнять устройство свай, является технология струйной цементации грунтов.

Сущность технологии заключается в перемешивании грунтов струей цементного раствора. В результате в грунтовом массиве формируются сваи из нового материала – грунтоцемента, обладающего высокими деформационными характеристиками.

В отличие от буронабивных свай технология позволяет устраивать сваи в обводненных грунтах без использования обсадных труб.

Другим преимуществом является возможность выполнения работ в стесненных условиях городских строительных площадок.

Выбор свайных конструкций

С особой тщательностью стоит подходить к проекту столбчатого основания в условиях, когда на территории строительства наблюдается высокое стояние грунтовых вод

Руководство по проектированию свайных фундаментов гласит, что свайное основание может проектироваться и возводиться на грунте, который был предварительно уплотнён с помощью различных методик. Вся конструкция может выполняться в виде свайного поля.

Также нормами СП оговаривается, что свайные конструкции могут использоваться вместо ленточного основания. Такая ситуация может сложиться в случае, если отметка, на которой по расчёту должна находиться подошва ленточного фундамента, будет превышать 170 см.

С особой тщательностью стоит подходить к выполнению проекта столбчатого основания в условиях, когда территория строительства находится на  слабых грунтах или наблюдается высокое стояние грунтовых вод.

Самым подходящим основанием для возведения свайного фундамента является мало сжимаемый тип почв. Идеальными породами для строительства свайного основания являются следующие породы:

• скальный грунт;
• галечник;
• плотный песок;
• крупнообломочные породы.

Согласно руководству для формирования свайного поля может использоваться один из следующих видов свай:

• забивные;
• буронабивные;
• винтовые.

Забивные сваи

Забивные свайные конструкции изготавливаются из железобетона в заводских условиях

Забивные свайные конструкции изготавливаются из железобетона в заводских условиях. Это четырёхгранные конструкции с заострённым концом. Для забивания изделия в землю используется специальная механизированная техника (вибропогружатели или молоты). Иногда забивные сваи изготавливаются на участке. Для этого в землю забивается свая-оболочка с пустотой внутри. После этого пространство внутри сваи бетонируется.

Винтовые сваи

Большой популярностью в индивидуальном строительстве пользуются винтовые сваи, поскольку они могут быть закручены в землю без использования специальной техники. Конструкция выполнена из стальной трубы, на конце которой приварена винтовая нарезка.

Буронабивные сваи

Для установки такой свайной конструкции необходимо пробурить скважину

Для установки такой свайной конструкции необходимо пробурить скважину. После этого в нижней части проходки делается полость чуть шире, чем сама скважина. Она нужна для формирования опорной подошвы под стойкой. Подошва бетонируется или засыпается песком с последующей трамбовкой.

Затем в скважину устанавливается несъёмная опалубка. Обычно для этих целей используют стальные, пластиковые или асбестовые канализационные трубы. Внутрь труб устанавливается арматурный каркас и заливается бетонным раствором с высокой марочной прочностью.

Обычно ещё на этапе проектирования такие сваи закладываются по углам сооружения, в месте пересечения стен, под колоннами, стойками и тяжелыми конструкциями (печью или камином). Под несущей стеной такие сваи располагаются с шагом 2,5 м.

Порядок вычислений

Всегда первый шаг в любой работе – это проектирование.

Для проведения расчетов можно использовать стандартизированную методику для винтовых свай, описанную в СНиП –85. В ее основе лежат данные по геодезическим исследованиям конкретного участка земли.

В них входят следующие сведения:

• описание рельефа участка;
• состав и плотность грунта;
• уровень залегания грунтовых вод;
• глубина промерзания почвы;
• посезонный уровень осадков в регионе застройки.

При помощи этих данных вычисляется количество винтовых свай для фундамента (К).

Для расчетов понадобятся такие показатели:

• общая нагрузка на фундамент (Р), представляющая собой сумму масс всех использованных материалов;
• коэффициент надежности (к), являющийся корректирующим показателем для значения общей нагрузки на сваи;
• несущая способность грунта – табличное значение;
• площадь пяты сваи, находящаяся в прямой зависимости от ее диаметра, – табличное значение;
• максимально допустимая нагрузка (S), показатель для одной сваи – табличное значение.

