Свайные фундаменты классификация по схеме работы

Сайт инженера-проектировщика

Свежие записи

Классификация свайных фундаментов

КЛАССИФИКАЦИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Элементы в виде стержней из бетона, железобетона и других материалов в толще грунтового основания, которые воспринимают нагрузки от здания, называют свайным фундаментом. Такие фундаменты состоят из заглубленных в грунт свай и ростверка (распределительной балки или плиты). Ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки от здания.

Свайные фундаменты классифицируются по следующим признакам:

а) по способу углубления в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные сваи изготавливают на заводах и углубляют методом забивки, вдавливания или вибрации;

б) в зависимости от взаимодействия с грунтом: сваи-стойки концами опираются на прочные грунты и передают на них нагрузки; висячие сваи не достигают прочного грунта, а только уплотняют толщу основания и передают нагрузку на грунт трением, которое возникает между боковой поверхностью сваи и грунтом (рис. 1);

в) по форме поперечного сечения: круглые, квадратные, прямоугольные, многогранные, трубчатые, таврового и двутаврового сечения;

г) по форме продольного сечения: цилиндрические, призматические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, конические, трапециевидные, ромбовидные)

д) по глубине: короткие — до 6 м; длинные — более 6 м.

е) по материалу: железобетонные, бетонные, деревянные, стальные.

Рис. 1. Виды свайных фундаментов: а — сваи-стойки; б, в — висячие сваи;1 — свая забивная; 2 — ростверк; 3 — свая набивная

По сечению забивные сваи бывают:

— призматические железобетонные сплошного сечения (рис. 2. ), размерами 200 × 200 и 300 × 300 мм, длиной 3 — 12 м;

— призматические железобетонные с круглой полостью, размерами 250 × 250 и 300 × 300 мм, длиной 4 — 12 м;

— трубчатые железобетонные, диаметром 400 — 800 мм, длиной 4 — 12 м;

— деревянные из бревен хвойных пород, диаметром не мене 180 мм. Их применяют только в грунтах с постоянной влажностью, ствол покрывают битумной или дегтярное мастикой, забивают ниже уровня грунтовых вод, чтоб избежать загнивания;

— пирамидальные — с верхним сечением 300 × 300 мм и наклоном боковых граней до 14 °, длиной 5 — 12 м.

Рис 2. Фундамент из забивных свай: а — свая трубчатая; б — железобетонная сплошная призматическая свая; в — тоже с круглой полостью; г -железобетонная пирамидальная свая; д — деревянная свая; 1 — стальной башмак забивной сваи; 2 — стальной бугель; 3 — стальной наконечних

Набивные сваи (рис. 3) изготавливают из монолитного бетона, который заполняет предварительно пробуренные скважины, объединенные сверху ростверком. Изготавливают диаметром 400 — 700 мм. Вверху сваи соединяют между собой железобетонным ростверком. Нижняя часть сваи может быть расширена.

Рис. 3. Набивные сваи и фундаменты в вытрамбованных скважынах: а -буронабивная свая с одинаковым сечением ствола; б — то же с уширением; в – вытрамбованнная скважина; 1 — уширение; 2 — уплотненная зона грунта

Под наружные стены зданий без подвалов ростверк размещают на 100 … 150 мм ниже уровня поверхности земли и укладывают под него, при связных грунтах, слой крупнозернистого песка, щебня или шлака толщиной 200 мм и более, а при несвязных грунтах, тощего бетона или шлака толщиной не менее 100 мм.

Под внутренние капитальные стены ростверк укладывают на слой бетона, щебня или шлака толщиной не менее 100 мм.

При наличии подвала или технического подполья под всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка.

Источник

10. Свайные фундаменты. Классификация и разновидности свай. Методы погружения.

Свая- вертикальный или наклонный стержень, погруженный в грунт и служащий для передачи нагрузки от здания на грунт.

Ростверк-конструкция для передачи нагрузки от здания или сооружения на сваю.

Основное назначение свай: прорезка слабых грунтов верхней части инж.-геолог. Разреза и передача нагр на более прочные слои грунта.

Длина свай зависит: инж-геол условий строит. Площадки (глубина заложения несущего пласта); нагрузок передающ на сваю от здания; возможности строительной индустрии.

По материалу: ж/б,Металлич, деревянные, комбинированные.

По форме поперечного сечения: круглые сплошные и пустотные,квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью, крестообразные, тавровые и др.

