Конструктивные схемы свайных фундаментов

8.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

8.4.1. Свайные фундаменты жилых домов

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).

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.

ТАБЛИЦА 8.25. НОМЕНКЛАТУРА СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РОСТВЕРКОВ

Марка ростверка	Размеры ростверка, мм								Расход стали, кг, при классе бетона ростверка			Объем, м 3		Масса ростверка, т
	A	В	H	a	b	h1	h2	h3	В15	В20	В25	рост- верка	подго- товки
PC 1	1500	1500	1200	260	260	600	300	300	81,5	81,5	93,7	1,45	0,23	3,63
PC 2	1800	1800	1200	410	410	600	300	300	109,3	122,5	122,5	1,84	0,32	4,60
PC 3	1800	1800	1500	410	410	600	600	300	129,1	129,1	143,7	2,40	0,32	6,00
PC 4	2400	2100	1200	710	560	600	300	300	131,9	151,5	163,5	1,48	0,50	6,55
PC 5	2400	2100	1500	710	560	600	600	300	172,9	196,5	222,7	3,41	0,50	8,53
PC 6	2400	2400	1500	710	710	600	600	300	216,0	246,1	246,1	3,66	0,58	9,15
PC 7	2400	1500	1200	710	260	600	300	300	136,0	136,0	152,3	1,57	0,36	3,93
PC 8	2400	1500	1500	710	260	600	600	300	174,5	174,5	174,5	2,31	0,36	5,78
PC 9	2700	1800	1500	860	410	600	600	300	240,9	240,9	287,6	3,27	0,49	8,23
PC 10	2700	2700	1500	860	860	600	600	300	236,5	271,1	309,5	4,56	0,73	11,40
PC 11	1500	1500	1200	110	260	600	300	300	93,4	102,0	102,0	1,58	0,23	3,95
PC 12	1800	1800	1200	260	410	600	300	300	117,6	130,8	130,8	2,00	0,32	5,00
PC 13	1800	1800	1500	260	410	600	600	300	155,2	171,6	198,8	2,62	0,32	6,30
PC 14	2400	2100	1200	560	560	600	300	300	149,4	149,4	170,2	2,78	0,50	6,95
PC 15	2400	2100	1500	560	560	600	600	300	169,6	192,0	216,8	3,63	0,50	9,08
PC 16	2400	2400	1500	560	710	600	600	300	232,2	261,4	310,2	3,99	0,58	9,98
PC 17	2400	1500	1200	560	260	600	300	300	130,8	130,8	146,1	1,99	0,36	4,98
PC 18	2400	1500	1500	560	260	600	600	300	155,9	155,9	186,0	2,64	0,36	6,60
PC 19	2700	1800	1500	710	410	600	600	300	226,3	226,3	261,0	3,48	0,49	8,70
PC 20	2700	2700	1500	710	860	600	600	300	245,2	279,8	328,2	4,80	0,73	12,00

ТАБЛИЦА 8.26. ПОДБОР МАРКИ РОСТВЕРКА

Марка куста свай	Расстояние между угловыми сваями, см	Расчетная нагрузка на сваю, кН, при классе бетона ростверка			Размер сечения колонны, см	Марка ростверка
		В15	В20	В25
КС3	82,5×90	700	850	1000	40×40	PC 1
	96×120	– –	– 950	600 1000		PC 2 РС 3
	82,5×90	800	1000	–	60×40	PC 11
	96×120	600 1300	750 1600	900 –		PC 12 PC 13
КС4	90×90	500	650	750	40×40	PC 1
	120×90	450 850	550 1050	700 –		PC 2 PC3
	120×120	– 750	– 950	600 1100		PC 2 PC 3
	90×90	600 600	750 750	900 900	60×40	PC 11 PC 12
	120×90	1100	–	–		PC 13
	120×120	–	550 950	650 1100		PC 12 PC 13
КС5	130×130	350 650	450 800	500 950	40×40	PC 2 PC 3
	180×180	700	850	1050		PC 6
	130×130	450 750	550 950	650 1100	60×40	PC 12 PC 13
	180×180	750	950	1100		PC 16
КС6	180×90	350 650	400 750	500 900	40×40	PC 7 PC 8
	210×120	650	800	1000		PC 9
	180×90	400 –	500 850	600 1050	60×40	PC 17 PC 18
	210×120	750	900	1050		PC 19
КС7	190×160	– 500	300 650	350 750	40×40	PC 4 PC 5
	210×180	–	600	700		PC 10
	190×160	– 550	300 650	350 750	60×40	PC 14 PC 15
	210×180	–	650	750		PC 20
КС8	190×160	– 450	– 550	300 650	60×40	PC 14 PC 15
	210×180	–	600	700		PC 20
	190×160	– 500	300 600	350 700		PC 14 PC 15
	210×180	–	550	700		PC 20
КС9	180×180	350	450	500	40×40	PC 6
		400	500	600	60×40	PC 16
	210×180	–	–	550		PC 20