Коэффициент надежности (к) коррелирует с общим количеством свай и имеет соответствующие значения:

• к=1.4, если свай от 11 до 22 штук;
• к= – от 5 до 10 штук;
• к= – от 1 до 5 штук.

На каждую сваю ложится нагрузка, равная общей нагрузке, деленной на количество опор. Чем их меньше, тем сильнее нагрузка на одну сваю и тем быстрее она приходит в негодность, а вместе с ними весь фундамент и дом.

Правильный расчет заключается в подборе такого количества свай, которого хватит на весь период эксплуатации строения, но без чрезмерных излишков, являющихся пустой тратой средств.

При помощи приведенной формулы, коэффициента для винтовых свай расчет нагрузок и дальнейшее строительство не сопряжено с особыми трудностями.

При окончательных расчетах необходимо распределить нагрузки под несущими конструкциями и критическими точками с излишним давлением на фундамент с учетом:

• типа свай (висячих или стоек);
• массы;
• значения кренового усилия.

Руководство и пособия по регулированию

Общий свод правил по проектированию и строительству свайного фундамента отражен в нормативных документах СП 50-101-2004 и СП 50-102-2003 — актуализированных версиях СНиП , СНиП и СНиП Руководства регламентируют формулы расчета и технологические этапы монтажа различных типов свай в разных гидрогеологических условиях.

Параллельно СП 11-105-97, СП 11-104-97, СП 11-102-97 и ГОСТ 5686-94 описывают требования к инженерно-геологическим, геодезическим и экологическим исследованиям для строительства. Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в агрессивной среде, следует проектировать согласно правилам ГОСТ 27751. Чтобы грамотно оценить климатические условия, конструктор должен руководствоваться СНиП 23-01-99 и СНиП 23-01.

Требования к железобетонным сваям с различными конструктивными особенностями изложены в ГОСТ 19804-91, №, №*, №, № и №

Отделка цоколя

Наружная часть фундамента выступающая над уровнем почвы — это цоколь. Для завершения устройства фундамента стоит упомянуть об отделке цоколя:

• теплоизоляция, позволит сохранить тепло в подвале даже в самую суровую зиму, для этого применяется минеральная вата или жёсткие плиты полистирола;
• гидроизоляция, особенно важна в низких местах с повышенной влажностью, болотистой почвой и риском подтопления, проще всего использовать обмазочную гидроизоляцию;
• декоративная отделка, штукатурка из керамзитобетона или заделка декоративными панелями;
• обязательный отлив на цоколе не позволит воде подтекать под фундамент.

Правильно подобранный вариант отделки цоколя сможет придать дому уникальный колорит. Обеспечить долгую эксплуатацию здания. Один из простых и эффективных видов отделки это глиняная штукатурка, на которой с помощью трафарета можно создать имитацию каменной кладки. При невысоких денежных и трудовых затратах оштукатуренный цоколь получается оригинальный и запоминающийся.

Что нужно учесть при конструировании?

Согласно правилам, свайные фундаменты должны проектировать на основе:

• результатов инженерно-геологических изысканий;
• сведений о сейсмичности района;
• действующих нагрузках на основание;
• конструктивных и технологических особенностей сооружения;
• экологических требований;
• технико-экономических соображений;
• уровня ответственности сооружения (по ГОСТ 27751).

Инженерно-геологические исследования участка должны проводить только лицензированные компании. При этом должно учитываться возможное влияние постройки на расположенные рядом дома и сооружения.

Все применяемые при строительстве материалы и оборудование должны соответствовать требованиям проекта, техническим условиям и действующим стандартам.

Расчеты ведут по двум предельным состояниям:

• по несущей способности – анализ факторов, которые приводят к потерям устойчивости, формы, положения и другим состояниям, в результате чего фундамент становится полностью непригодным к эксплуатации;
• по деформациям – анализ условий, которые затрудняют нормальную эксплуатацию объекта и снижают его долговечность (осадки, подъемы, прогибы, трещины, колебания и т.д.).

