Как выглядят сваи для строительства многоэтажного дома

Знаете, что из себя представляет дом? Возможно, с первого взгляда этот вопрос кажется нелепым — все мы в детстве (да и не только в детстве, если вспомнить нейросетевые эксперименты Google) рисовали домики. Сначала, конечно, это простые квадратики с треугольником двускатной крыши сверху, но потом на рисунках появляются и панельные пятиэтажки (количество этажей, конечно, условность), а иногда и дома повыше. Со временем рисунки становятся все более детальными, на них появляются подъезды и даже занавески в окнах — не успеете оглянуться, как вы уже взрослый человек.

Вы больше не рисуете домики цветными карандашами для развлечения, но знаете о строительстве домов гораздо больше, чем в детстве, даже если вы и не строитель вовсе. Теперь вы можете отличить кирпичный дом от панельного и с первого взгляда распознаете девятиэтажки серии II-49, даже если сами эти цифры вам ничего не говорят. Только одно, скорее всего, не изменилось с детства — вы смутно себе представляете устройство современной сваи, не говоря уже о таком технологически сложном процессе, как тестирование свай. Да-да, сваи тестируют, причем прямо на строительной площадке. Мы попросили специалистов Level Group рассказать нам на примере одного из своих строящихся объектов — жилого комплекса «Level Амурская» — о том, какие сваи они используют, как их строят и испытывают на прочность.

Усиление фундамента многоэтажного жилого дома с помощью винтовых свай

О компании

• Компания Level Group работает на рынке с 2016 года, позиционируется как девелоперская компания нового уровня.
• Основным акционером компании является владелец холдинга «РусАгро», бизнесмен и филантроп Вадим Мошкович.
• В портфеле компании — три крупных проекта на территории Москвы: апартаментный комплекс бизнес-класса «Level Павелецкая» в Жуковом проезде (метро «Павелецкая»), жилой комплекс комфорт-класса «Level Амурская» у метро «Черкизовская», клубный дом бизнес-класса «Level Кутузовский» на улице Гришина (Кутузовский проспект).
• Level Group участвует в крупном благотворительном проекте Мошковича — строительстве школы «Летово» (Новая Москва). Уникальная школа и кампус, готовые принять детей со всей России, откроются в сентябре 2018 года.

Итак, что мы строим? Это жилой комплекс «Level Амурская» в Москве. Несколько зданий будут стоять на общем фундаменте, причем самые высокие дома будут самыми настоящими жилыми небоскребами — 130 метров в высоту.

«В условиях Москвы необходимо использовать сваи — никакая плита разумной толщины не сможет нести такую нагрузку и распределить ее должным образом».

В Москве и Московской области плотные слои грунта находятся на глубине 40-60 метров, и в данном случае это оказался известняк, до которого пришлось дотягиваться буронабивными сваями длиной 36-48 метров и диаметром 100 и 120 сантиметров. Выбор длины и диаметра конкретной сваи зависит от глубины залегания известняка и нагрузки, которая приходится на этот участок фундамента. Буронабивные сваи выдерживают приблизительно в 10 раз больший вес, чем готовые железобетонные сваи, вколачиваемые в землю, что удобно, если вы решили строить тяжелые высотные дома.

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

Схема постройки буронабивных свай

Тут стоит, конечно, уточнить, что глобально сваи делятся на два вида по принципу взаимодействия с грунтом: они бывают висячие и сваи-стойки (они же опорные сваи). Висячие сваи ни на что не опираются и удерживают постройку на месте за счет трения об грунт. Проще говоря, чем больше количество свай или площадь их поверхности, тем тяжелее «выдернуть» здание из земли.

Сваи-стойки представляют собой «ножки» фундамента, главная цель которых — опереться на твердое основание под землей. Со стороны может казаться, что тут все работает так же, как и с висячими сваями: «Они воткнуты в землю, и поэтому дом стоит», — но на самом деле дом на опорных сваях стоит на них как на длинных «ножках» на скале (или другом прочном основании) глубоко под землей. А грунт вокруг ножек не особо влияет на происходящее.

Арматурный каркас приезжает 12-метровыми сегментами, которые сваривают до нужной длины уже на стройплощадке

«Мы привыкли, что свая — это некая конструкция, которую привезли на площадку и забивают, как в мультике „Ну, погоди!“. В данном случае такие сваи не проходят — сваи длиной 36-48 метров невозможно привезти и забить, поэтому мы используем метод буронабивных свай».