По форме продольного сечения а) призматические, цилиндрические б)пирамидальные, конусоидальные в)комбовидная г)многопрофильная д) продольнорасчлененная.

По способу погружения в грунт: забивные(погруж в грунт посредством энергии удара дизель –молота,муромолота, паровозд молота и др.); вдаливаемые (посредством приложения к верх концу сваи нагрузки с помощью гидравлических домкратов и др.) завинчиванием (металич. винтовые сваи); вибропогружение (посредством динамических усилий или динамические усилия fвдавлив усилия прим в песках) буронабивные сваи(а)буровые (б)набивные (сваи изг без выемки грунта из скважин)

По характеру работы в грунте :сваи стойки (нижний конец сваи опирается в практически несжимаемый грунт, нагрузка восприним. Сопротивл грунта под нижним концом сваи,боковые(примерно 0%) висячие сваи( нагр воспринимается сопротивл грунта под нижним концом (лобовые) и силами трения по боковой пов-ти (боковые) сваи бокове (20-40%) и лобове(60-80%))

По расположению относительно по-ти грунта:

По мат-лу и изготовлению : -ж/б, металлические, бетонные\\\\\\-сборные,монолитные,сборно-монолит.

По расположению свай в ростверке: отдельностоящие , на одну сваю, ленточные.

Сопряжение надземных конструкций (колонн и стен) с ростверками аналогично фунд мелкого заложения.

11. Методы определения несущей способности сваи. Краткая характеристика методов, их достоинства и недостатки.

Свая-вертикальный или наклонный стержень, погруженный в грунт и служащий для передачи нагрузки от здания на грунт.Ростверк-конструкция для передачи нагрузки от здания или сооружения на сваю. Несущая способность сваи (F_d)-такая нагрузка, которую может воспринимать свая, погруженная в грунтовое основание.2 несущие способности:

По грунту (потеря устойчивости сваи происходит из-за разрушения грунта, контактируемого со сваей).

По материалу(потеря устойчивости сваи из-за разрушения тела сваи).

Расчетный метод по формулам СНиП 2.02.03.-85.

Для свай стоек определяется по грунту и материалу, для дополнительных расчетов определяется минимальный. Для висячих свай определяется по грунту.

«-»Расчетный метод явл. Наименее точным.

«+» Предварительная оценка сваи.

Метод пробных статистических нагрузок.

Метод полевой, испытывается погруженная до проект. Отм. Свая. После отдыха. На голову сваи ступенчато домкратом передается вертикальная нагрузка. После стабилизации деформации с помощью прогибомераопр-ся осадка сваи Sи строится график зависимостиS(F) ( возможно поведение сваи по 2-м путям).

«+» самый точный метод.

«-» длительность проведения и высокая стоимость.

Основан на решении уровня равных работ, совершаемых при погружении сваи молотом и сопротивлении сваи погружению (ур-я Герсеванова ). Последовательность испытаний: на погруж. До проектной отм. Сваю, после отдыха устанавливается сваебойный аппарат произв. Констр. Удар или несколько ударов. (10 д. у. –залог). При этом измеряются осадки сваи от одного удара или нескольких S_a,ср=(∑S_a,i)/n. По формуле Герсеванова (монограммам, графикам) черезS_aрассчитывается (или снимается)F_u,nи определяетсяF_d.

«-» не очень высокая точность.

«+» оперативность, возможность определения Fd.

Метод статистического и динамического зондирования.

Метод полевой. Для испытаний прим. Модель сваи, оснащенная датчиками. Позволяющими определить сопр. Грунта под нижним концом и боковой пов.-ти, сопротивление по глубине сваи определяется легко и строится на графике. По полученным данным сопротивления по формулам СНиП или градуированным графикам определяют Fu,n, а далее Fd.

«-» не очень высокая точность.«+» быстрота.

Если на строит.площадке опр. Несущ способность 5-ти свай или мене то при проектировании исп-ся минимальные данные.

Источник

Виды свайных фундаментов: ГОСТы, классификация свай и типы ростверков

Возведение домов на не стабильных грунтах производится по специальной свайной технологии. Она обеспечивает пропорциональное распределение нагрузок массы конструкции зданий на почву. Существуют различные виды свайных фундаментов. Для их устройства используется специальная техника.

Свайный фундамент: виды, достоинства и недостатки

Главные элементы фундамента — сваи, имеющие форму столбов или стержней. Сечение изделий может иметь круглую или квадратную форму. Заглубление опор производится под определённым углом наклона или строго вертикально. Технология устройства свайных фундаментов достаточно проста. Выбор конструкции основания зависит от различных факторов:

• вида свай и глубины их установки;
• структуры грунта;
• типа ростверков и др.

