Как делают свайный фундамент для многоэтажного строительства

Верстов, В. В. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий / В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, А. С. Чаков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 8 (194). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/194/48472/ (дата обращения: 14.02.2021).

Статья посвящена тенденциям в области строительства фундаментов многоэтажных зданий, их области применения, а также основным технологическим процессам устройства различных типов фундаментов в условиях современного строительного производства.

Ключевые слова: фундамент, грунт, свая, плита, ростверк.

Основными тенденциями современного строительства общественных и жилых зданий в крупных населённых пунктах является увеличение надземной и подземной частей здания.

Такие тенденции требуют сооружения фундаментов повышенной жёсткости, которые будут способны выдержать нагрузки от конструкций сооружения и передать их в прочные слои грунтового массива.

Строительство многоэтажного дома

Применительно к сложным инженерно-геологическим условиям (различные литологические слои, горизонты грунтовых вод не выдержаны по мощности и простиранию и другое) необходим тщательный выбор технологических решений по сооружению оградительных стенок, которые должны обладать требуемыми характеристиками устойчивости и водонепроницаемости.

Выбор конструкции фундамента один из важнейших факторов, обеспечивающих эксплуатационную надёжность и долговечность возводимых сооружений. Такая важность обуславливается влиянием работы фундаментов на состояние надфундаментных конструкций, а также сложностью, трудоёмкость и дороговизной работ по ремонту или замене фундаментов, имеющих проектные или производственные дефекты.

Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

Рис. 1. Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

В качестве фундаментов многоэтажных зданий на естественном основании во всём мире преимущественно используется сплошная монолитная железобетонная плита. При должном технико-экономическом обосновании могут также использоваться ленточные фундаменты или столбчатые фундаменты.

Применение монолитной железобетонной плиты в строительной практике, как правило, осуществляется при давлении на фундамент до 0,6 Мпа и малосжимаемых грунтах основания (таких как не рыхлые и не пылеватые пески, скальные породы или глинистые грунты в переуплотнённом состоянии.

Рис. 2. Различные конструкции монолитной сплошной плиты из железобетона

Толщина фундаментной плиты в зависимости от величины приложения нагрузки, а также инженерно-геологических условий может составлять от 1,0–2,5 м. и более (рис. 2, а). Для того чтобы уменьшить высоту фундаментной плиты в местах действия изгибающих моментов, максимальных поперечных, а также продольных сил, могут применяться рёбра жёсткости (рис. 2, б) или дополнительное усиление в зонах расположения колонн (рис.2, в).

Как делают свайный фундамент монолитного дома How to make a pile foundation of a monolithic building

Кроме того, монолитный железобетонной плитный фундамент может иметь коробчатую конструкцию (рис. 2, г). Такая конструкция предполагает устройство консолей (расширение фундамента за периметр сооружения), что расширяет область применения данного типа фундамента.

Фундаменты глубокого заложения могут изготавливаться как с помощью выемки грунта, так и без. Набивные и забивные сваи изготавливают устраивают без выемки грунта. Забивные и задавливаемые сваи обычно имеют сечение 300х300 и 350х350, что накладывает ограничения на максимальное давление по стволу сваи (максимальное давление до 1 Мпа). Если такой несущей способности недостаточно, то в таком случае необходимо применять фундаменты с выемкой грунта — свай из стальных труб или буронабивных, свай-баррет, кессонов.

Буронабивные сваи среди фундаментов глубокого заложения получили наибольшее распространение. Они могут устраиваться диаметром до 2 м. практически в любых грунтовых условиях.

Рис. 3. Устройство буронабивных свай

Кессоны (опускные колодцы) целесообразно применять в тех случаях, когда требуется передать большие нагрузки на большую глубину, грунт плохо поддаётся проходке при бурении, а также необходима высокая скорость выполнения строительно-монтажных работ.

Рис. 4. Последовательность устройства опускного колодца

Свайно-плитный фундамент обеспечивает совместную работы как плиты, так и свай. Он эффективен в тех случаях, когда грунт под подошвой фундамента может включиться в работу и воспринять часть нагрузки. Также такой тип фундамента применяется для снижения влияния новых сооружений на старые (в условиях плотной застройки), для уменьшения крена здания, а также в сооружения с несимметричными несущими конструкциями, которые неравномерно передают нагрузку на фундамент. Свайно-плитная конструкция фундамента является наиболее эффективной при строительстве сооружений, передающих большие нагрузки на основание, таких как многофункциональные комплексы, торговые центры и многоэтажные здания.

Рис. 5. Виды свайно-плитных фундаментов

1. Производство шпунтовых и свайных работ/В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, Я. В. Иванов; СПбГАСУ. — Спб., 2011. — 292 с.
2. Технология устройства свайных фундаментов: учебное пособие/ В. В. Верстов, А. Н. Гайдо; СПбГАСУ — СПб., 2010. 180 с.
3. Технологии устройства ограждений котлованов в условиях городской застройки и акваторий / А. Н. Гайдо, В. В. Верстов, Я. В. Иванов. — СПб.: СПбГАСУ, 2014. — 368 с.

В многоэтажных зданиях резко возрастают нагрузки на фундамен­ты и соответственно на грунт осно­вания. Поэтому кроме рассмотрен­ных в разделе «Малоэтажные здания» ленточных и столбчатых фундаментов в многоэтажных зданиях применяют фундаменты сплошные и свайные (глубокого заложения) .

Сплошные фундаменты (рис.1).

При строительстве многоэтажных каркасных зданий на слабых грун­тах во избежание неравномерной осадки отдельных столбчатых фун­даментов устраивают перекрестные ленточные фундаменты. Они представляют собой систему неразрезных, монолитных железобетонных, взаимно перпендикулярных балок.