В данном случае используются буронабивные опорные сваи, и постройка такой сваи — совершенно отдельный технологический процесс, особенно в том виде, в котором это реализовано Level Group. Сначала свая вообще существует только в виде модели с заданными характеристиками, и в зависимости от нужных параметров из арматуры в цехах варятся 12-метровые сегменты каркаса сваи (ограничение по длине существует исключительно для удобства перевозки каркасов). В это время на стройплощадке бурится скважина, причем бурение идет с обсадной металлической трубой — чтобы земля не осыпалась внутрь. Когда бур дошел до известняка, скважина готова. Сегменты каркаса сваи свариваются в единое целое, каркас поднимается краном в вертикальное положение и аккуратно опускается в скважину, после чего все заливается бетоном (в данном случае это тяжелый б-40), а обсадная труба вытаскивается.

«Почему вообще мы используем железобетон, а не из бетона все делаем? Бетон — отличный материал, который хорошо работает на сжатие. Но в конструкции любого здания существуют не только сжимающие, но и растягивающие движения [. ] Арматура отлично работает на растяжение и дает гибкость конструкции, поэтому железобетон сейчас лучший материал для любой стройки».

Любопытно что в центре каркаса при этом оставляют три трубки, которые идут до самого низа сваи и нужны для цементации грунта под подошвой сваи.

Трубки для цементации грунта

«Известняки, которые находятся на глубине, неоднородные — из-за активного движения грунтовых вод вымываются соли, формируются трещины и включения глины. Если мы видим, что основание недостаточно прочное, чтобы опереться, то его надо дополнительно укрепить. Мы строим жилой дом и на авось полагаться не можем, поэтому под подошвой каждой сваи, ниже 50 метров, мы делаем дополнительное укрепление — три цементации».

Через эти трубки с помощью цементационных установок опускают монитор на штанге, который вращается и подает воду под давлением, вымывая и перемешивая грунт под сваей. Затем туда же закачивается цемент, который одновременно и увеличивает площадь опоры сваи и укрепляет грунт.

Сваренный каркас опускают в скважину и заливают бетоном, в центре предусмотрены трубки для цементации

«По сути, под каждой сваей получается упрочненное основание, и это технологически серьезная, сложная и дорогая технология. Но дорогая, если мы говорим в принципе о технологии, а в данном случае она позволила нам сократить количество свай раза в два».

При заливке свай из той же партии бетона заливаются кубики, которым дают застыть и проверяют их на прочность под прессом через 7 и 28 суток — это популярный метод контроля качества, который позволяет проверить прочность непосредственно использовавшегося бетона. Кроме того, все построенные сваи тестируются ультразвуком — в трубки для цементации опускаются ультразвуковые датчики, которые «прозванивают» сваю по всей длине и позволяют выявить, посторонние включения, полости и другие дефекты. Конечно, «разобрать» или вытащить уже готовую буронабивную сваю практически невозможно (на самом деле просто дорого), поэтому если вдруг в свае обнаружится дефект, то рядом с ней построят новую.

Еще при строительстве свай под подошву закладывают датчик давления, также на каркас накручивают датчики, определяющие сдвиг пластов — за их показаниями на протяжении всего срока эксплуатации здания будет следить Система мониторинга инженерных конструкций.

В общем, с отдельно взятой сваей все понятно, но как убедиться в том, что все идет по плану и соответствует расчетам? Строительство жилых небоскребов — дело ответственное, поэтому кроме типовых тестов с ультразвуком, которым подвергаются все сваи, одной из ста «везет» по-настоящему и ей уделяют пристальное внимание. Для нее сооружают специальный стенд, который прямо на стройплощадке проверяет, как свая справляется с нагрузкой, превышающей расчетные показатели.

Для испытаний используют сразу пять свай — четыре опорные, и одну тестовую. На опорные анкерные сваи приваривается испытательный стенд, под центральной частью которого находится строительный домкрат и испытываемая свая. Домкрат давит на сваю с огромной силой и фактически пытается поднять испытательный стенд, но поскольку его удерживают четыре анкерные сваи, все давление приходится на единственную тестовую сваю. Вообще буронабивные сваи комплекса «Level Амурская» должны выдерживать 1,5–2 тысячи тонн каждая, но тестировали их с запасом, при еще большей нагрузке: «Мы нагружаем испытуемую сваю, как будто на ней сидит кусок дома и этот кусок весит три тысячи тонн». Под таким давлением оголовок 50-метровой сваи может просесть не больше чем на 40 миллиметров — именно настолько может сжаться железобетонная конструкция.

Испытательный стенд с анкерными сваями, в центре под строительным домкратом тестовая свая

Испытательные сваи после тестирования не «хоронятся». Поскольку они изначально строятся с небольшим запасом по высоте над землей, то после испытаний стенд разбирается, бетон оголовка сваи разбивается и арматурные выпуски замоноличиваются в тело фундаментной плиты.