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Конструктивные решения свайных фундаментов, область их применения.

Свайные фундаменты. Используют их при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение естественного основания экономически или технически не­целесообразно из-за большой глубины его заложения. Кроме того, эти фундаменты применяют и для зданий, возводимых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет получить более экономичное решение.

По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями-стойками (рис. 4.15, а), а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт 1 рением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом — висячими (рис. 4,15,6,в).

По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготовляют непосредственно на строительной площадке в грунте.

Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250 х 250 до 400 х 400 мм) и прямоугольного (250 х 350 мм) сечения, а также трубчато­го сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3. 6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым. Трубчатые сваи и сваи-оболочки — находят все более широкое применение при строительстве зданий и сооружений на слабых грунтах большой толщи, в том числе возводимых в сейсмических районах, при больших вертикальных и выдергивающих, а также горизонтальных нагрузках.

Деревянные сваи во избежание их быстрого загнивания используют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготовляют из хвойных пород диаме­тром в верхнем отрубе не менее 180 мм; кроме того, ствол деревянной сваи необ­ходимо покрыть битумными или дегтевыми мастиками для предотвращения их загнивания.

Пирамидальные сваи — без поперечного армирования, длиной 4 — 9м, сечением 40×40 см в голове и 20×20 см у острия — обладают большой несущей способностью. Их целесообразно применять в случае, если напластование грунтов по глубине сравнительно однородно или если верхние слои грунта обладают лучшими строительными свойствами, чем нижние.

Ромбовидные сваи (на рисунке выше под буквой «д») — дают возможность повысить их несущую способность в пучинистых грунтах. Ромбовидная свая дополнительно уплотняет грунт нижними наклонными гранями и передает на него не только касательные, но и нормальные усилия. Благодаря этому на ромбовидные сваи можно передать более высокие нагрузки, чем на призматические, имеющие одинаковые с ромбовидными длину или объем.

Для объединения отдельных свай в общий свайный фундамент на них устраивают железобетонные плиты — бетонные ростверки. Конструкции ростверка зависят от вида свай, их расположения и конструкции здания. Ростверки могут изготавливаться монолитными, сборно-монолитными или сборными, также возможны безростверковые решения.

Монолитные ростверки применяются при кустовом расположении свай, которые в большинстве случаев располагаются в ряд.

Монтаж сборного ростверка менее трудоемок, чем устройство монолитного ростверка.

Одно из необходимых условий применения сборного ростверка — тщательная забивка свай согласно заданному проекту положения.

Во всех вариантах конструкций ростверка предполагается, что сваи не погружены точно по вертикали до проектной отметки (как правило, они ее не достигают). Так как срезка голов большого количества свай не может быть выполнена до единой необходимой отметки, то выравнивание голов свай предполагается осуществить сборными оголовками, которые надевают на сваи после срубки голов с заполнением бетоном на мелком щебне.

Применение оголовков позволяет компенсировать отклонения свай в плане в допустимых пределах.

Соединения свай с ростверком могут быть следующих типов: -сопряжения оголовков со сваями сплошного сечения;

— сопряжения оголовков со сваями с круглой полостью. На выровненные оголовки укладывают элементы сборного ростверка прямоугольного сплошного сечения;

-сопряжение сборного ростверка и трубчатой сваи.