Руководство и пособия по регулированию

Общий свод правил по проектированию и строительству свайного фундамента отражен в нормативных документах СП 50-101-2004 и СП 50-102-2003 — актуализированных версиях СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87. Руководства регламентируют формулы расчета и технологические этапы монтажа различных типов свай в разных гидрогеологических условиях.

Параллельно СП 11-105-97, СП 11-104-97, СП 11-102-97 и ГОСТ 5686-94 описывают требования к инженерно-геологическим, геодезическим и экологическим исследованиям для строительства. Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в агрессивной среде, следует проектировать согласно правилам ГОСТ 27751. Чтобы грамотно оценить климатические условия, конструктор должен руководствоваться СНиП 23-01-99 и СНиП 23-01.

Требования к железобетонным сваям с различными конструктивными особенностями изложены в ГОСТ 19804-91, №19804.2-79, №19804.3-80*, №9804.4-78, №19804.5-83 и №19804.6-83.

Исходные данные

Согласно указанным ранее СНиП и «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений» (2011 г.), инженерные расчеты выполняют на основе таких данных:

1. Сведения о гидрогеологических условиях на застраиваемой территории: тип грунта, уровень промерзания, высота пластов, глубина пролегания подземных источников и т.д.
2. Информация о физико-механических свойствах почвы: плотность, влажность, удельный вес, пористость, модуль деформации, угол внутреннего трения, удельное сцепление.
3. Конструктивные и технические особенности возводимого сооружения: класс ответственности сооружения, количество этажей, расположение внутренних стен, материал, который будет использован в строительстве, размеры всех конструктивных элементов, включая перекрытия и пристройки.
4. Сведения о давлении, которое будет испытывать основание в процессе эксплуатации: вес людей, мебели, оборудования, снеговые, ветровые и сейсмические нагрузки.

Расчет свайного фундамента.

Расчет несущей способности свай в соответствии с нормативными документами.

Площадь сечения сваи и его форма имеет значительное влияние на несущую способность сваи. Логично предположить, что существует оптимальное сечение сваи, обладающее наибольшей несущей способностью и, в то же время, удовлетворяющее конструктивным требованиям. Общепринятым конструктивным параметром сваи является отношение её длины к диаметру. При высотном строительстве, особенно в тех случаях когда верхняя часть геологического разреза представлена слабыми грунтами отношение длины сваи к диаметру (l/d) должно составлять не менее 30.

Для анализа возможных конструкций фундамента были произведены расчеты несущей способности свай различной длины и диаметров. Были рассмотрены диаметры свай 1,8; 2,0; 2,2; 2,5 и 3,0м. Рассматривались длины свай, соответствующие заглублению нижних концов свай в слой недислоцированных вендских глин на 10…90 м (что соответствует отметкам от -40…-120 м абс.).

Расчет несущей способности сваи по существующим нормативным документам имеет ограничение, существенно влияющее на расчет в рассматриваемых инженерно-геологических условиях. Принятая в СНиП методика расчета несущей способности сваи была разработана для относительно неглубоких свай (до 30…45м от поверхности земли), что не позволяет учитывать повышение сопротивления по пяте и боковой поверхности сваи на больших глубинах. Указанная особенность видна на рис.4.1.1 –сопротивление сваи в однородном грунте с увеличением её длины не возрастает, что противоречит основополагающим законам механики грунтов.

Рассмотрев характер изменения предельного сопротивления на боковой поверхности сваи в зависимости от глубины можно отметить, в грунтах с показателем текучести равным 0,2 сопротивление линейно возрастает с глубиной, что позволяет применить линейную экстраполяцию. При этом такое допущение добавляет некоторый запас надежности – на рассматриваемой площадке механические свойства грунта с глубиной возрастают нелинейно.

Таким образом, расчет несущей способности свай путем экстраполяции приведенных в таблицах СНиП значений по глубине является теоретически обоснованным и близким к нормативной методике. С увеличением глубины заложения свай в грунте растут вертикальные и горизонтальные напряжения, что в свою очередь вызывает увеличение предельных значений трения по боковой поверхности сваи и сопротивления по пяте.