Порядок установки опор регламентируется СНиП 2.02.03-85. Чаще всего, их используют для возведения каркасных, щитовых и деревянных малоэтажных домов. При строительстве многоэтажных зданий основание делается из железобетонных свай. Возводимые по свайной технологии дома не имеют подвальных помещений.

Таблица 1. Достоинства и недостатки свайного фундамента.

Достоинства	Недостатки
Возможность устройства на сложных грунтах и горных рельефах	Для возведения фундамента требуется специальная техника
Монтаж фундамента можно проводить в любую погоду	Свайный фундамент не рекомендуется использовать для строительства домов на горизонтально-подвижных грунтах
Минимальная осадка	Сложности при возведении цокольных этажей
Экономичность и надежность	Невозможность проверки установленных свай на повреждение

Видео — Плюсы и минусы свайного фундамента

Виды свайных фундаментов

Классификация опор и возведённых с их помощью фундаментов проводится по различным признакам. По типу материала, использованного для их изготовления различают сваи:

• деревянные;
• бетонные и железобетонные;
• металлические;
• комбинированные.

Наиболее надёжными считаются конструкции, состоящие из комбинированных опор. Они дольше всех сохраняют свои первичные эксплуатационные характеристики. Наименьшей прочностью и долговечностью обладают деревянные сваи. Большая из часть изготавливается из древесины хвойных пород. Металлические винтовые опоры изготавливаются из чёрного металла. Перед установкой в грунт поверхность деревянных и металлических свай обрабатывается специальными средствами.

По несущим нагрузкам различают сваи:

1. Стойки.Полностью передают грунту нагрузку строения.
2. Висячие сваи. Нагрузка передаётся боковыми гранями.

По способу погружения опор в грунт фундаменты подразделяются на:

• забивные;
• буроопускные:
• винтовые;
• буронабивные;
• комбинированные.

Интересно! Свайные фундаменты способны выдерживать сейсмические нагрузки до 7 баллов. Для их устройства используют не только опоры, произведённые в заводских условиях. Буронабивные стержни заливаются бетоном на месте устройства основания.

Забивные фундаменты

Забивная технология применяется при строительстве многоэтажных строений. Для монтажа их конструкций используют стержни изготовленные из железобетона. В малоэтажном строительстве допускается применение по этой технологии строительства деревянных и металлических опор. Чаще всего, они имеют квадратное сечение с размером сторон от 150 до 500 мм. Стандартные длины опор находятся в пределах от 3 до 25 м. Их нижний конец заостряют. Это значительно упрощает процесс забивания свай в грунт.

Верхнюю часть опор оснащают оголовком. Он принимает удар молота при забивании изделий и защищает их от деформации. Выбор свай зависит от свойств грунта и конструкции возводимого здания. Их погружение в грунт проводят до упора в твёрдый земляной пласт. Это обеспечивает прочность конструкции и не позволяет основанию строений «поплыть».

Достоинства и недостатки забивных фундаментов зависят от вида используемых для устройства конструкции свай. Среди общих для всех типов опор достоинств:

• высокая прочность конструкции;
• отсутствие необходимости в предварительной подготовке строительного участка;
• возможность монтажа на затопляемых территориях.

При возведении свайного фундамента грунт не разрыхляется, а утрамбовывается. Среди основных недостатков забивных конструкций:

• недостаточная надёжность при устройстве на набухающих и просадочных почвах;
• неравномерная усадка на грунтах с различной плотностью.

Буроопускные свайные фундаменты

Технология применяется для возведения конструкций на пластично-мёрзлой и твёрдомёрзлой почве. Работы по монтажу основания ведутся при температуре не ниже 0,5°C. Технология проведения работ предусматривает установку стержней в предварительно пробуренные скважины. Их диаметр должен превышать сечение свай на 50-100 мм. Бурение грунта производится специальной техникой.

Важно! Диаметр бура должен быть больше ширины опоры не менее, чем на 10 см.После установки стержня в скважину имеющиеся в ний пустоты заполняются связующими растворами. Они повышают устойчивость конструкции.

Свайно-винтовые фундаменты

Технологию используют при возведении лёгких и средних построек на всех видах грунта. На часто затопляемых территориях это единственно возможный способ строительства домов. Монтаж винтовых оснований под строения различного типа был придуман в XIX веке. Он широко используется при возведении причалов и домов на воде.