8.Каркасы 1-о этажных общественных зданий, требования к элементам каркаса.

9.

Конструктивный элемент, ограждающий здание сверху, называется покрытием или крышей. Покрытие состоит из двух частей: несущей и ограждающей.

К несущей части покрытия предъявляются следующие требования:

1) по несущей способности (1-я группа предельных состояний);

2) по жесткости (2-я группа предельных состояний);

3) по экономичности;

4) по индустриальности;

Ограждающая часть покрытия — кровля. Кровля служит для отвода осадков и должна быть: водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой к воздействию ряда агрессивных химических веществ (содержащихся в воздухе и осадках)

По материалу изготовления кровли подразделяют на:

листовые (из кровельной стали, профлиста, асбестоцементные);

плиточные (из черепицы, металлочерепицы, кровельной драни);

Ответственные места кровли (свесы, водоприемные воронки, примыкания к парапетам, деформационные швы) выполняют с применением кровельной стали, в не зависимости от материала кровли.

^ Листовая стальная кровля выполняется из листовой оцинкованной или неоцинкованной стали. Основанием под кровлю служит сплошная или разреженная обрешетка из пиломатериалов. Кровельные листы по длине соединяют в картины. Картины соединяют между собой фальцами. Кровля из листовой оцинкованной стали считается одной из самых надежных.

Кровля из профилированного стального листа менее сложна при производстве из-за простого соединения листов между собой, но более металлоемка. Она, как правило, выполняется по разреженной обрешетке. Смежные листы в горизонтальных рядах стыкуют в нахлест. При проектировании такой кровли следует учитывать возможность схода снега в процессе эксплуатации, поэтому для них назначают меньший уклон.

Кровля из волнистых асбестоцементных листов (шифера) достаточно широко распространена на территории СНГ. Такая кровля проста в изготовлении, но крайне ненадежна в эксплуатации, так как при сбросе с нее снега в ней образуются проломы, также во время ураганов ветки с деревьев пробивают и разламывают листы шифера. К тому же асбестоцемент при выветривании выделяет вещества, вредные для здоровья людей. Например, в Японии применение асбестоцементных листов запрещено законодательно в связи с этим фактором. Такая кровля, как правило, выполняется по разреженной обрешетке. Укладку листов ведут от карниза к коньку горизонтальными рядами с напуском в 120…140 мм. Смежные листы в горизонтальных рядах стыкуют внахлестку с напуском на одну волну. Листы к обрешетке крепят гвоздями с оцинкованной сталью и рубероидом. Конек и ребра крыши покрывают фигурными листами – шаблонами.

Кровля из современных плиточных материалов (фигурной керамической черепицы, металлочерепицы и т.п.) долговечна, надежна, эстетична, несгораема. Однако она дорога, сложна в изготовлении и трудно ремонтируема, из-за специфичных креплений. Такую кровлю укладывают по сплошной обрешетке или по разреженной обрешетке с маленьким шагом. Конек и ребра скатов кровли покрывают элементами специального шаблона, а разжелобки (ендовы) – оцинкованной сталью.

^ Рулонные кровли изготавливаются из рубероида, толя или других рулонных материалов. Основанием для них являются железобетонные плиты покрытия, по которым в несколько слоев укладывается ковер. Ковер склеивается клеящими составами (битумом). Полотнища гидроизоляционного материала наклеивают с перехлестом в 100 мм. При малых уклонах рулоны раскатывают параллельно обрезу кровли, а при уклонах более 15% — перпендикулярно коньку.

^ Мастичные кровли устраиваются по железобетонным плитам покрытия, по которым расстилают полотнища стеклохолста перпендикулярно стоку воды с перехлестом не менее 100 мм. Потом их пропитывают холодной битумной мастикой, которая приклеивает их к основанию. Затем во взаимно перпендикулярных направлениях по слоям мастики приклеивают еще 2 слоя стеклохолста. Для защиты такой кровли в нее втапливают слой гравия, или ее окрашивают алюмокеросиновой суспензией светлых тонов. Такая кровля надежна, но дорога в производстве.