Кстати, кроме статических испытаний проводятся и динамические: «У сваи делается специальный ударопрочный оголовок, подъезжает кран с такой большой бобышкой металлической и просто ее бросает. В момент удара свая дает какую-то деформацию или просадку, и датчики фиксируют эти изменения».

Всего под фундаментом комплекса «Level Амурская» построено в общей сложности 500 буронабивных свай. Сами по себе использованные при строительстве свайного основания методы не новы, но их сочетание уникально для стройки в Московском регионе — специалисты Level Group говорят, что такие технологии и нагрузки при тестировании могли использоваться разве что при строительстве небоскребов «Москва-Сити».

Кстати, объект примечателен не только сложным свайным основанием, но и необычной структурой фундамента — дело в том, что это не единая плита. Толстый фундамент и большое количество свай используются только для самых тяжелых построек, а для пятиэтажных корпусов поменьше и подземной парковки заливается отдельное основание. Впрочем, отдельное оно лишь условно — эта более тонкая плита сцеплена с основным фундаментом с помощью деформационного шва.

Источник: nplus1.ru

Устройство свайных фундаментов для многоэтажных домов

Свайные фундаменты находят все большее применение в частном домостроении и многоэтажных жилых домах.

Свайные фундаменты

Стержни из бетона, железобетона и других материалов в толще грунта основания, воспринимающие нагрузки от здания. Также называются еще свайными фундаментами.

Применение свайных фундаментов

• при строительстве на слабых, сжимаемых грунтах;
• если достижение прочного основания не целесообразно (большая глубина прочного основания);
• если грунты прочные, но использование свай экономичнее.

Классификация свайных фундаментов

По способу передачи нагрузки от здания на грунт:

• сваи стойкие — передающие нагрузку от здания на массив плотных грунтов, т.е. своим острием опираются на плотный грунт;
• сваи висячие — при забивании сильно уплотняют грунт, полностью находятся в слабом грунте и находятся в нем за счет трения по боковым поверхностям.

По материалу:

• железобетонные сваи квадратного сечения (от 250х250 до 400х400 мм), прямоугольного сечения (250х350), трубчатого (диаметром от 400 до 700 мм);
• бетонные;
• деревянные из бревен хвойных пород. Диаметр верха от 180 мм с покрытием битумом или дегтем. При забивке на верхний конец надевают стальной бугель, на нижний — стальной башмак;
• стальные.

По способу погружения в грунт:

• забивные — изготавливаются на заводе и погружают в грунт с помощью специальных механизмов;
• набивные сваи — выполняют на месте строительства путем бурения скважин и заполнения их бетоном.

По глубине заложения:

• короткие сваи (3-6 м);
• длинные сваи (более 6 метров).

Забивные сваи

Изготавливают из бетона, железобетона, дерева, металла длиной 3-12 метров. Сваи размещают в один или несколько рядов или «кустами» под колонны. По верху железобетонных или металлических свай устраивается железобетонный ростверк (сборный или монолитный).

При деревянных сваях ростверк выполняют деревянный.

Буронабивные сваи

Изготавливают из монолитного бетона на строительной площадке. Бетон укладывают в предварительно пробуренную скважину, по верху устраивают ростверк.

Имеют длину более 10 метров и диаметр 400-1700 мм.

Нижняя часть может быть уширена для увеличения несущей способности, а головки свай (верхнюю часть) заделывают в ростверк.

Ростверк — монолитная или сборная железобетонная балка, устраивается по верху свай и служит для передачи нагрузки от здания на фундамент.

Безростверковые фундаменты

Применяются только в полносборных зданиях.

Стены опирают на оголовки свай типа «колокол». Сваи заделывают в отверстие оголовка не менее 100 мм.

Безростверковые свайные фундаменты по сравнению с ростверковыми экономичны по стоимости, затратам труда и расходу материалов.

Дата публикации статьи: 26 января 2018 в 17:26
Последнее обновление: 29 сентября 2021 в 11:48

Расстояние от планировочной планировки до уровня подошвы фундамента. Глубина заложения должна соответствовать глубине заложения прочного слоя основания. Глубина…

Столбчатые фундаменты Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах. Состав фундаментов плитная часть из одной или нескольких ступеней; подколонник…

Основание стройки — это массив грунта, что залегает под фундаментом, устойчиво воспринимает всю нагрузку строения на себя. Грунты,…

Бульдозер Для выполнения земляных работ в строительстве применяются следующие виды землеройных (землеройно-тарнспортных) машин. Применяется для послойной разработки грунта…

Источник: knep.ru

8.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Для жилых домов с несущими стенами свайные фундаменты проектируют ленточными, преимущественно однорядными, которые могут быть:

• – с монолитным железобетонным ростверком, если он устраивается на уровне планировочных отметок или под стенами технического подполья (рис. 8.16, а);
• – со сборным железобетонным ростверком, если он устраивается под стенами 1-го этажа над планировочными отметками (рис. 8.16, б);
• – безростверковыми, когда вместо ростверка могут быть использованы панели 1-го этажа, цокольные или технического подполья (рис. 8.16, в).