Если подошва этих лент достигает значительной ширины, их объединяют в сплошную ребристую или безбалочную плиту. В многоэтажных зданиях с несущими стенами при высоте 12 этажей и более подошвы ленточных фундаментов тоже соеди­няются и превращаются в сплош­ную плиту. При сплошной плите значительно увеличивается площадь подошвы фундамента и соответст­венно уменьшается удельное давле­ние на грунт. С такими фундамен­тами здания могут надежно стоять на слабых грунтах.

Так, при строительстве здания ЦУМа в Москве для основания здания были использованы грунты, сильно разжиженные водами р. Неглинки. Здание как бы «плавает» в таком грунте, покоясь на сплошной гигантской железобегонной плите, выполненной в виде чаши.

Рис. 1. Сплошные фундаменты:

а — из перекрестных железобетонных лент; б — сплошная ребристая плита; в — сплошная безба­лочная плита

Свайные фундаменты (рис. 2).

При строительстве на слабых и сжимаемых грунтах (например, на торфяниках) для достижения естественного основания необходимо рытье глубоких котлованов под ленточные или столбчатые фундаменты, что очень дорого и трудоемко. В этом случае применяют свайные фундаменты.

Сваи используют и при прочных грунтах, если технико-экономическое сравнение выявит экономичность их применения. Свайные фундаменты состоят из свай и ростверка.

· Забивные

· набивные.

Забивная свая — это линейная сборная железобетонная конструкция квадратного, круглого или трубчатого сечения. Чаще приеняются квадратные сваи сечением 350×350 мм. Трубчатые сваи (сваи-оболочки) применяют для массивных зданий и сооружений с большими статическими и динамическими нагрузками. Диаметр их от 600 до 1200 мм. Длину свай принимают от 3 до 24 м. Сваи погружают в грунт забивкой (откуда и название свай), вдавливанием или вибрированием.

В прошлом применяли и деревянные сваи из хвойных пород. Почти все здания XVIII — XIX вв. в Ленинграде, в том числе и такое, как Исакиевский собор, покоятся на деревянных сваях.

Набивная свая — это скважина в грунте, заполняемая бетоном с послойным уплотнением вибраторами. Ее главное достоинство — возможность устройства в стесненных условиях, вблизи существующих зданий. По характеру работу сваи подразделяют на сваи-стойки, достигающие прочного грунта и опирающиеся на него, и на висячие сваи, которые прочного грунта не достигают и передают нагрузку на слабый грунт за счет бокового трения.

Рис. 2. Свайные фундаменты:

а — со сваями-стойками; 6, в — со сваями трения (висячими); г — расположение свай рядами; д — то же, кустами; 1,4 — забивные сваи; 2 — несу­щая конструкция здания; 3 — ростверк; 6 — набив­ные сваи

Нагрузка от здания на сваи передается через ростверк.

Ростверкпредставляет собой массивную монолитную или сборную железобе­тонную конструкцию, на которую опираются несущие конструкции здания. Под стены ростверк выполняют в виде ленточного фундамента, под колонны — в виде столбчатых фундаментов. Нижней частью ростверк охватывает и объединяет оголовки свай.

Под ленточный растверк сваи располагают в один или два ряда (парами или в шахматном порядке). Столбчатый ростверк объединяет отдельный куст из нескольких свай, иногда «куст свай» сокращается до одной сваи. Количество свай определяется расчетом. План расположения свай называют свайным полем.

Для массового строительства применяют каркасы из сборного железобетона. Фундаменты для сборных железобетонных колонн делают столбчатыми стаканного типа.

В нем предусматривают гнездо (стакан), куда вставляют колонну при монтаже, выравнивают ее в проектное положение и замоноличивают. Размеры стакана зависят от сечения и высоты колонны. Колонны делают высотой на 1, 2, а иногда и на 3 этажа. Привязку колонн к координационным осям предусматривают по центру колонн в обоих направлениях. При устройстве деформационного шва ставят парные колонны с осевой вставкой.

Рис. 8. Столбчатый фундамент стаканного типа:

1 — плита (с одним или двумя уступами); 2 — подколенник; 3 — сборная железобетонная колон­на; 4 — стакан; 5 — горизонтальные бороздки на колонне для лучшего закрепления ее в стакане; 6 — бетонная подготовка; hc — глубина стакана; ft. — высота фундамента; а, в — размеры подо­швы фундамента; ак, бк — размеры колонны

В нашей стране действует унифицированная типовая серия 1.020—1 для каркасных зданий из сборного железобетона. Конструктивная схема в этой серии — связевая, с обеспечением жесткости здания вертикальными элементами жесткости (железобетонные диафрагмы или стальные связи) и горизонтальными дисками перекрытий. Габариты зданий по серии 1.020—1 приведены на рис. 9.

|	следующая лекция ==>
СОВМЕЩЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ. КРОВЛИ.	|	Альтернативная Большая Пятерка

Дата добавления: 2015-11-10 ; просмотров: 8686 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Вопрос простой — может быть фундамент 17-20 этажного панельного дома без свай? просто котлован метра 3-4 и залита плита? это нормально?

Я ни разу не инженер ) Но думаю, все зависит от того,какая почва,глинистая,песчаная или каменистая. Есть ли грунтовые воды и тд и тп. Отсюда уже и решают каким быть фундаменту.Знаю точно, на песчаных почвах точно сваи. На глинистых вроде плита — лучший вариант. Могу и ошибаться

Труд без искусства — Варварство!

Может.
Особенно за последние лет 20 строители полюбили плитные основания. Сваи требуют специального оборудования, забивка вызывает протесты жителей соседних домов. А плиту залить технологически легче. Поэтому от проектировщиков требуют обязательно в первую очередь проработать плитное основание, и только если оно никак не проходит по расчету, тогда применять сваи.
Все это просчитывается, гл. образом компьютерными методами.

