- Ф.14.1. Когда возникает необходимость устройства свайных фундаментов?
- Что такое свайный фундамент и в каких случаях он применяется.
- В каких случаях необходимо выбирать свайный фундамент
- В каких случаях свайный фундамент будет лучшим выбором для вашего частного строительства:
- Когда целесообразно применять свайный фундамент.
Ф.14.1. Когда возникает необходимость устройства свайных фундаментов?
Необходимость устройства свайных фундаментов возникает, если верхние слои грунтов являются слабыми, малопрочными и сильносжимаемыми, то есть они являются малопригодными для устройства на них фундаментов мелкого заложения без улучшения свойств грунтов. Сваи передают нагрузки от сооружения на нижние, как правило, более уплотненные и прочные слои грунта. Свайные фундаменты применяются, если они являются в рассматриваемых условиях более экономичными и индустриальными.
Ф.14.2. Что называется сваей?
Сваей называется стержень, погружаемый в готовом виде в грунт или изготовленный непосредственно в скважине в грунтовом массиве. Свая передает нагрузку на основание как нижним торцом, так и трением, возникающим по ее боковой поверхности при перемещении.
Верхняя часть сваи называется головой, нижний конец ее ограничивается острием. Между ними находится тело сваи, ограничиваемое ее боковой поверхностью.
Источник
Что такое свайный фундамент и в каких случаях он применяется.
Что такое свайный фундамент и в каких случаях он применяется.
Свайные фундаменты проектируются на относительно слабых грунтах при наличии больших нагрузок и при необходимости передачи нагрузки от сооружения на плотные грунты, находящиеся на значительной глубине. Группа или ряд свай, объединённые поверху ростверковой плитой, образуют свайный фундамент. Ростверки объединяют головы свай, воспринимают, распределяют и передают нагрузку на сваи.
Что такое свая. Виды свай по сечению, материалам, способам погружения, условиям работы в грунте.
Свая – это стержень, погружённый в грунт или изготовленный в грунте и передающий давление от сооружения на грунт основания.
По характеру работы в грунте сваи подразделяются на сваи-стойки и сваи висячие (или сваи трения).
Сваи-стойки передают нагрузку на скальные, полускальные и мало сжимаемые грунты плоскостью нижнего конца. Свая-стойка работает как сжатый стержень в упругой среде; её несущая способность определяется или прочностью материала сваи, или сопротивлением грунта под нижним концом.
Сваи висячие или трения передают нагрузку нижним концом и боковой поверхностью. Под действием продольного усилия висячая свая получает вертикальные перемещения, достаточные для возникновения трения между сваей и грунтом.
По условиям изготовления сваи делятся на две группы: предварительно изготовленные на заводе и затем погружаемые в грунт, и сваи, изготавливаемые на стройплощадке в грунте.
По способу погружения: забивные, буронабивные, вдавливаемые, винтовые, вибропогружение.
По виду сечения:прямоугольное, круглое, треугольное, сложного сечения.
По материалам: деревянные, ж/б, металические.
В каких случаях применяют забивные сваи, вдавливаемые сваи, буронабивные сваи, винтовые сваи.
Вибропогружение свай наиболее эффективно при насыщенных водой песках. Вдавливание свай осуществляется с помощью мощных гидродомкратов и применяется тогда, когда нельзя использовать забивку или вибропогружение вблизи существующих сооружений, при усилении существующих фундаментов. Завинчивание свай, снабжённых винтовыми лопастями (винтовые сваи) осуществляется механизмами-кабестанами и применяется при выдёргивающих нагрузках, а в последнее время и при сжимающих нагрузках в малоэтажном лёгком строительстве. Забивные сваи
представляют собой круглые или квадратные железобетонные сваи, забиваемые в грунт с помощью молотов – специальных машин. Используют при строительстве новых домов в отсутствии рядом расположенных строений.
Что такое ростверк, виды ростверков, их преимущества и недостатки, случаи применения.
Ростверк — верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку на несущие элементы здания.
Свайный ростверк может быть низкий, повышенный и высокий. Повышенный ростверк невозможен при пучинистых грунтах. Высокий ростверк применяется для мостовых опор и других гидротехнических сооружений, в его составе могут быть наклонные сваи.
Марки забивных свай
СН-с предварительно напряженной арматурой, С-без напряжения, СЦ-отсутствует поперечное армирование, СП-отверстие внутри, СК-круглое сечение, СО-оболочки, СНК-канатная арматура, СНП-арматура прядевая, СНПР-арматура проволочная.