Сопоставление расчетных значений сопротивления свай по пяте с экспериментальными, полученными на площадке ОДЦ «.», показало, что экспериментальные значения близки к расчетным, полученным путем экстраполяции таблиц СНиП.

В мировой практике существует общепризнанный, однако, не вошедший в действующие нормативные документы РФ (однако отражен в рекомендациях ) способ расчета по прочностным характеристикам грунта. Его суть заключается в разбиении сваи на элементарные слои по длине, определение действующего горизонтального напряжения в каждом из элементарных слоев и последующем определении предельного сопротивления по боковой поверхности по теории Кулона-Мора. При этом к значению предельного сопротивления вводится коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности, учитывающий влияние способа производства работ.

Алгоритм действий по установке свай

В первую очередь требуется произвести инженерно-геологические исследования, учет параметров, правил и нюансов, только потом следует приступать к заложению свайного фундамента. Для этого, можно, к примеру, в домашних условиях выкопать или пробурить дырку в грунте на глубину не меньше 2,5 метров. Это необходимо, чтобы произвести исследование почвы, на котором планируется возводить сооружение. Рекомендуется проводить такую работу весной, поскольку в этот период можно выяснить о наличии грунтовых вод, так как их уровень поднимается после зимы.

Затем, в зависимости от полученных результатов исследований можно определить, какой вид свай использовать для свайного фундамента. Если же на выбранном участке присутствует повышенный уровень грунтовых вод, то следует произвести дополнительную обработку свай, во избежание коррозийных процессов.

В завершение следует отметить, что перед тем, как применять для строительства свайный фундамент необходимо определится с его целесообразностью. Ведь сваи можно применять не на всех грунтах, а если возникла такая необходимость, то нужно произвести соответствующие исследования, чтобы определиться, какие сваи допускается применять на том или ином участке. В данном случае рекомендуется обратиться к сотрудникам специализированных организаций, которые не только произведут надлежащее исследование участка для строительства, но и предоставят информацию, а также рекомендации по проектированию свайных фундаментов.

Нормативные документы

Основным документом, описывающим конструкцию и типы фундаментов на свайных опорах, а также регламентирующий их конструирование и расчет считается СНиП «Свайные фундаменты».

Дом на сваях

Более современным документом, разработанным не так давно, является СП В современной редакции СНиП каких-либо значительных изменений не добавлено, хотя некоторые замены и уточнения после появления новых технологий и материалов были внесены. При сомнениях и существенных разногласиях ориентироваться, все же, следует на СП, в которых приведены конкретные примеры.

В Правилах озвучиваются основные запросы, предъявляемые к разработке конкретного типа основания – свайного.

В СП описываются различные типы опор, инженерно-геологические характеристики, рассматриваются нюансы и частные примеры расчетов вновь возводимых зданий, реконструируемых построек. Положения СП , равно как и СНиП не применяются к свайным основаниям, строящимся:

• для сооружений, находящихся под нагружением динамического характера;
• в вечной мерзлоте;
• на заглублении, превышающем 35 м;
• для сооружений, относящихся к предприятиям нефтепереработки.

Технология

Каждое конкретное решение свайного фундамента имеет свою технологию монтажа. В общем виде устройство свайного фундамента производится в следующей последовательности.

1. Подготовительные работы. Горизонтальная планировка участка, выноска в натуру осей, разметка местоположения свай.
2. Погружение свай в грунт. Производится согласно технологии для конкретного типа свай.
3. Обрубка концов недобитых свай, устройство свайного ростверка.

Технология устройства свайного фундамента для каждого типа свай описана выше. Следует отметить, что при выборе способа монтажа следует руководствоваться не только экономической целесообразностью, но и опытом проектирования в каждом регионе строительства. Местные проектные институты разработали типовые технологические карты, в которых содержится полная информация по технологии производства работ, составлены графики работы, а также спецификации требуемых машин, механизмов, оборудования и материалов.