Песок, особенно если сухой (вопреки распространенному мнению про «замки на песке») — любимое основание у проектировщиков и строителей: прочный, стабильный, с хорошо предсказумыми осадками, достаточно точно описывается расчетными формулами. С глинистыми грунтами проблем гораздо побольше.

Профан27 написал :
Песок, особенно если сухой (вопреки распространенному мнению про «замки на песке») — любимое основание у проектировщиков и строителей: прочный, стабильный, с хорошо предсказумыми осадками, достаточно точно описывается расчетными формулами.

Ага Заезжайте в Москву в район Серебряного бора, м Полежаевской, Песчаной площади . и зайдите в диспетчерскую, где от каждого дома в этом интересном районе стоят датчики просадки строения.

В этом районе частенько вот такие «стабильности» бывают:
» >

Там вершина склона реки и вероятно песок. Значит нормально для 5 подъездного 17 этажного дома.?

BV , Вы не поверите: у «Полежаевской» моя родня живет.
И этот факт ничего не меняет в законах механики грунтов.

Mike099 , и Вы не поверите: вот такого объема исходных данных — «вершина склона реки и вероятно песок» — СОВЕРШЕННО недостаточно, чтобы делать такие выводы, нормально или ненормально. Если у Вас есть сомнения — путь Вам лежит в проектную организацию, которая дом проектировала. Там объяснят.

Одно можно сказать твердо: дома такого типа на фундаментах такого типа стоят и не падают — в тех случаях и тех местах, где это допустимао по инженерно-геологическим условиям.

Останкинская башня, к слову, стоит не на сваях, а на плитном фундаменте глубиной заложения ок. 4.5 м. Причем гениальный (это без кавычек, на полном серьезе) автор проекта Никитин считал, что вполне достаточно заглубиться на 2.5 м, но перестраховщики из вышестоящих организаций заставили зарыться еще на 2.

Расчеты конструкций (SCAD 11.5; Мономах 4.5; STARK ES); Техническое Обследование Зданий и Сооружений

И как прошли экспертизу? 29 этажей — это же больше 75 метров, попадаете под отдельный СНиП, мы не строим выше 75 лишь из-за этого. Но больше интересует, как согласилась с этим экспертиза. Дом построен? Есть ли какие-то проблемы?

Крен? Переживаю я.

Забеспокоилась насчет давления. Но это давление по нормативным нагрузкам, по расчетным выходит 310. 1200 проходит на ура и на 310, пролеты 6.6 м, но опоры не колонны, а стены, паркинга нет — подвал технический. Осадка была рассчитана изначально вручную, расчеты совпадают с Кросс, но скважины разные, грунты гуляют, поэтому предпочли машинный расчет, а еще нужно было учесть, что строится сразу два таких дома и между ними паркинг. в общем сразу все вместе и забито в Кросс.

Расчеты конструкций (SCAD 11.5; Мономах 4.5; STARK ES); Техническое Обследование Зданий и Сооружений

Что представляет собой свайный фундамент

Все свайные фундаменты в основном состоят из двух элементов. Это сваи и ростверк. Роль свай – нести нагрузку от сооружения, роль ростверка – равномерно распределять нагрузку по сваям и придавать жесткость всему фундаменту.

Ростверки бывают монолитные и сборные, высокие и низкие. Это зависит от конструктивного решения самого здания.

Основные типы свай

По передаче нагрузки – сваи – стойки и висячие сваи.

Свая-стойка проходит все слабые грунты и передает нагрузку нижним концом на более твердый грунт. Этот грунт является расчетным и несет от 80 и более % нагрузки. В этом случае работает пята сваи, а боковое трение грунта о тело сваи незначительно.

Висячие сваи погружают в сжимаемые грунты. Эти сваи передают нагрузку на грунт всей площадью боковых граней (боковое трение в этом случае около 70%.) и нижним концом.

Сваи-стойки обычно забивают, висячими лучше работают набивные – неровности граней увеличивают боковое трение. Забивные сваи изготовляют в заводских условиях, а набивные – непосредственно на участке и уже в проектном положении.

По материалу изготовления:
бетонные, железобетонные, металлические, деревянные.

Железобетонные более долговечны.

Деревянные сваи не требуют больших затрат и просты в устройстве, но имеют один большой минус – у них небольшой срок службы, в зависимости от обработки, 7-20 лет. В основном их делают под деревянными сооружениями с таким же сроком эксплуатации.

Многие скажут, что почти весь старый Петербург начала 19 века, включая Исаакиевский собор, стоит на деревянных сваях. И они будут правы.

Но фундамент Исаакиевского собора строили пять лет, копали в болоте глубокие траншеи, забивали обожженные сосновые сваи с шагом 25 см, заполняли и уплотняли пространство между оголовками древесным углем и потом, как сборный ростверк, укладывали два ряда гранитных плит, со смещением швов. Всего свай было забито около 25 тысяч. Дороговато для частного строительства. Но главное в том, что все сваи находятся ниже уровня грунтовых вод, а деревянные сваи, расположенные в ПРЕСНОЙ воде или в грунте ниже уровня грунтовых вод, имеют практически неограниченный срок службы. Самое уязвимое место – это где по высоте сваи вода граничит с воздухом.

В малоэтажном строительстве, из-за простоты и дешевизны, в основном применяются буронабивные сваи. По намеченным местам пробуривают скважины с обсадной трубой или, если позволяет грунт, без трубы, устанавливают каркас из арматуры класса А-3, с выпуском концов для последующего заливания их в монолитный ростверк и заливают бетонную смесь. Товарный бетон должен быть не ниже М-200. Если бетонную смесь приготавливают на месте, то марка применяемого цемента – не ниже М-400. Если обсадную трубу оставить на свае, то это повысит прочность и долговечность фундамента.

