Фундамент с висячими сваями

Применение висячих свай

Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются строители — это слабый грунт. На такой почве довольно трудно заложить надёжное основание даже для небольшого одноэтажного дома, не говоря уже о массивных многоэтажках. Наиболее эффективным выходом из данной ситуации является свайный фундамент. В зависимости от типа опирания на грунт, данная технология подразделяется на две разновидности: сваи стойки и висячие сваи.

Два вида свайной технологии

Каждый из двух подтипов свайной технологии имеет свои плюсы и свои недостатки. Общим для обоих методов является то, что и в том, и в другом случае постройка опирается своим весом на сваи, заглублённые в грунт. Однако, способы заглубления в обоих случаях абсолютно разные, как и принципы работы стоечной и висячей опорной конструкции.

Свая-стойка

Сваи стойки представляют собой опору, которая проходит сквозь слабые слои почвы и углубляется в твёрдый грунт. Степень заглубления в прочные слои зависит от массивности строящегося здания, и не должна быть меньше 0,5 м. Принцип действия опоры в данном случае такой: свая, подобно жёсткому стержню, воспринимает на себя вес постройки, и передаёт его плотным слоям почвы. В этом случае основную работу по перераспределению массы производит нижняя часть сваи, опирающаяся на прочный несжимаемый грунт.

Подобный метод отлично подходит для тех случаев, когда слабый слой почвы не слишком большой, и не превышает в глубину нескольких метров. При более глубоком залегании несжимаемых грунтов финансовые расходы на установку свай-стоек резко возрастают. Прежде всего, это связано с необходимостью соблюдать минимальное соотношение длины стойки и её сечения, для сохранения её жёсткости и прочности, что значительно увеличивает размеры каждой опоры.

Принцип работы сваи-стойки (слева) и висячей опоры

Висячие сваи

Висячие сваи, в отличие от свай-стоек, «работают» по совершенно другому принципу. Опирание в данном случае происходит на слабый просадочный грунт, а не на прочные несжимаемые породы. Опоры находятся в полуподвешенном состоянии, но, тем не менее, способны нести на себе значительные нагрузки. Происходит это за счёт силы трения боковых поверхностей опор об окружающий её слабый грунт.

При этом до 70% всего веса постройки передаётся почве через боковые стенки сваи, в результате силы трения. И лишь около 30% – непосредственно через нижнюю торцевую часть. Для свай-стоек данная пропорция обратная: практически 90% нагрузки передаётся прочным породам через остриё опоры.

Виды опор

В качестве материала для свайных опор могут выступать дерево прочных пород (лиственница, дуб, сосна), металлические трубы, железобетонные конструкции. Согласно нормативам ГОСТ, все виды железобетонных опор, как стоечного, так и висячего типа, подразделяются на несколько классов, в зависимости от:

• Типа поперечного сечения.
• Способа внутреннего армирования.
• Типа конструкции.

Типы сечения фундаментных опор

В поперечном сечении они чаще всего имеют форму квадрата или круга, реже – прямоугольника или двутавра. Продольное сечение бывает прямоугольным, в виде призмы, ромба или трапеции. Могут быть цельнолитыми или пустотелыми, и выполняться как совсем без армирования, так и с продольным или продольно-поперечным способом установки арматуры. Железобетонная опора обычно исполняется в виде монолитного бетонного столба, но особо габаритные конструкции могут делаться составными, из нескольких стыкуемых друг с другом деталей. Такой метод используется при необходимости опускания сваи на значительную глубину, или при значительной массивности опоры – для удобства транспортировки и заглубления.

По типу заглубления висячие сваи могут быть:

• Забивными, когда заглубление в почву происходит механическим воздействием на верхнюю часть опоры – молотом-копром, вдавливающим или вибрационным механизмом.
• Буронабивными. В этом случае в почве бурятся отверстия необходимой глубины, которые заполняются бетонным раствором.
• Винтовыми. Подобные опоры снабжаются спиралевидными лепестками, и закручиваются при помощи специальных машин – сваекрутов.
• Буровыми – в грунте бурится скважина определённого диаметра, который не должен превышать размер сечения сваи. В данное отверстие заглубляется свая под действием собственного веса либо посредством воздействия на неё извне.

Область применения

Используется висячая технология при возведении зданий самой различной массы и этажности – от небольших малоэтажных строений, до больших заводских цехов и многоквартирных домов. Выбор висячего или стоечного фундамента производится ещё на стадии проектирования здания в зависимости от геологических условий и конструктивных особенностей постройки. Перед этим в обязательном порядке производятся предварительные геодезические исследования, цель которых – определение показателей плотности грунта и глубины залегания твёрдых пород.