Вести строительство по винтовой технологии можно в любое время года. Для монтажа конструкции используют металлические сваи с различным количеством лопастей. Для их погружения в грунт не требуется привлечения специальной техники. Сваи ввинчиваются в землю вручную. Основные достоинства технологии — быстрота монтажа и минимальные затраты на устройство основания.

Буронабивные сваи

Буронабивная технология применяется при возведении тяжёлых строений на слабых грунтах. При забивки свай таким методом не оказывается вибрационное воздействие на рядом стоящие строения. Возводить объекты по буронабивной технологии можно и на территории со сложным рельефом. Требования к таким типам оснований определены в Своде правил СП 50-102-2003. Возведение фундаментов производится с помощью:

• шнека с полостью для подачи бетона в скважину.
• обсадной трубы с вибропогружателем.

Сваи для фундамента заливаются бетоном непосредственно в подготовленные для них скважинах. Применять технологию можно на полых грунтах. Перед заливкой бетона в скважину, в ней делается армирование и проводится укрепление её стенок от обсыпания земли. Буронабивная технология устройства свайных оснований считается самой сложной.

Комбинированный фундамент

В устройстве оснований используют сваи и плиты. Фундаменты такого типа возводят на просадочных грунтах в соответствии со Сводом правил 22.13330. Отличительной чертой конструкции является полное опирание плиты на грунт. Ростверк с землёй не соприкасается.

Классификация фундаментов по характеру размещения свай

Схема расположения свай в грунте определяется конфигурацией возводимого здания. По способу их размещения конструкции различают:

1. Одиночные сваи. Применяются при возведении легких с/х построек.
2. Свайные кусты. Устраивают под передающие большие вертикальные нагрузки колонны.
3. Сплошные свайные поля. Основание используют для возведения построек башенного типа.
4. Ленточные свайные фундаменты.Предназначены для опоры стен зданий.

ГОСТы на свайные фундаменты

ГОСТы на свайные фундаменты и винтовые сваи в РФ заменены на СНиП 2.02.03-85 и СНиП 24.13330.2011. Железобетонные сваи промышленного производства выпускаются по ГОСТ 19804-2012.

При производстве свай применяется несколько стандартов:

Требования, предъявляемые нормативными документами к изделиям, учитывают характеристики грунтов, для которых они предназначаются. Выпускаемые по ГОСТ винтовые сваи подразделяются по своим конструктивным особенностям. Изделия группируют по:

• форме наконечника (открытые и завальцованные);
• форме, ширине и числу лопастей;
• способу применения.

Виды ростверков

Ростверк не является обязательным элементом конструкции. Он соединяет между собой опоры основания, придавая конструкции дополнительную жёсткость. Различают 3 основных вида ростверков:

1. Высокий. Соединительные элементы располагаются над поверхностью земли на расстоянииот 15 сми выше.
2. Повышенный. Ростверк располагает вровень с поверхностью земли или на высотедо 10 см.
3. Заглубленный. Монтаж ростверка проводится ниже уровня поверхности земли.

По способу сборки различают ростверки:

1. Сборные. Представляют собой сварные стальные балки, которые применяют при строительстве лёгкий построек с небольшим сроком эксплуатации.
2. Сборно-монолитные. Элементы с «замочными» соединениями. Используются для соединения опор оснований многоэтажных домов и промышленных сооружений.
3. Монолитные. Представляют собой единые конструкции, имеющие форму замкнутой или незамкнутой ленты. Применяются при строительстве жилых малоэтажных домов.

Свайные фундаменты для частного дома

До начала строительства дома необходимо определиться с видом основания. При его выборе учитывается тип грунта предназначенной для постройки территории. Определить его можно с помощью геологического исследования. Среди прочих определяющих факторов:

• уровень грунтовых вод;
• сейсмичность района строительства.

Обратите внимание! Возводимый фундамент должен выдерживать нагрузки всей конструкции дома и планируемой для размещения в нём обстановки. Главной опасностью для свайного фундамента является вспучивание грунта. Наиболее сложным считается возведение буронабивных конструкций.

При проектировании оснований определяется глубина забивания свай. Многие застройщики, пытаясь сократить затраты на строительство, возводят дома на винтовых сваях. Это позволяет им экономить значительные суммы на покупке строительных материалов. Возводить винтовые основания можно без геологических исследований. Длина стержней фундамента выбирается в зависимости от глубины погружения опор от поверхности земли до пласта грунта с нормальной несущей способностью. Нижнее основание стержня должно упираться в него и быть ниже отметки промерзания.