В последнее время все большей популярностью пользуются свайно-винтовые фундаменты. К нам эта практика пришла с запада, хотя первыми предложили использовать сваи с лопастями (винтовые) еще советские инженеры.

К положительным факторам этого типа фундаментов можно отнести:

• Строительство на сложных рельефах (перепад по высотным отметкам).
• Монтаж на слабых грунтах и высоком уровне грунтовых вод.
• Экономичность при одинаковой прочности с ленточными фундаментами.
• Отсутствие земляных работ.
• Возможность производить работы круглый год.
• Быстрота и малая трудоемкость (четыре человека за 2-4 дня).
• При вкручивании грунт сохраняет естественную структуру и уплотняется, а лопасти распределяют нагрузку по большей площади.
• Возможность работ в стесненных условиях (коммуникации, соседние строения).

Главный недостаток винтовых свай – это материал. Сваи изготавливаются из металлических труб.

Для индивидуального строительства это трубы от 48 до 108 мм. Мелкие используются под заборы и сараи.
Труба Ф 108 мм используется для строительства домов и должна иметь стенку не менее 4 мм.

Металл подвержен коррозии и поэтому, при кажущейся простоте изготовления, лучше отдать предпочтение проверенным на рынке поставщикам. Даже небольшим предприятиям трудно выдержать технологию антикоррозийной защиты.

В зависимости от изготовления оголовка винтовые сваи делятся на три типа:

1. Литые. Самые надежные, но и самые дорогие.
2. Комбинированные. Оголовок состоит из двух частей – конуса и лопастей.
3. Сварные. На заостренный конец привариваются лопасти. Для трубы 108 мм диаметр лопастей 300 и более мм, толщина не менее 5 мм. Эти дешевле, но применяются не на всех грунтах.

Условия, располагающие к выбору свайного фундамента

Свайные фундаменты применяются не только на слабых грунтах, но и на грунтах, которые под действием влаги резко снижают свою несущую способность, вплоть до перехода в состояние плывуна.

Свайный фундамент представляет собой группу свай, заглубленных в землю и объединенных ростверком. Такая конструкция оптимально распределяет нагрузку и позволяет избежать основных проблем — растрескивания и неравномерной усадки основания. При возведении частных домов используются различные виды свайных фундаментов, особенно актуальны они в регионах с подвижными или сложными грунтами.

Основная классификация

Существует несколько классификаций свайных фундаментов, но чаще всего используют классификацию по степени заглубления:

• Низкий ростверк. Закладывается глубже зоны промерзания, снижает негативное воздействие пучиноопасной почвы, переносит вертикальное давление на основание здания.
• Высокий ростверк. Располагается над поверхностью земли. Такой свайно-ростверковый фундамент востребован при строительстве домов с подвальными помещениями, а также при возведении мостовых опор.
• Промежуточный ростверк. Лежит на поверхности земли, не заглубляется. Подходит для местностей со спокойными грунтами.

При подборе оптимального типа фундамента обязательно учитывается состав и глубина промерзания почвы. Измерить последний показатель довольно сложно, поскольку он может отличаться даже в пределах одного участка. Плотные и влажные грунты промерзают сильнее, что отражается на глубине закладки фундамента. Важную роль играют и сезонные особенности: зимой вспучиваются практически все виды почвы.

Разновидности свай

Основы свайного фундамента изготавливают из различных материалов: дерева, армированного бетона, металла в чистом или комбинированном виде. По локализации выделяют одиночные и ленточные сваи, свайные кусты и поля. Последние используются при сооружении многоэтажных и башенных конструкций.

По способу монтажа сваи делятся на несколько типов:

• вдавливаемые заглубляются в грунт при помощи гидравлических насосов;
• набивные изготавливаются на месте (бетон заливается в заранее пробуренные скважины);
• забивные буквально вбиваются гидравлическими молотами, используются при строительстве тяжелых зданий на проблемных грунтах, практически не имеют аналогов по прочности и надежности;
• винтовые ввинчиваются в грунт по типу шурупов ручным или машинным методом, подходят для возведения легких деревянных или каркасных домов.

В зависимости от того, какие элементы были использованы, фундамент называют свайно-ленточным, свайно-забивным, свайно-ростверковым или свайно-винтовым. У каждого типа есть свои особенности, но достоинства и недостатки едины для всей группы.

Плюсы свайного фундамента

• Высокая устойчивость к разнонаправленным нагрузкам: продольным, поперечным и комбинированным.
• Химическая инертность, стабильность на химически активных грунтах — это преимущество относится только к бетону.
• Долговечность и высокий запас прочности — при необходимости можно увеличить этажность готового дома.
• Сокращение сроков строительства — при использовании заводских заготовок объем «мокрых» работ минимален.
• Универсальность — свайный фундамент подходит для болотистых и торфяных грунтов, прибрежных зон и регионов с большой глубиной промерзания грунтов.

Минусы свайного фундамента

• Необходимо использовать дорогостоящую крупногабаритную технику, которой требуется большая площадь для маневров. Ее применение возможно не на всех земельных участках.
• Опасность разрушения соседних построек, особенно если при монтаже используются мощные молоты. Такая техника вызывает сильные продольные колебания в почве.
• Сложность некоторых инженерных решений, требующая точных расчетов.
• Обязательное проведение геологических изысканий. При обустройстве свайных фундаментов на горизонтально подвижных почвах возможно смещение свай при пучении грунта зимой.