Безрулонные кровли выполняются из железобетонных панелей, покрытых слоем гидроизоляционной мастики. Панели полностью изготавливаются на заводе.

Эксплуатируемые крыши

На эксплуатируемых крышах размещаются зеленые зоны, рестораны, кафе, детские площадки, зоны отдыха, паркинги и автостоянки. Разновидностью эксплуатируемой крыши могут быть и перекрытия подземных помещений (тех же паркингов, торговых зон и т.д.), которые с поверхности земли воспринимаются как благоустроенное пятно в городской застройке (сквер, летнее кафе и проч.). Она устроена следующим образом: гидроизолирующий слой настилается непосредственно на стяжку, выполненную на бетонном перекрытии. Сверху укладываются теплоизоляционные плиты перекрывая друг друга. Поверх теплоизоляции, укладывается специальный фильтрующий слой, на него — слой гравийной засыпки. На гравий укладываются тротуарные плиты.

Типы эксплуатируемых крыш

По функциональному назначению можно выделить несколько типов эксплуатируемых крыш: покрытие с ограниченной возможностью для ходьбы (гравийная засыпка), пешеходное покрытие, ‘зеленая кровля’ или крыша-сад, покрытие пригодное для движения транспорта и устройства автостоянок. Очень часто эти типы покрытий комбинируются, например, пешеходные дорожки могут сочетаться с участками гравийной засыпки и озелененными участками

. Зеленая кровля приобретает все большую популярность. Крыши-террасы и крыши-сады – («зеленые» крыши) используют для озеленения, высаживают как деревья и крупные кустарники, так и газонную траву. В зависимости от желаемого варианта может предполагаться почвенный слой разной толщины.Для зеленых кровель используются специальные, предназначенные именно для устройства зеленой кровли системы — комплексы специально подобранных кровельных материалов. Особое значение при этом имеют специальные водозадерживающие и дренажные мембраны, корнестойкие пленки, битумно-полимерные рулонные материалы со специальными химическими добавками, препятствующими росту корней вглубь гидроизоляции. материалы с пропиткой, останавливающие рост корневой системы применяют и при простой гравийной засыпке крыши.

По внешнему виду и назначению ‘зеленые крыши’ можно разделить на несколько типов:

с интенсивным озеленением (напоминают садово-парковые зоны);

с ‘легким’ озеленением (исключаются деревья и высокие кустарники);

с травяным растительным покровом, при этом требуется минимальный почвенный слой и разрешается хождение только по специальным дорожкам;

с размещением растений в специальных емкостях с почвенным субстратом.

Для эксплуатируемых крыш, как и для крыш вообще, теплоизоляционный слой должен обеспечивать соответстветствие требованиям, предъявляемым к ограждающим конструкциям СНиП II-3-79*

Рассмотрим последовательно те требования, которые предъявляются к теплоизоляционному материалу, пригодному к использованию в конструкции ‘инверсионной’ кровли. Теплоизоляционный материал должен обладать:

высокой теплоизолирующей способностью;

минимальным водопоглощением, гарантирующим постоянство теплоизолирующих параметров;

стабильностью геометрических размеров;

прочностью на сжатие;

Во-первых, они должны обладать повышенной влагостойкостью и как можно более низким водопоглощением. Это связано с тем, что проникновение в структуру утеплителя паров воды и влаги, многократные циклы ‘замораживания-оттаивания’ в конечном итоге приводят к потере теплоизоляционных свойств и разрушению материала, а ремонт эксплуатируемых крыш, как уже отмечалось, сопряжен со значительными сложностями. Во-вторых, теплоизоляционные материалы должны обладать высокими прочностными характеристиками, чтобы быть устойчивыми к неизбежным для эксплуатируемых крыш высоким механическим нагрузкам.Перечисленным требованиям удовлетворяют теплоизоляционные материалы, полученные путем вспенивания. К ним относятся, в частности, экструдированные пенополистиролы, а также вспененное или ячеистое стекло.

Источник