Классификация свайных фундаментов и железобетонных свай заводского изготовления

Свайные фундаменты Свайные фундаменты обычно включают сваи и соединяющий их ростверк, но в ряде случаев ростверк может отсутствовать. Сваи в фундаментах под стены зданий обычно располагаются параллельными рядами (обычно в 1…4 ряда в зависимости от погонной нагрузки и несущей способности принятых свай). При восприятии сосредоточенных нагрузок от отдельных опор сваи располагаются «кустами» (чаще всего по 4…12 свай). Если несущая способность свай достаточно высока или сосредоточенная нагрузка мала, можно ограничиваться одной сваей под опору («односвайный фундамент»). В частности, при нагрузках на опору менее 300кН очень эффективными могут быть сваи-колонны, выполняющие одновременно функции фундамента и колонны.

Ростверки выполняются из монолитного, реже сборного железобетона. Если ростверк опирается непосредственно на грунт, он называется низким если между ним и грунтом остается зазор – высоким. В ряде случаев могут быть наиболее эффективными безростверковые свайные фундаменты: на сваях монтируются железобетонные наголовники (на строго заданных отметках), и надземные конструкции опираются непосредственно на них.

рис. 8.1. Свайные конструкции

а — с высоким ростверком; б — с низким ростверком; 1 — сваи; 2 – ростверк

Последние десятилетия разработано много новых конструкций свайных фундаментов, которые экономически более эффективны, чем традиционные типы, но чаще всего сложней их.

В настоящее время сваи изготовляются в основном из железобетона. В отдельных случаях могут использоваться другие материалы (дерево, сталь), но это бывает редко. В мировой практике известно около 500 видов свай, однако, широкое применение имеют лишь очень малая их часть. Существуют различные классификации свай, среди которых в первую очередь следует назвать разделение свай по месту их изготовления:

• сваи, изготовляемые на заводе, доставляемые в готовом виде на строительную площадку, и погружаемые в грунт забивкой, вибрированием или вдавливанием (такие сваи обычно называют «забивными» независимо от способа погружения)

• сваи, изготовляемые непосредственно на строительной площадке (с использованием специальных машин и монолитного бетона).

В нашей стране наибольшее распространение получили предварительно изготовленные (забивные) сваи, что в значительной мере связано с суровыми климатическими условиями нашей страны, а также с общей ориентацией строительной отрасли быв. СССР на сборный железобетон.

За рубежом сваи, изготовляемые на строительной площадке, используются шире, чем готовые сваи, погружаемые забивкой или другими способами.

Монтаж свайных фундаментов сокращает примерно на 80% объём земляных работ по сравнению с ленточными фундаментами, а также снижает количество используемого бетона примерно на 40%. Необходимость понижения уровня воды на участке и затраты для подготовки основания под свайные фундаменты в принципе отпадает.

Различаются сваи по таким параметрам:

по конфигурации сечения;

материалу изготовления;

по несущим нагрузкам;

по направленности;

по расположению;

по способу устройства и прочим параметрам

Располагаться в земле сваи могут в вертикальном или наклонном положении.

Сечение свай может иметь форму круга, квадрата, многоугольника или быть полыми.

- по форме поперечного сечения – рис 11.4 (а, б, в – типовые)

- по форме продольного сечения

- по способу армирования на сваи:

1) с ненапрягаемой арматурой и с предварительно напряженной продольной арматурой

2) с поперечным армированием и без него

По несущим нагрузкам сваи подразделяются на:

сваи-стойки, оказывают давление на грунт, передавая ему все нагрузки, действующие на сваю.

висячие, оказывают давление на грунт своими боковыми гранями за счет силы трения между сваей и грунтом.

По расположению в плане фундамента сваи могут быть одиночными для отдельных колонн, кустовыми, ленточными для возведения стен и в виде целого свайного поля.

В строительстве крупных объектов сваи  и свайные фундаменты погружаются в грунт  разными способами:

забивкой;

бурозабивкой;

буроопусканием;

завинчиванием;

вибропогружением;

вдавливанием;

с подмывом в нижней части сваи грунта, комбинированным – электростатическим, виброударным и другими.

Ударным способом, в основном, забиваются сваи при помощи сваебойных установок. Для такого метода подходят все грунты, кроме скальных пород. Вдавить сваю в грунт можно, только если он по своей структуре мягкий.

Вибрацией погружают сваи, если на участке грунты влажные, пластичные или сыпучие.

Винтовые сваи можно использовать на грунтах любой структуры. Здесь, кроме силы вдавливания, используется сила вращения. Конструкция сваи своим внешним видом напоминает огромный шуруп, так как на металлической полой трубе приварено винтовое ребро, заостренное книзу.

В жилищном  малоэтажном строительстве свайный фундамент забивной практически не применяется. Его с успехом заменяет фундамент из буронабивных свай, которые устраиваются непосредственно на месте строительства. Для этого в размеченных местах бурят скважины, в которые устанавливают арматурные каркасы и заливают бетон необходимой марки.

Если в месте устройства свай грунт сыпучий, то в скважину вставляется рубероидная или толевая рубашка. Иногда устанавливают обсадную трубу, которую после застывания бетона вынимают из скважины, или оставляют в земле, тем самым повышая прочность залитой сваи.