От чего зависит выбор типа фундамента

При выборе типа фундамента — любого, а не только свайного — необходимо учитывать ряд факторов:

• наличие и уровень залегания грунтовых вод на участке;
• тип грунта, его состояние и глубина промерзания;
• планируемая величина нагрузки от здания;
• наличие подвального помещения и подземных коммуникаций под домом;
• используемые строительные материалы;
• расчетный срок службы постройки.

Расчеты для обустройства свайно-ростверкового, свайно-винтового, свайно-ленточного и свайно-забивного фундамента лучше доверять лицензированным организациям. Для самостоятельного монтажа недостаточно посмотреть пару видео — для обустройства таких оснований требуются профессиональные знания и навыки.

Основные типы фундаментов многоэтажных каркасных зданий:

Ленточные фундаменты устраиваются в сборном или сборно-монолитном варианте для зданий с неполным или скрытым каркасом высотой до 16 этажей. Порядок выполнения работ состоит в: доборе грунта до проектных отметок, устройстве выравнивающей песчаной подготовки, укладке фундаментных плит, установке сборных траверс и стаканов или устройстве монолитных фундаментных балок, послойной обратной засыпке пазух фундаментов.

Столбчатые фундаменты устанавливаются в соответствии с ранее рассмотренными рекомендациями для монтажа одноэтажных промзданий.

Монолитные фундаментные плиты устраиваются в качестве фундаментов зданий с высокими нагрузками на колонны, что чаще имеет место в зданиях высотой более 16 этажей. Обычная толщина плоской плиты до 1,0…1,5 м, ребра ребристой плиты могут иметь высоту 2,0 м и более.

Армирование и бетонирование плоских плит ведется обычными методами, при минимальной номенклатуре арматурных сеток и каркасов и с применением высокопроизводительных бетононасосов с послойной укладкой и уплотнением смеси. При устройстве ребристых плит дополнительно возникают объемы работ по установке опалубки и арматуры ребристой части фундамента, что существенно повышает трудоемкость работ.

Фундаменты коробчатой конструкции за счет размещения в них «технических этажей» могут иметь высоту до 6 м. Технологическая последовательность выполнения работ состоит в устройстве нижней плиты, возведении железобетонных стенок и верхней плиты. Из-за высокой трудоемкости работ и большого расхода материальных ресурсов такие конструкции применяются реже, чем плоские и ребристые плиты.

Свайные фундаменты получили широкое распространение в практике строительства многоэтажных и высотных зданий. Последовательность производства работ при забивных сваях включает: забивку проектных и дублирующих свай, обрезку голов свай, устройство ростверка, приямков и каналов для инженерного оборудования и коммуникаций.

Буропабивные свайные фундаменты наиболее эффективны при возведении зданий повышенной этажности, когда грунты основания имеют невысокую несущую способность. Такие сваи выполняют функции глубинных опор с опиранием на более плотные грунты. Для повышения несущей способности свай используют методы бурения путем
раскатывания и уплотнения стенок скважин, а также создания различного рода уширений.

Технология производства работ состоит в бурении скважин, армировании, укладке бетонной смеси с последующим устройством ростверка в виде поясов или монолитных железобетонных плит.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Планируя построить дом для постоянного проживания, мы обязательно должны задумываться о том, какой тип фундамента будет наиболее подходящим для желаемого нами строения. И среди всех разновидностей фундаментов выбор должен остановиться на варианте, наиболее соответствующем геологическим особенностям участка, типу конструкции, возможностям подведения коммуникаций и желаниям и возможностям владельцев участка. В этой статье мы расскажем Вам о том, какие здания возводятся на свайном фундаменте, а какие строения возводить на сваях настоятельно не рекомендуется, подойдет ли именно Вам дом на сваях, поднимем плюсы и минусы свайного строительства.

Свайный фундамент — это ряд вбитых в грунт свай, которые объединены сверху специальной плитой. И для начала стоит указать, для какой почвы свайный фундамент подходит больше всего. Это, как правило, очень слабый, насыщенный водой грунт: пески и глина.

Влажный грунт вспучивается больше сухого в холодное время года, а если и грунтовые воды находятся на относительно небольшой глубине, промерзание усиливается. Данное свойство делает его не самой удобной средой для возведения фундамента, так как под воздействием веса самого строения и сопротивления грунта, морозное пучение способно вызвать разрушение основы здания. Свайный фундамент отлично избегает этого благодаря особенностям возведения и тому, что сваи изготавливаются из железобетона (реже металла). Также такой вид фундамента создан также и для участков со сложным рельефом, например, большими перепадами высот.

Сваи для фундамента могут различаться по материалу изготовления:

• железобетон. Сваи из этого материала эксплуатируют при строительстве крупных зданий, так как они способны выдержать очень большую нагрузку;
• из металла изготавливают сваи небольшой массы, которые отличаются легкой установкой;
• буронабивные и буроинъекционные сваи используют не только для возведения конструкций, оказывающих высокую нагрузку на фундамент, но и для укрепления последнего. Для их установки буронабивных бурится скважина, которая заливается бетоном и укрепляется арматурой. Буроинъекционные же устанавливаются так, чтобы их основная несущая способность получалась за счет прочности контакта боковой поверхности сваи и грунта, поэтому их иногда называют «висячими».

Свайный фундамент также разделяют по способу возведения:

• забивные сваи, для установки которых требуется специальная техника;
• винтовые сваи, установка которых является наиболее простой, так как осуществляется без применения спецтехники (простое вкручивание в почву);
• буровые сваи, для которых, соответственно, необходимо бурить скважины;
• буронабивные после бурения скважин требуют заливки цементным раствором.