Как выбрать глубину заложения ростверка
При выборе глубины заложения ростверка следует учесть наличие пучинистых грунтов, конструктивные особенности, планировку территории. Если подошва ростверка находится ниже фронта промерзания в пучинистых грунтах, то под подошвой ростверка не возникнет нормальных сил пучения. Если подошва ростверка находится выше фронта промерзания, то возможно возникновение нормальных сил пучения. Для исключения влияния этих сил делают легко ломающуюся опалубку или слой легкосжимаемого грунта толщиной 300 мм и более.
2. Конструктивные особенности
Выбор длины сваи
В ыбор длины свай должен производиться в зависимости от грунтовых условий строительной площадки и уровня расположения ростверка. Нижний конец свай следует заглублять в прочные грунты, прорезая более слабые слои. Заглубление забивных свай в грунты основания под нижним концом должно быть в крупнообломочных, гравелистых, крупных и средних песках, а также в пылевато-глинистых грунтах с IL
Несущая способность свай-стоек по материалу
Что такое предельно допустимая нагрузка на сваю
Определение количества свай в кусте и конструирование подошвы ростверка для свай стоек и для свай трения
При наличии внецентренного нагружения полученное количество свай следует увеличить.
13) Зачем под ростверком выполняется подготовка. Виды подготовок.
Если подошва ростверка находится выше фронта промерзания, то для исключения влияния нормальных сил пучения. Также для снижения затрат на земляные работы. Из утрамбованного щебня или гравия, пролитого цементным раствором или битумом, песка крупного, средней крупности.
Как влияет на свайный фундамент наличие моментов и горизонтальных сил
Наличие моментов и горизонтальных сил создает эксцентриситет, следовательно, нагрузки на крайние сваи в кусте, в направлении момента, возрастают.
Учет внецентренного нагружения свайного фундамента
Если не выполняется следует увеличить количество свай, увеличить расстояние между осями свай, сменить грунт основания в плоскости нижних концов свай.
Что следует предпринять в случае, если максимальная нагрузка на крайние сваи в кусте превышает предельно попустимую
Тогда на крайние сваи будут действовать выдёргивающие нагрузки со знаком «минус», а максимальная нагрузка превысит несущую способность сваи. В этом случае следует увеличить количество свай, увеличить расстояние между осями свай, сменить грунт основания в плоскости нижних концов свай.
Что такое отрицательно трение, когда возникает?
Явление «отрицательного трения» возникает, когда нагружается не только свая, но и поверхность грунта около сваи. Грунт над слоем слабого грунта даёт осадку больше осадки сваи, т.е. он (грунт) будет перемещаться вниз. Трение между грунтом и сваей, направленное вниз, дополнительно пригружает сваю => называют отрицательным трением. Условия появления отрицательного трения: планировка территории подсыпкой h более 1 м; загрузка поверхности грунта или пола по грунту длительной полезной нагрузкой более 2 т/м2; понижение уровня подземной воды, вследствие чего снимается взвешивающее действие воды; уплотнение грунта при динамических нагрузках; замачивание просадочных грунтов; уменьшение объёма (уплотнение) грунта, содержащего органику.
Как подобрать молот для забивки сваи?
Минимальную энергию молота определяют по формуле:
Еdmin=1,75аРдоп – минимальная энергия молота
По техническим характеристикам в справочнике подбирают молот и определяют расчётную энергию по формуле:
Еdрасч=kGH; k = 1 – для молота одиночного действия; k = 0,9 – для трубчатого дизель-молота; k = 0,4 – для штангового дизель-молота.
При подборе расчётной энергии молота должно выполняться условие
Условие применимости молота проверяют по формуле
(m1+m2)/Edрасч 40 мм , то за предельное сопротивление сваи принимают нагрузку, соответствующую S = 40 мм.
1 – график для сваи с провальной осадкой; 2 – график для сваи с предельной нагрузкой S=ξSu.
Динамические испытания свай
Сваю погружают молотом массой в 1,5 — 1,25 раза больше, чем масса сваи. При ударе молота о сваю возникают упругие деформации молота и сваи. Молот отскакивает от действия упругих сил на высоту h, совершая работу Gh. Грунт сопротивляется погружению сваи, затрачивая энергию Fu Sa, при этом часть энергии молота затрачивается на неупругие деформации молота и сваи. В общем виде
GH=FuSa+Gh+αGh где G – масса ударной части молота; H – высота падения молота;
h – высота отскока после удара; α – коэффициент потери работы при разрушении головы сваи; Fu – предельное сопротивление сваи.