Свайный фундамент может стать единственным приемлемым решением для слабонесущих грунтов и сложных геологических условий. В остальных случаях следует руководствоваться принципами экономической и технологической целесообразности. Устройство свайного фундамента может потребоваться для высотных зданий, ответственных или уникальных объектов. Такое решение позволяет повысить надежность основы постройки, предотвратить нежелательные деформации и перемещения.

Несмотря на технологическую сложность, в ряде случаев устройство свайного фундамента может быть экономически оправдано. Устройство свайного фундамента не требует больших объемов земляных и бетонных работ, возведение можно проводить в зимнее время без дополнительных мероприятий. Применение свай может сократить срок выполнения работ. Яркий тому пример – возведение фундаментов коттеджей с применением металлических винтовых свай.

К преимуществам свайного фундамента следует отнести:

• возможность устройства в особых геологических и климатических условиях;
• высокая надежность и стабильность фундамента;
• небольшой объем земляных и бетонных работ;
• большое количество разнообразных конструктивных и технологических решений.

Однако свайный фундамент имеет ряд недостатков, связанных в основном со сложностью технологии возведения. Среди них:

• потребность в специальных машинах и механизмах;
• требуется квалифицированный персонал;
• существует значительная вероятность возникновения непредвиденных трудностей на стадии возведения.

Также следует отметить, что в большинстве случаев стоимость свайного фундамента будет выше, чем аналогичных фундаментов мелкого заложения.

Согласно СП 50-102-2003

п. 15.2.24 Погружение винтовых и бурозавинчиваемых свай рекомендуется производить с помощью буровых установок типа СО-2, СО-1200 или специальных установок, развивающих крутящий момент не менее 32000 Н·м.

В процессе погружения свай через каждые 0,5 м должны фиксироваться и заноситься в журнал продолжительность погружения сваи и значения крутящего момента.

15.2.25 В целях минимального нарушения структуры грунта при погружении винтовых и бурозавинчиваемых свай и сокращения времени погружения значение осевой пригрузки должно приниматься в зависимости от плотности проходимого грунта. Осевую пригрузку корректируют таким образом, чтобы коэффициент погружения сваи  k_п, вычисляемый как отношение теоретического числа оборотов сваи на 0,5 м ее погружения n_т  к фактическому числу оборотов n, определяемому путем умножения скорости вращения выходного вала установки для погружения на продолжительность погружения сваи на 0,5 м, был возможно ближе к 1.

Примечание — Теоретическое число оборотов сваи на 0,5 м ее  погружения n_т определяют путем деления Δl =0.5  м на шаг спирали (винтовой лопасти).

15.2.26 При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на 0.1d  меньшим диаметра ствола сваи d , и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

15.5.9 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве фундаментных конструкций из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай. Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься по 15.5.7.

15.5.7 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из забивных, вибропогружаемых, вдавливаемых и завинчиваемых свай, входят их положение в плане, отметки голов и вертикальность оси свай.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного при:

• однорядном расположении свай поперек оси свайного ряда составляют ±0,2d  ( d — диаметр или сторона сечения свай), а вдоль оси ряда ±0,3d;
• для кустов и лент с расположением в два и три ряда ±0,2d — для крайних свай поперек оси свайного ряда и  ±0,3d — для остальных свай и крайних свай вдоль оси свайного ряда;
• для сплошного свайного поля ±0,2d  для крайних свай и  ±0,4d — для средних свай.

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных при монолитном ростверке или плите составляют ±3 см, при сборном ростверке ±1 см, а в безростверковом фундаменте со сборным оголовком ±5 см.

Предельные отклонения осей погруженных свай от вертикали составляют ±2% их длины.

плитно-свайный фундамент

Рассматривая вопрос о применимости плитно-свайного фундамента, можно отметить, что для восприятия нагрузки грунтом, залегающим непосредственно под подошвой ростверка, требуется выполнение нескольких условий. Основными из них являются наличие относительно малодеформируемого грунта непосредственно под подошвой фундамента и применение свайного основания с шагом не менее 4…5 диаметров сваи. Оба этих условия при принятой глубине заложения плитного ростверка выполняются лишь частично. Деформационные характеристики моренных отложений в 5…10 раз меньше чем у вендских глин, а шаг свай более 4…5 диаметров возможно реализовать лишь в периферийных малонагруженных зонах фундамента, что не позволит передать существенную нагрузку на грунт.