Строительство свайного фундамента будет оправдано также в случаях, когда Вы желаете построить легкую конструкцию, рассчитанную на сезонное посещение: летний домик, база отдыха, а не дом для постоянного проживания. Плюсом выступает простота и скорость возведения такого основания: не нужно ждать пока затвердеет бетонный раствор, необходимость в опалубке также отпадает. Из этих преимуществ вытекает следующее — расходы на такой фундамент также сокращаются в сравнении с ленточным и плитным, себестоимость материалов ниже. Однако, из вышеперечисленных достоинств естественно вытекают и недостатки, о которых стоит поговорить подробнее.

Минусы свайного фундамента:

1. Во-первых, это невозможность построить прочное здание «на века», используя технологию строительства на сваях. Это основание просто не создано для того, чтобы выдерживать массу таких плотных материалов как кирпич или блоки. Соответственно, возвести стены из них не выйдет. Это может стать причиной их низкой шумоизоляции и долговечности. К тому же построить двухэтажный дом будет весьма проблематично из-за низкой несущей способности такого фундамента.
2. Во-вторых, решив возводить дом на сваях, Вы должны понимать, что в условиях российского климата такое здание будет страдать от колоссальных теплопотерь. Виной тому отсутствие контакта с почвой, который бы обеспечивал стабильный температурный градиент между полом и грунтом (разница между температурой грунта и температурой пола здания). При поднятии пола в воздух температура под ним становится близкой к той, что царит на улице, поэтому в холодный сезон градиент будет повышаться, что приведет к общему понижению температуры в помещении. Попробовать справится с данной проблемой можно с помощью утепления минеральной ватой по периметру, но долгосрочного эффекта не получится: материал без продухи сгниет за пару лет. Наличие же продухи просто нивелирует желаемое утепление.
3. В-третьих, при эксплуатации свай из металла необходимо их окрашивание раз в 2-3 года. Делается это с целью приостановить процесс ржавления и разрушения. Недостаток здесь заключается не только в том, что Вам нужно выполнять покраску металлической части конструкции, но и в том, что зачастую области, нуждающиеся в покраске находятся вне Вашей досягаемости и разрушаются намного быстрее.
4. В-четвертых, возводя фундамент на сваях для частного дома забивным способом в близости с другими зданиями (особенно старыми и ветхими) чревато большими проблемами не только для Вашего строения, но и для рядом стоящих. Причем для последних они начнутся с самого момента вбивания свай. Из-за того, что грунт уже деформирован ближайшими зданиями, Ваше строительство фундамента деформирует его еще больше и увеличит риск повреждения их фундаментов и неустойчивости Вашего. Поэтому их желательно возводить на более отдаленных от других построек участках.

Мы надеемся, что если Вы планируете недорого построить дом, в котором планируете постоянно проживать, то Ваш выбор не остановится на здании на свайном фундаменте. Выбор свайного фундамента для частного дома является отличной опцией в качестве временного жилья или жилья для отдыха, но совершенно не подходит в качестве дома на круглый год. Постоянно проживать в зданиях с такой основой вполне можно, но только не в нашей климатической зоне.

Сваи представляют собой железобетонные стержни с острым концом. Эти компоненты фундамента нужны для того, чтобы делать сооружение устойчивее. ПГП Пешелань забиваются в грунт с помощью мощных молотков, работающих на дизельном топливе. Бывает также, что для этих целей используют гидравлические молоты или же копровые установки.

Виды свай и способы их установки

Сваи бывают нескольких видов, а классифицируются они в зависимости от способа установки. Так, например, свая может быть забивной, которая состоит из элементов круглой и квадратной формы. Такая свая забивается возле или на месте возводимых зданий с помощью мощного дизельного молота.

Бывает еще вдавливаемый вид свай, они устанавливаются примерно так, как и забивающиеся, только здесь для этих целей используется мощный гидравлический пресс. Из менее известных типов свай можно выделить буросекущие, бурозавинчивающиеся, буронабивные и буроинъекционные.

Винтовые (буровые) сваи применяют в основном при сложных условиях строительства, то есть при ненадежном грунте. Такая свая устроена по принципу шурупа, то есть при забивании она автоматически закручивается в землю.

Ее достоинством является то, что после установки ее вытянуть уже практически невозможно, она сидит в грунте наглухо. Так обеспечивается отличная опора для сооружений в затруднительных местах стройки.

Наиболее часто можно встреть при строительстве забиваемые сваи, так как их проще всего устанавливать. Здесь используется механический молот, который работает по принципу гигантского поршня и цилиндра. То есть сначала происходит сжатие дизельного топлива, затем оно воспламеняется, а ударная волна затем загоняет сваю в грунт.

Сваи являются важнейшим элементом в строительстве больших сооружений. Благодаря сваям в значительной степени сохраняется фундамент здания, они предохраняют его от образования трещин и дальнейшего разрушения. Чаще всего сваи используют в тех местах, где необходимо строить сооружение на неустойчивой почве. Сюда можно отнести песчаные почвы, болота и так далее. Помимо этого сваи могут использоваться в тех местах, где грунт содержит слишком много влаги и глины.

Благодаря сваям высотные дома не падают при дуновении ветра, эти элементы представляют для них что-то наподобие якоря. Также сваи удерживают здание при вибрациях, они препятствуют его подмыванию.

Источник: silite.spb.ru

Свайный фундамент

Свайный фундамент относится к фундаментам глубокого заложения – передача нагрузки на основание происходит не только по подошве, но и по боковым граням сваи, что происходит за счет трения и сцепления с грунтом основания. Устройство такого фундамента – довольно сложный процесс, требующий значительных трудозатрат, а также применения специальных технологий, оборудования и механизмов. Проектировать свайный фундамент целесообразно в случаях, если:

• строительный участок имеет сложные геологические условия;
• несущая способность основания недостаточна для устройства фундаментов мелкого заложения – ленточных, столбчатых или плитных.