Статическое зондирование
Статическое зондирование – один из наиболее эффективных методов исследования грунтов в условиях естественного залегания. Согласно ГОСТ 24942-81, оценивается сопротивление грунта погружению сваи под нижним концом и по боковой поверхности через сопротивление грунта погружению стандартного зонда. По результатам зондирования можно определить нетолько сопротивление грунта под конусом зонда и боковой поверхности, но и механические характеристики грунтов (С, φ, Е).
Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяют по формуле
Rs=β1qs; где β1 – переходный коэффициент по табл. СНиП 2.02.03-85; qs – сопротивление под наконечником зонда.
Среднее значение предельного сопротивления грунта по боковой поверхности сваи по данным зондирования определяют по формуле:
f=β2fs,где β2 – переходный коэффициент по таблице СНиП 2.02.03-85; fs – среднее значение сопротивления по боковой поверхности зонда.
Частное значение предельного сопротивления забиваемой сваи в точке зондирования определяют по формуле
Fu=RsA+fhu, где h — глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи;
И – периметр сечения сваи; А – площадь основания конуса.
Что такое свайный фундамент и в каких случаях он применяется.
Свайные фундаменты проектируются на относительно слабых грунтах при наличии больших нагрузок и при необходимости передачи нагрузки от сооружения на плотные грунты, находящиеся на значительной глубине. Группа или ряд свай, объединённые поверху ростверковой плитой, образуют свайный фундамент. Ростверки объединяют головы свай, воспринимают, распределяют и передают нагрузку на сваи.
Источник
В каких случаях необходимо выбирать свайный фундамент
Свайный фундамент часто выбирают для возведения объектов гражданского и промышленного назначения. Как правило, такой фундамент подходит для малоэтажных строений, стоящих на неустойчивом грунте. В этом случае нет необходимости в земляных работах, если толь нет нужды в подвале или техническом подполье.
Свайный фундамент является прекрасным выбором для строительства дач и коттеджей. По сути, такой фундамент представляет собой группу свай, погружённых глубоко в грунт и объединённых железобетонными балками.
В каких случаях свайный фундамент будет лучшим выбором для вашего частного строительства:
Иногда у самого основания строения может располагаться неустойчивый грунт. Это текучепластичные глины и суглинки, лёссовидные грунты (больше чем на половину состоят из пылевых частиц), плывуны (глины перенасыщенные водой), растительные грунты (перегной, торф и т.д.). В этой ситуации давление здания необходимо перенести на более прочные слои почвы, которые залегают глубже. Винтовые сваи способны перенести большую часть нагрузки на более глубокие и стабильные слои почвы.
Если на вашем участке плотный грунт, то свайный фундамент поможет вам сократить объём земляных работ и уменьшить расход бетона. Так работа будет менее трудоёмкой, а расходы на строительство сократятся. Для такого фундамента не нужен котлован, следовательно, нет нужды в вывозе ненужного грунта.
Такая конструкция собирается за кротчайшее время с минимумом затрат сил и финансов. Так для установки одной сваи протяжённостью 3 метра и диаметром 0,3 метра объём земляных работ составит 0,2 м 3 при использовании бура. Для сооружения ленточного фундамента придётся развернуть более масштабные земляные работы. Ленточный фундамент, ширина которого превышает 1,5 метра, с экономической точки зрения целесообразнее заменить свайным фундаментом.
Некоторые несущие конструкции лучше всего использовать вместе со сваями. Так, если ваше здание будет стоять на слабом грунте, каждую несущую колонну необходимо укрепить свайным кустом. Ленточный фундамент в этой ситуации будет менее практичен.
Свайный фундамент необходимо применять на участках с высоким уровнем залегания грунтовых вод. Эта конструкция применяется на почвах, которые глубоко промерзают в зимний период (более 2 метров). Также свайный фундамент выбирают для тяжёлых зданий, масса которых превышает 350 тонн. Единственное, что не смогут покорить сваи – это горные породы.
Источник
Когда целесообразно применять свайный фундамент.
Рассмотрим предпосылки применения свайного фундамента в частном строительстве.
Причина 1. В ряде случаев при строительстве дачного дома или коттеджа в верхней части основания возводимого здания может находиться относительно слабый слой грунта.