Особое внимание следует уделить возможности подвижек слабой почвы в результате сезонных или тектонических воздействий – замерзания и таяния, землетрясений, селей и оползней. Данные характеристики могут стать противопоказаниями к использованию при строительстве висячей технологии.

Не рекомендуется использования висячих свай на грунтах, сложенных илистыми и болотными осадками, торфяниках, а также на искусственных насыпях. Категорически запрещается монтаж висячих фундаментов на слабых поверхностях, имеющих уклон к горизонту, из-за высокой вероятности оползней.

Инженерные расчёты

Технология висячего фундамента достаточно сложна, и требует произведения тщательных расчётов ещё на этапе планирования. Данные вычисления отличаются от расчётов для свай-стоек – в них учитывается гораздо больше прямых и косвенных значений и параметров. Связано это с ненадёжностью слабых просадочных грунтов, как несущей опоры.

Определить необходимую несущую способность фундамента можно по формуле, данной в разделе №2-02-03-85 СНиП. Инженерные расчёты достаточно сложны, и производить их следует специалистам, обладающим соответствующим образованием. Для точного вычисления понадобятся следующие параметры:

• Наружный периметр сечения сваи (u).
• Площадь нижнего торца опоры (A).
• Длина заглублённой части висячей опоры (H_i).

Также в формулу входит ряд табличных значений:

• Сопротивление грунта под нижней частью опоры (R).
• Сопротивление всех слоёв почвы, сквозь которые проходит свая (_Fi).
• Условный коэффициент работы конструкции под наконечником и на боковых поверхностях опоры. Зависит от способа заглубления и даны в соответствующих таблицах СНиП.

Рассчитывается нагрузка на сжатие каждой отельной опоры в соответствии со следующей формулой.

Это базовая формула для висячих опор, заглубляемых забивным методом. Имеется ещё одна формула, позволяющая рассчитать несущую способность сваи. Выполняется она на определение минимальной выдёргивающей нагрузки.

Параметры, используемые в данном случае аналогичны ранее приведённым, с той лишь разницей, что коэффициент условий работы имеет другое значение.

Недостатки технологии и способы их устранения

Главным недостатком висячего фундамента является его недостаточная несущая способность. Чтобы решить данную проблему и повысить надёжность конструкции, разработан целый ряд технологических методик.

1. Увеличение поперечного сечения и длины опоры. Это позволяет сделать силу трения, удерживающую сваю в подвешенном состоянии более существенной.
2. Использование «куста» из нескольких свай, забитых рядом друг с другом.
3. Расширение нижней части опоры в виде пяты, что позволяет распределить давление массы постройки на большую площадь.

Практическое применение перечисленных методик имеет неплохую отдачу, однако, далеко не во всех случаях. Увеличение сечения и длины сваи неизбежно ведёт к удорожанию сметной стоимости постройки. Более габаритную сваю также сложнее транспортировать до места строительства, а работа с ней более трудоёмка.

При работе на слабых грунтах любое увеличение массы конструкции ведёт к ещё большей осадке фундамента. Это касается методики «кустистых» свай, когда опоры заглубляются пачками по 2 – 4 штуки.

Как показали наблюдения, в данном случае технология хорошо работает, если расстояние между отдельными «кустами» не превышает их 3-х диаметров. В противном же случае усадка «кустов» из-за их большей массы аналогична усадке одиночной сваи, а иногда и превышает этот показатель.

В настоящее время ведётся разработка новых, более эффективных способов увеличения прочности висячих фундаментов:

1. Уплотнение грунта вокруг уже заглублённых опор. Достигается это при помощи бурения в межсвайных промежутках. При этом окружающий новую скважину грунт уплотняется, плотнее прилегая к уже имеющимся опорам. Для достижения большего эффекта рекомендуется производить бурение до глубины, превышающей нижний уровень заглубления фундамента на 1-2 м. В этом случае почва уплотняется и непосредственно под сваей, создавая опору для её острия. Чтобы закрепить достигнутый результат, в пробуренные скважины нагнетается быстротвердеющий цементный раствор.
2. Целенаправленная инъекция бетонных растворов под каждую из установленных ранее свай. Это позволяет создать вокруг каждой опоры, а также под ней, прочную армирующую подушку из бетона. Среди плюсов инъекторного метода – отсутствие необходимости в проведении сложных земельных работ, и возможность усиления фундамента спустя длительное время после постройки здания. Данный способ вполне возможно применять для усиления и ремонта прочих типов фундаментов – ленточных, столбчатых и плитных.

На видео показаны основные виды свайных фундаментов.