К сложным горно-геологическим условиям можно отнести такие типы сжимаемых оснований: просадочные, насыпные или пучинистые грунты, а также условия вечной мерзлоты, болотистую местность. Свайный фундамент менее подвержен деформациям, связанным с изменениями характеристик грунтов при их намокании, проседании, сдвиге геологических слоев. Такой тип фундамента является более стабильным, он менее подвержен перемещениям при нагрузке, осадке и крену.

Необходимость устройства свайного фундамента также может возникнуть, если грунты основания имеют низкую несущую способность. При выполнении расчета, может оказаться, что площади подошвы плитного фундамента недостаточно или плита требуемых размеров значительно выступает за контур здания. Свайный фундамент в подобном случае позволит использовать в качестве основания нижележащие слои.

Срок службы

Долговечность свайного фундамента зависит от материала, из которого выполнены сваи, а также условий их работы. В большинстве случаев расчетный срок службы такого основания составляет 50-100 лет. Более долговечными являются железобетонные сваи. Металлические и деревянные сваи имеют меньший срок службы и требуют дополнительной обработки.

Точный срок службы должен определяться для каждого типа свай и конкретных условий среды. При этом следует учитывать опыт проектирования и строительства в условиях конкретной местности.

Типы свайного фундамента, материалы и особенности

Фундаменты данного типа могут иметь различную конфигурацию, сваи выполняться из разных материалов и отличаться формой.

Компоновка свайного фундамента

По конструктивному решению свайный фундамент может быть представлен:

• одиночными сваями;
• свайными кустами;
• свайными лентами;
• свайными полями.

Одиночные сваи, как правило, используются в качестве фундаментов под колонны и стойки, нагрузка на которые не достигает больших значений. Такая конструкция фундамента может применяться для опор линий электропередач, а также других мачтовых или башенных конструкций, возводимых на нестабильных, слабонесущих грунтах.

Свайные кусты представляют собой несколько забитых неподалеку друг от друга свай, объединенных вышележащей конструкцией – ростверком. Как и одиночные сваи, кусты являются фундаментами под колонны. Но надежность и несущая способность такого фундамента будет значительно выше, чем у одиночной сваи. Для любого конструктивного решения свайного фундамента справедливо минимальное расстояние между сваями – оно не должно быть меньше трех условных диаметров сечения сваи.

Свайные ленты обычно устраиваются в качестве фундаментов для стен. Сваи забиваются в один или несколько рядов, образуя вытянутые ленты. В таком случае применяется ростверк балочного типа.

Свайные поля проектируются в качестве фундаментов для многоэтажных зданий, а также сооружений, передающих значительную нагрузку основанию. Отличительная особенность свайного поля – расположение свай под всем зданием и устройство общего плитного ростверка, повторяющего контур здания.

Можно провести аналогию между конструктивным решением и компоновкой фундаментов мелкого заложения и свайными: одиночные сваи и кусты соответствуют столбчатым фундаментам; ленты свай – ленточным, свайные поля – плитным фундаментам.

Ростверки

Ростверк – элемент свайного фундамента, обеспечивающий совместную работу группы свай. Устраивается для свайных кустов, лент, полей. По способу взаимодействия с грунтом ростверк может быть низкий или высокий.

Низкий ростверк погружен в грунт, при его проектировании действуют те же принципы, что и при проектировании фундаментов мелкого заложения. Основные из них: низ ростверка должен находиться ниже глубины промерзания грунта, также требуется обеспечить гидроизоляцию фундамента. Главная особенность низкого ростверка – нагрузка от вышележащих конструкций передается основанию не только по поверхностям свай, но и по подошве ростверка. Его можно рассматривать как фундамент мелкого заложения и учитывать при расчете.

Высокий ростверк устраивается выше уровня планировки, таким образом, он не соприкасается с грунтом. Это решение рекомендуется применять для болотистой местности, а также на основаниях с повышенным уровнем грунтовых вод.

Сваи-стойки и висячие сваи – отличия, особенности

По способу взаимодействия с грунтом сваи можно разделить на:

• висячие сваи;
• сваи-стойки.

Висячие сваи передают нагрузку на основание за счет сил трения и сцепления, возникающих между боковыми поверхностями сваи и грунтом основания. Для такого решения фундамента требуется расчет осадок, так как сваи располагаются в сжимаемом грунте в свободном состоянии, не связаны с прочными инженерно-геологическими слоями основания. Висячие сваи применятся в тех случаях, когда в ходе инженерных изысканий на строительном участке на доступной глубине не были обнаружены грунты, которые могли бы стать опорным слоем для свай-стоек.

Сваи-стойки передают нагрузку от здания на прочный несжимаемый слой основания, который служит опорой для них. Задача сваи-стойки – пройти ненадежные верхние слои грунта и обеспечить опирание фундамента на нижележащие слои, если они обладают требуемой несущей способностью. Классическим случаем устройства свай-стоек является геологическая ситуация, при которой под слабонесущим сжимаемым верхним слоем грунта находится прочный слой, представленный, к примеру, скальным грунтом. Нередко такой тип фундамента устраивается для насыпных оснований: сваи проходят насыпной слой грунта и достигают нижележащего целика, представленного плотным суглинком естественного происхождения.

Грунты, которые могут являться несущим слоем для свай-стоек:

• скальные;
• крупнообломочные;
• плотные глинистые.

При расчетах фундаментов на сваях-стойках в большинстве случаев пренебрегают силами трения по боковым поверхностям сваи. Необходимо обеспечить прочность сваи: по типу работы под нагрузкой данный тип свай напоминает колонны. В большинстве случаев, необходим только расчет прочности свай; расчет по деформациям – осадке фундамента, не требуется. Этот факт также является характерной особенностью данного вида свайного фундамента.