При заложении низа плитного ростверка на отметке залегания недислоцированных вендских глин (≈ – 29 м), применение ПСФ позволит передать часть нагрузки от сооружения на грунт через плитную часть фундамента. По предварительной оценке, плитной частью фундамента может быть передано до 20…30% нагрузки от здания, а количество свай сокращено на 10…20%, но при этом необходимо увеличение глубины заложения ростверка.

После технико-экономического сравнения различных вариантов фундамента, различных глубин заложения подошвы ростверка, учитывая технико-экономические показатели, принятую архитектурную концепцию и сроки выполнения работ было принято устройство подошвы ростверка на отметке -16,9 м.

Виды свай и свайных фундаментов

Классификация ведется по видам, смотри раздел 6 СП 50-102-2003. В нем расписаны устройство свайного фундамента, его проектирование, а также виды свайных фундаментов.

По способу погружения они бывают:

1. Забивные или вдавливаемые. Готовые погружают прямо в грунт или в лидерные (предварительно подготовленные) скважины.

   По материалу – бетонные, железобетонные, стальные, деревянные.

   По армированию:

   с ненапрягаемой арматурой, установленной продольно и поперечными дистанцирующими отрезками арматуры;

   с предварительно напрягаемой продольной прутковой или канатной арматурой с поперечной арматурой или без нее.

   По конфигурации сечения:

   поперечного – прямоугольные, квадратные, круглые, двутавровые и тавровые, круглые или квадратные с круглой полостью.

   продольного – цилиндрические, призматические и с боковыми наклонными гранями – трапецеидальными, ромбовидными, пирамидальными;

   по конструкции – цельные и составные;

   по виду нижнего конца – с плоским концом, с заостренным, с объемным уширенным – булавовидным, полые с открытым или закрытым окончанием и с камуфлетными пятами – со взрывными полостями.

2. Железобетонные сваи-оболочки, погружаемые с полной или частичной выемкой грунта и не заполняемые бетоном. Могут быть и бетонируемые.
3. Набивные бетонные и железобетонные. Грунт отжимается в стороны, свая бетонируется.
4. Буровые бетонные и железобетонные. В пробуренную скважину:

   на растворе устанавливают готовые элементы;

   заливают бетон;

   устанавливают армирующий каркас и заливают бетон.

5. Винтовые. Стальная труба с винтом на конце.
6. Буровинтовые. Железобетонное изделие с винтом на конце вкручивается в грунт.

Как правильно выбрать шаг?

Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.

В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.

Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.

ЗАБИВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ КВАДРАТНОГО (СПЛОШНОГО) СЕЧЕНИЯ

Забивные составные железобетонные сваи квадратного (сплошного) сечения рекомендуется применять при условии( если конструкция стыка воспринимает осевые вдавливающие и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты( а для фундаментов с выдергивающими нагрузками — также растягивающие силы.

Составные сваи рекомендуется применять:

а) при необходимости заглубления свай в несущий слой( кровля которого имеет невыдержанное залегание в пределах контуров проектируемого здания (сооружения);

б) при затруднении транспортирования длинномерных элементов( вызванных стесненными дорожно-транспортными условиями или стесненными условиями площадки строительства;

в) при отсутствии копрового оборудования( необходимого для погружения свай длиной более 12-14 м;

г) при возможности уменьшения размеров поперечного сечения свай( если при этом несущая способность таких свай удовлетворяет расчетной нагрузке.

Применение составных свай позволяет изготавливать их в формах( имеющихся на заводах железобетонных изделий для более коротких призматических свай( а погружение таких свай производить с помощью имеющихся у строительных организаций копров небольшой высоты.

Полезные видео

Специфика устройства свайных фундаментов, отличие от других типов, варианты устройства: Советы специалистов по выбору и установке фундамента за одни день: Реальный пример применения свайно-винтового фундамента под частный дом, смотрим: Свайный фундамент в ряде случаев становится единственным вариантом для обеспечения надежного основания для частной постройки. Он необходим при строительстве на нестабильных, пучинистых и сильно увлажненных грунтах.