Из-за сложности расчётов и самой технологии метод висячих свай чаще всего применяется профессиональными строителями. В частной же застройке он мало востребован из-за своей трудоёмкости. Однако при необходимости данный способ возведения фундамента вполне может быть использован и при строительстве небольших зданий с малой массой: деревянных жилых домов, хозяйственных построек и т.д.

Источник

Висячие сваи и их особенности

На странице мы расскажем о том что такое висячие сваи, где они применяются и зачем, предоставим подробную информацию про их особенности и особенности их применения. Самая подробная информация про висячие сваи!

Применение: На очень слабых, рыхлых грунтах для монтажа фундамента применяются висячие сваи.

Что такое висячая свая

Висячие сваи — это сваи которые держат нагрузку за счет сил трения грунта о боковую поверхность (+торцевую часть) самой сваи.

Отсутствие опоры снизу сваи компенсируется длиной сваи и боковым трением. Например, у конусной висячей винтовой сваи боковая поверхность принимает на себя 60-70 % нагрузки.

Отличие от других типов свай

Разница между висячей сваей и например сваей стойкой в том, что свая-стойка устанавливается с опорой на грунт. Висячая по всей длине уплотняет грунт боковых стенок. С течением времени сцепление увеличивается.

При этом осадка происходит точно так же за счет уплотнения грунта под острием сваи. Есть разница между одиночной висячей сваей и кустом:

• При равных нагрузках свайный куст осаживается сильнее, чем одиночная свая.
• Осадка увеличивается при более тесном расположении свай куста.
• Величина осадки зависит от соотношения расстояний между сваями и их длины.

Факторы, определяющие длину свай

• Характеристики грунта. Чем более рыхлый грунт, тем длиннее свая.
• Проектные нагрузки. Свая тем длиннее, чем большую нагрузку ей предстоит нести.
• В некоторых случаях, когда стандартной длины не хватает, используются сваи висячие составные.

Расчет висячей сваи (формула)

По форме висячие сваи бывают полыми круглыми, прямоугольными, квадратными. При расчете несущей способности используются следующие величины:

• k – коэффициент однородности грунта;
• F площадь упора сваи, принимается по площади ее поперечного сечения (кв.м);
• Rн – сопротивление нижележащего грунта (т/кв.м). Берется из таблицы. Например, для глинистого грунта средней консистенции (0,3) при глубине забивки 5 м значение этой величины будет равно 310/280;
• m – коэфф. условий работы;
• li – толщина слоя грунта по бокам сваи (м);
• f ⁿi – его нормативное сопротивление (т/кв.м). Определяется по таблице: при 0,3 и 5 м значение 4,0;
• u – периметр сечения сваи (м).

Расчет производится по формуле P =km (RнF + u∑f ⁿili) .

Способы погружения висячих свай

Висячие сваи могут быть погружены различными методами, которые подбираются проектировщиками и исследователями грунта (геодезические изыскания). Перечень методов погружения висячих свай:

• Вибрационный. Свая погружается с помощью направленной вибрации, разрежающей грунт. После остановки вибрации происходит «схлопывание грунта».
• Ударный.
• Вдавливание.
• Виброударный.
• Вибровдавливание.
• Завинчивание (для винтовых).

Важно! Категорически исключен для висячих свай метод с подмывом: рыхлый грунт станет еще хуже, не будет образовываться необходимое сцепление между ним и боковой поверхностью сваи.

Цены и стоимость на висячие сваи

Цена висячей сваи определяется

• материалом изготовления
• площадью сечения
• длиной
• работой по ее погружению

свая 5250-300-3030 мм — 3200 руб..

свая 10000-300-300 мм — 9450 руб.

Стоимость погружения висячих свай

Погружение висячих свай возможно осуществить силами нашей компании, у нас имеется большой парк специализированной для этого техники, а так же опытные специалисты по проведению таких работ. Итоговую стоимость мы вычислим для вас исходя из следующих факторов. Стоимость зависит от:

• от типа оборудования (гидромолот, вибратор, тип копра) и способа погружения (ударный, вдавливание и т.д.)
• транспортировки оборудования;
• количества свай;
• характеристик грунта, трудоемкости рабочего процесса.

Внимание! Работы по погружению висячих свай составляют около 350 руб за метр погонный.

Заказать погружение висячих свай

Наша компания уже более 12-ти лет занимается свайными работами, мы являемся одной из тех компаний, которые работают долго, делают исходя из опыта и следят за собственной репутацией. Ещё у нас получается держать одну из самых низких цен на монтаж свайного фундамента в Москве. Расчет стоимости работ производится индивидуально с помощью консультанта и с учетом результатов испытания свай. Мы предлагаем забивку свай для любых объектов и будем рады помочь вам.

Источник