Рис. 8.16. Свайные фундаменты жилых домов а — с монолитным ростверком; б — со сборным ростверком; в — безростверковый

Для большинства серий жилых домов массового применения действуют типовые проекты свайных фундаментов, особенности проектирования которых детально изложены в работе [2].

Выбор типа свайного фундамента жилого дома должен проводиться с учетом наиболее полного использования несущей способности свай по грунту и материалу и его экономичности, включая трудоемкость работ и сроки возведения фундаментов.

8.4.2. Фундаменты из забивных свай для каркасных зданий

Конструкция свайных фундаментов и материал для их подбора для одно– и многоэтажных зданий с типовыми железобетонными колоннами приведены в сериях 1.411-1 и 1.411-2, а под колонны силосных корпусов зерновых элеваторов — в проекте «Свайные фундаменты из забивных свай для силосных корпусов зерновых элеваторов» (инв. № 14410 института Фундаментпроект).

Унифицированные кусты свай, включенные в перечисленные проекты, приведены в табл. 8.21 и 8.22. Диапазоны нагрузок на сваи приняты 300—1000 кН при сечении 30×30 см, 800—1600 кН при сечении 35×35 и 1000—1200 кН при сечении 40×40 см. Ростверки приняты монолитными из бетона класса В10, В15, В20, В25 и запроектированы в соответствии с положениями, изложенными в п. 8.3.4. настоящего Справочника.

8.4.3. Фундаменты из буронабивных свай для каркасных зданий

Фундаменты из буронабивных свай для одно- и многоэтажных промышленных зданий разработаны институтом Фупдамептпроект в 1980 г. (инв. № 14267, вып. 1—4).

Конструктивные решения, типоразмеры, принципы армирования и область применении буронабивных свай приведены в п. 8.1.4 настоящего Справочника.

Унифицированные конструкции свайных групп (кустов) приведены в табл. 8.23 и 8.24. Типовые конструкции включают сваи диаметром от 500 до 1200 мм, длиной до 60 м с уширением в нижней части или без него. Размеры уширений приняты от 1200 до 1800 мм. Уширения целесообразно выполнять в устойчивых связных грунтах.

Проектом предусмотрены три класса бетона свай: В10, В15 и В20. Унифицированные пространственные армокаркасы состоят из продольных рабочих стержней диаметром 12—25 мм; поперечная арматура — в виде спирали диаметрами 5, 6 и 8 мм. Число продольных рабочих стержней арматуры — 6—16 шт., шаг спирали — 300 мм. Продольная рабочая арматура принимается из стали класса A-I, A-II, А-III, спираль — из стали класса В-I, Вр-I. Пространственная жесткость армокаркасов обеспечивается установкой колец жесткости из полосового железа по ГОСТ 535-79.

Предусматривается возможность установки колонны на одну сваю, а при необходимости на группы из двух-пяти свай.

Габаритные схемы ростверков приведены для типовых железобетонных прямоугольных колонн сечением 300×300—500×600 мм; двухветвевых — 600×1200—1500×1900 мм.

8.4.4. Свайные фундаменты каркасных зданий со сборными ростверками

Общий вид свайного фундамента со сборным ростверком под сборную железобетонную колонну показан на рис. 8.17. При сборном ростверке сваи заделываются на 5—10 см без выпусков арматуры в подготовку из бетона класса В10, назначение которой — выравнивание голов свай.

Ростверк устанавливается на подготовку на растворе. Такой фундамент допускается применять при отсутствии выдергивающих нагрузок на сваи.

Номенклатура сборных ростверков весом до 120 кН под колонны сечениями 40×40 и 60×40 см, разработанная институтом Фундаментпроект (инв. № 12530), приведена в табл. 8.25, а их выбор выполняется по табл. 8.26.

Свайные фундаменты со сборными ростверками, выполняемыми на планировочных отметках или ниже их, как правило, оказываются менее экономичными по сметной стоимости, чем свайные фундаменты с монолитными ростверками, поэтому эффективность применения сборных ростверков в каждом конкретном случае должна обосновываться с учетом снижения трудоемкости и сроков строительства.

Источник: xn--h1aleim.xn--p1ai

Обзор типов фундаментов многоэтажных зданий

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: 07.10.2022).

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.

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).

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.

Основные термины (генерируются автоматически): фундамент, выемка грунта, глубокое заложение, здание, максимальное давление, обзор типов фундаментов, свая, тип фундамента, фундаментная плита.

Источник: moluch.ru