Для возведения его лучше использовать специальную технику, но при строительстве небольшого частного, например загородного дома можно обойтись и ручным трудом. Наиболее подходящие варианты – винтовые или буронабивные сваи.

Выполнение разметки

Выполнение разбивочных работ при устройстве свайного поля является одним из важнейших этапов выполнения предварительных работ перед заглублением опор. Такой процесс разделен на три этапа:

• Выноска базисных линий свайного поля (контуров фундамента) на стройплощадку из исполнительной схемы;
• Разметка точек забивки каждого из элементов поля по проектным чертежам;
• Определение нулевой линии свайного поля, то есть отметки, по которой выравниваются опоры после погружения в грунт.

Посмотрите видео, как правильно произвести разметку участка под сваи.

Разметка производится с использованием досок обноски, между которыми натягивается проволока или веревка таким образом, чтобы точки пересечения отдельных линий выноски в точности совпали с осью забиваемой сваи согласно исполнительной схемы.

При производстве работ составляется «Акт разбивки осей», являющийся одним из важнейших документов для устройства фундамента, к нему прилагаются исполнительные чертежи и необходимые схемы, а также указывается полная информация об интервалах между опорами, положении линий и отметки высоты каждой сваи.

Осадка свайного фундамента

После возведения здания фундамент начинает оседать под действием нагрузок. Осадка может привести к перекосу конструкции с последующим ее разрушением. Чтобы этого избежать, производится расчет осадки.

Полученный результат сравнивают с допустимой осадкой (СНиП). Если расчетное значение больше, проект фундамента надо корректировать.

Что такое осадка свайного фундамента

Определение осадки – это расчет по деформациям (предельным состояниям) грунта. Оптимум – S ≤ Su, где Su – предельная осадка, S – расчетная.

Если это условие не соблюдается, нужно усиливать фундамент за счет увеличения длины свай таким образом, чтобы их концы опирались на более глубокие и устойчивые слои грунта.

Сваи создают нагрузку на грунт во всех направлениях, своей боковой поверхностью и нижними концами. На расчет нагрузок влияют следующие факторы:

• Свойства грунта, его сжимаемость, степень уплотнения.
• Длина свай.
• Количество.
• Расстояние между сваями.

При определении осадки принимается ряд допущений, облегчающих расчет, но снижающих его точность.

Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Расчетная осадка получается при суммировании сжатий всех слоев грунта, на которые давит фундамент.

Для этого определяется осадка отдельных слоев:

– Р – среднее уплотняющее давление в слое (берется из графика);

– m – сжимаемость грунта, коэффициент, полученный по результатам компрессионных испытаний;

– h – толщина слоя.

Соответственно, S = ∑ Si.

Или S = ∑ (h * β/E * P),

– E – модуль деформации слоя (если он известен);

– β – коэффициент 0,8 (СНиП).

Перед Вами расчетная схема для определения осадки фундамента методом послойного суммирования, где: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности естественного рельефа; FL — метка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сдавливаемой толщи; Нс — сжимаемая (сдавливаемая) толща.

Изображение схемы распределения вертикальных давлений и напряжений в линейно-деформируемом полупространстве расчета осадок основания с использованием метода послойного суммирования.

Определение осадки свайного фундамента

Расчет производится по аналогии с массивным фундаментом, т.е. принимается, что нагрузка равномерно распределена по всей площади фундамента, условно принятого за монолитный блок.

• Верхняя поверхность условного монолита проходит через оголовки свай.
• Нижняя – через их наконечники.
• Боковые — по крайним рядам свай.

По составленному разрезу фундамента выстраивается график Р (уплотняющих напряжений слоев).

Допустимая осадка свайного фундамента

Допустимые (предельные) значения осадки фундаментов приведены в СНиП , приложение 4. Они зависят от типа здания:

• Сооружения с железобетонным каркасом – 8 см
• Со стальным каркасом – 12 см
• Панельные и блочные бескаркасные – 10 см, и т.д.