Тогда рекомендуется устраивать фундаменты из свай, которые способны воспринимать большие нагрузки по сравнению с фундаментами неглубокого заложения. Особенно эффективны фундаменты в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании более 1.5 метра. В этом случаи свайный фундамент более надежный, чем столбчатый и тем более ленточный
Причина 2. Возможно применение свайных фундаментов и в плотных грунтах в целях уменьшения объема земляных работ, расхода бетона, снижения трудоемкости и стоимости строительства. При устройстве свайного фундамента отпадает необходимость в рытье котлована, складировании вынутого грунта, вывозе грунта, обратной засыпке и т. д. Если у Вас возникла необходимость соорудить фундамент за короткое время, малыми силами и с минимальными затратами, тогда вариант свайного фундамента – это Ваш вариант. К примеру, для сооружения одной сваи длиной 3метра и диаметром 300мм, потребуется выполнить земляных работ объемом 0,2куб метра земли (при помощи бура), а в случае с устройством ленточного фундамента объем земляных работ будет гораздо больше (в зависимости от ширины подошвы фундамента). Этот вариант приемлем, если в проекте дома не предусмотрен подвал.
Причина 3. В случае если при расчете ленточного фундаменты ширина фундамента получается слишком большой (больше 1.5м), имеет смысл применить свайный фундамент, что сократит расход материала.
Конструкции свайных фундаментов очень разнообразны и зависят:
- от выбора типа свай,
- способа их изготовления и погружения в грунт,
- расположения их под строящимся зданием,
- от характера работы сваи в грунте,
- от конструкции ростверков.
По материалу сваи бывают бетонные, железобетонные, стальные, деревянные.
По способу изготовления и заглубления в грунт:
· сборные и монолитные,
· забивные, вдавливаемые (загружаются в грунт без его выемки. Для этого используются специальные механизмы, такие как вибропогружатели, вибровдавливающие и вдавливающие устройства)
· буроопускные (устраиваемые в грунте путем установки в пробуренных скважинах железобетонных элементов)
· буронабивные (устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в пробуренные скважины)
· завинчиваемые (имеют форму сверла и закручиваются в грунт при помощи специальных машин)..
По характеру работы сваи подразделяют:
- сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта,
- висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.
К сваям-стойкам относятся сваи всех видов, опирающиеся на твердые грунты. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием на глубоко расположенный прочный грунт. К висячим сваям относятся сваи, передающие нагрузку от здания преимущественно боковой поверхностью за счет сил трения по всей высоте сваи.
Выбор зависит от геологических условий.
Так как сваи-стойки своими концами опираются на прочный грунт, например, скальную породу и передают на него нагрузку, их применяют, когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины сваи. Свайные фундаменты на сваях-стойках практически не дают осадки.
Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи.
Размещение свай в фундаменте может быть в виде:
- одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;
- свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;
- свайных кустов – под каждую колонну в случае каркасного несущего остова здания.
1.Фундаментная опора. 2.Арматурный каркас ростверка. 3.Ростверк.
4.Внутренние сваи, фундаментные опоры.
Как правило, в индивидуальном домостроении длина сваи составляет от 3 до 6 м.
Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи.
Для забивных свай чаще используются железобетонные сваи сплошного квадратного, прямоугольного, круглого сечения или пустотелые круглые большого диаметра (100-160см)-сваи-оболочки
Набивные сваи выполняются диаметрами до 1,2м и длиной до 50 метров с извлекаемой или с неизвлекаемой оболочкой. В пробитую скважину опускается труба, в которую подается бетонная смесь, и по мере заполнения бетоном труба извлекается из скважины, бетон при уплотнении вдавливается в грунт. При необходимости после заполнения бетонной смесью трубы остаются и являются оболочкой сваи.
Стальные сваи выполняются в виде различных прокатных стальных профилей или труб. Однако не рекомендуется применение металла по трём причинам:
1. требуется крановое оборудование для монтажа при диаметрах свай более 100мм и длине их более 3м;
2. большой расход металла;
3. необходимо антикоррозионное покрытие свай;
Деревянные сваи представляют собой прямое, очищенное от коры (ошкуренное), наростов и сучьев бревно диаметром 22 — 34 см и длиной до 8,5 метров из хвойных твердых пород (сосны, ели, лиственницы, пихты). Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется. Несмотря на свою дешевизну в наших широтах при строительстве загородного дома для свайного фундамента их практически не используют, так как они подвержены быстрому гниению. Хотя этот вариант нельзя исключать при использовании современных химических препаратов обработки древесины против гниения.
Проектируя свайные фундаменты, учитывают, что нижние концы забивных свай, как правило, должны заглубляться в прочные грунты, прорезая слабые напластования. Сваи, опирающиеся на крупнообломочные, гравелистые и средней крупности песчаные грунты, пылевато-глинистые грунты с показателем текучести IL≤0,1 заглубляются в них не менее 0,5 метра, а в прочие грунты, принятые за основание сваи, должны заглубляться в них не менее чем на 1 метр.
Источник