Способы погружения свай в грунт

Ввиду большого разнообразия конструктивных и технологических решений устройства свайного фундамента, существует множество способов установки свай в проектное положение. Основные из них:

• забивные;
• набивные;
• буровые;
• винтовые.

Эти способы можно условно разделить на две категории: с выемкой грунта и без. Забивные и набивные сваи устраиваются без выемки грунта, буровые и винтовые – с выемкой.

Забивные сваи

Забивные сваи погружаются в грунт при помощи дизель-молотов, вибропогружателей, вибровдавливателей и других подобных механизмов. В основном, забивные сваи изготавливаются из железобетона, имеют довольно большое поперечное сечение. Длина забивных свай зависит от площади поперечного сечения. Наиболее распространены сваи сечением от 300х300 до 500х500, длина которых составляет от 3 до 14м. Предусмотрена возможность устройства составных свай большей длины.

• относительная простота выполнения работ;
• не требуются вспомогательные земляные работы;
• возможность проведения работ в зимнее время;
• не производится бетонирование свай в грунте.

• создание вибрации, которая может нарушить фундаменты соседних строений;
• перерасход арматуры, так как требуется, чтобы свая выдерживала транспортные и монтажные нагрузки;
• значительный процент сломанных и недобитых свай.

Для установки забивной сваи в вертикальное положение используется специальный механизм – копер. Забивание свай, чаще всего, производится при помощи гидромолота. Погружение сваи происходит до требуемой глубины, может быть остановлено, если отказ сваи – расстояние, на которое она погрузилась за один удар, будет меньше заданного значения.

Набивные и буровые сваи

Устраиваются в шурфах, пробитых при помощи извлекаемой сваи или инвентарной трубы (болванки). Полученная скважина заполняется бетонной смесью. Скважины буронабивных свай выполняются при помощи установок шнекового бурения, погружения извлекаемых и не извлекаемых обсадных труб. Диаметр свай данного типа составляет 0,5-1,2 м, длина – до 25м.

• не требуется доставка габаритных сборных элементов на строительную площадку;
• оптимальное использование арматуры;
• возможность устройства наклонных свай, а также свай с расширяющейся пятой.

• низкая скорость выполнения работ за счет наличия дополнительных операций;
• сложный процесс бетонирования;
• набивные сваи не рекомендуется устраивать в грунтах, имеющих агрессивную к бетону среду.

Буровые инъекционные сваи могут успешно применяться при реконструкции ветхих строений. Такой метод не создает вибрацию, бурение можно проводить в непосредственной близости от постройки. Пробуренная скважина заполняется специальным раствором. Такой метод применялся для реконструкции исторических зданий, построенных на деревянном свайном фундаменте.

Винтовые сваи

Устройство винтовых свай является частным случаем буровых свай. Отличительная особенность метода – материал и форма самой сваи. Винтовые сваи изготавливают из металла, на их конце выполнены специальные лопасти, обеспечивающие возможность ввинчивания сваи, а также большую площадь трения и опорную пяту. Длина таких свай может достигать 12м. Винтовые сваи часто применятся для усадебного строительства на болотистой местности или на слабых, нестабильных грунтах.

• сравнительно простая и быстрая технология монтажа;
• возможность проведения работ в зимнее время;
• хорошее сопротивление осадке и выдергиванию фундамента.

К недостаткам буровых свай следует отнести необходимость тщательной антикоррозионной обработки. Сваи необходимо ввинчивать аккуратно, чтобы не повредить защитный слой.

Материал свай

В зависимости от технологии монтажа и условий площадки, для выполнения свай могут применяться следующие материалы:

• сборный железобетон – для забивных свай;
• монолитный железобетон – для набивных, буровых
• цементные растворы – для буровых инъекционных;
• древесина – для забивных;
• металл – винтовых, забивных свай.

Сваи из сборного железобетона изготавливаются на специализированных предприятиях по типовым каталогам и сериям. За счет правильной технологии твердения, бетон таких свай имеет большую прочность, меньше подвержен разрушению в агрессивных средах.

Монолитный железобетон применяется для заполнения пробуренных или продавленных скважин. Технология правильного бетонирования таких свай довольно сложная: необходимо подавать бетонную смесь на значительную глубину, предотвращая ее падение с большой высоты, иначе бетон расслоится. Инъекционные растворы имеют мелкий наполнитель, в них добавляется значительное количество модификаторов для лучшего заполнения глубоких скважин небольшого диаметра.

Деревянные сваи применяют для временных построек в тех регионах, где дерево является доступным распространенным материалом. Для таких свай требуется дополнительная обработка составами, предотвращающими гниение материала.

Забивные сваи могут выполняться из стали, как из прокатных профилей, так и в виде составных сечений. Наиболее распространены винтовые металлические сваи.

Сечения свай

Сваи могут иметь следующие формы поперечного сечения:

• прямоугольное, квадратное;
• тавровое, двутавровое;
• круглое.

Железобетонные забивные сваи-стойки имеют, в основном, прямоугольное сечение. Висячие сваи могут проектироваться таврового и двутаврового сечения для обеспечения большей площади боковой поверхности. Такое сечение обеспечивает большую жесткость и прочность на изгиб. Буровые сваи имеют круглое сечение.

По типу продольного сечения, сваи разделяются на:

• прямоугольные (призматические);
• пирамидальные;
• трапециевидные;
• с расширенной пятой.

Последние три типа лучшим образом подходят для устройства висячих свайных фундаментов в сжимаемом основании.

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.

Источник: nuvse.com