Сметная стоимость строительства домов, построенных по свайно-винтовой технологии, на 30-40% меньше обычных способов возведения домов. Конструкции возводятся без проведения земляных работ. Ремонтопригодность элементов свайно-винтовых фундаментов составляет 100%. Недостатком свайной основы является необходимость устройства цоколя и отмостки шириною не менее 70 см вокруг строения. Задача отмостки — защита облицовки свайного фундамента от поверхностного загрязнения.

Несущая способность оснований

Материал исполнения опор и тип грунта оказывают влияние на несущие способности основания строения. Основу винтовых конструкций составляют трубчатые опоры. Они выпускаются промышленностью с диаметром 133, 108 и 89 мм. Он оказывает влияние на несущую способность основания вместе с длиной трубы и диаметром лопастей. На трубных опорах не рекомендуется возводить тяжёлые конструкции.

В качестве опор многоэтажных строений высотою до 60 м строятся используются забивные сваи. Длина таких свай может превышать 10 м. Это самый надёжный вид свайного основания. В частном домостроении забивные железобетонные опоры используются крайне редко из-за высокой стоимости аренды необходимой для их установки спецтехники.

Возведение фундамента для частного дома винтовых сваях: пошаговая инструкция

Шаг 1. Рассчитываем количество необходимого для строительства материала. Число опор определяется по 2-м направлениям:

• линиям наибольшей нагрузки;
• несущей способности опор.

Для проведения расчётов лучше составить план основания. На него на носится разметка установки свай. Расстояние между ними не должно превышать 2-3 м. Чем больше масса возводимой конструкции, тем ближе друг к другу располагаются опоры. Их число определяется путём деления общей массы дома с наполняющими его вещами на величину допустимой нагрузки на 1 сваю. Это справочная величина. Найти её можно в специальных таблицах или в технической документации производителя на изделие. В интернете можно найти онлайн-калькуляторы, которые производят расчёты необходимого для устройства фундамента количества опор при введении необходимых параметров.

Шаг 2. Заготавливаем необходимый материал и инструменты для работы.

Цены на различные виды ручных буров

Шаг 3. Делаем разметку участка под установку опор. Она делается по генеральному плану строительного участка и схеме 1-го этажа дома с отметками расположения свай. Начинают делать разметку всегда с угловых опор, остальные точки установки равномерно распределяют по всей площади основания. В том случае, когда между опорами получаются слишком большие промежутки, в них устанавливают дополнительные опоры.

Шаг 4. Ввинчиваем сваи в грунт по установленным метка. На участках с мягким грунтом сделать это можно вручную, на более твёрдой почве ввинчивание свай производят с помощью специальных устройств. В землю их заглубляют до уровня твёрдого грунта. Входить в землю опоры должны в строго вертикальном положении.

Цены на винтовые сваи

Шаг 5. Верхняя часть опор должна находиться на одном уровне. Его проверяют после ввинчивания в грунт последней сваи. Разница в высоте не допускается. Имеющие отклонения от заданного уровня опоры подрезаются или наращиваются. Категорически нельзя при выравнивании высоты приподнимать вверх уже ввинченные в грунт сваи.

Шаг 6. На выровненные опоры устанавливаем полые горизонтальные плоскости и заливаем их бетоном.

Шаг 7. Для отвода лишней влаги от строения делаем дренаж основания. Он представляет собой небольшие траншеи, прорытые по периметру строения, с отводом за пределы участка.

Видео — Подробная инструкция установки винтового фундамента

Как правильно делать монтаж конструкции

Ввинчивать сваи в грунт вручную лучше втроём. Во время заглубления их трудно поддерживать в вертикальном положении. Два человека воздействуют на рычаг, а третий следит за углом вхождения опоры в грунт. Периодически нужно проводить её фиксацию и анализировать глубину погружения. Не рекомендуется ввинчивать сваи на глубину менее 1 метра. При таком заглублении опор высока вероятность перекоса строения.

Самыми ответственными участками основания являются его углы. Заглубление опор в этих точках должно быть максимальным. Дополнительная прочность конструкции достигается бетонированием фундамента. Большим недостатком винтовых свай является невозможность устройства из них основания для постройки домов на грунтах, имеющих слои камней или известняка. Для таких строительных участков используют сваи с наварными наконечниками.

Срок службы свайных оснований зависит от материала их исполнения. В благоприятных условиях они могут эксплуатироваться от 300 до 400 лет..

Источник