Теоретические основы работ свай – стоек, висячих свай. Конструктивные элементы свайных фундаментов

Лекция №2

Свайные фундаменты, область применения.

Виды свай по материалу, поперечному и продольному сечениям, способам устройства.

Теоретические основы работ свай – стоек, висячих свай. Конструктивные элементы свайных фундаментов.

В тех случаях, когда в верхней части основания находятся слабые грунты, возникает необходимость в передаче давления от сооружения на более плотные грунты, залегающие на некоторой глубине (надежные). В таких случаях устраивают свайные фундаменты.

Свая – это длинный стержень, который забит или погружен в грунт каким-либо другим способом.

Рисунок 2.1. Повышенный ростверк

Для того, чтобы все сваи работали одновременно, их объединяют железобетонной плитой или балкой – ростверком, который обеспечивает распределение нагрузки на сваи и приблизительно равномерность осадки или при несимметричном загружении – осадку с креном.

Различают три типа свайных ростверков: низкий, повышенный и высокий.

Высокий ростверк принимается для мостов, гидротехнических сооружений.

Рисунок 2.2. Типы свайных ростверков

Существуют и безростверковые свайные фундаменты.

Рисунок 2.3.

Рисунок 2.4.

Рисунок 2.5.

Рисунок 2.6. Безростверковые свайные фундаменты под опоры ЛЭП: а) из забивных свай; б) из набивных свай

Рисунок 2.7. Безростверковые свайные фундаменты под многоэтажные здания: а) из забивных свай; б) из набивных свай

Рисунок 2.8. Безростверковые свайные фундаменты под электролизные ванны: а) из забивных свай; б) из набивных свай

Широкое распространение получили установки для устройства свай таких фирм как:

«Беното», «Солетанж», «Баши» (Франция);

«Като» и «Мицубиси» (Япония);

«ВSP» («Бритиш стил пайлинг»);

«Калуэлд», «Макэлпайн» (Великобритания);

«Зальцгиттер». «Баде», «Хохтрассе-Вайсе» (Германия);

«Калуэлд Дрил», «Мак-Киней» (США);

«Сойл-Мек», «ЭЛСК» (Италия).

Для устройства буронабивных свай.

Установки вращательного и ударного бурения.

\ Классификация свай:

по материалу различают сваи: железобетонные, бетонные и деревянные, реже – металлические.

по способу устройства: погружаемые в грунт (забивные) и выполненные непосредственно в грунте (набивные).

по способу погружения: забивные, забивные с подмывом, вибропогружаемые, ввинчиваемые.

Те сваи, которые выполняются непосредственно в грунте, подразделяются: по способу устройства скважин и по способу уплотнения бетона в скважине.

Скважины устраиваются бурением или выштамповыванием с помощью металлического сердечника, или ударноканатным буреним.

по способу уплотнения бетона: вибротрамбованные, частотрамбованные, пневмотрамбованные, камуфлетные (уплотнение взрывом), уплотненные обычной трамбовкой.

по форме поперечного сечения:

- квадратные, квадратные с отверстием, трубчатой формы (железобетонные).

Рисунок 2.9.

- круглого сплошного сечения (деревянные и набивные бетонные):

Рисунок 2.10.

- металлические: чаще всего – трубчатое сечение; реже – двутавровое:

Рисунок 2.11.

по форме продольного сечения:

Рисунок 2.12.

по характеру работы:

Висячие сваи (сваи трения):	Сваи – стойки:
- это сваи, которые окружены со всех сторон (в том числе и со стороны нижнего конца), сжимаемыми грунтами.	- это сваи, которые прорезают всю толщу сжимаемых грунтов и опираются на прочный, практически несжимаемый слой грунта (скала, плотный крупнообломочный грунт или глинистый грунт твердой консистенции).
А – площадь опирания на грунт сваи. А1 – площадь боковой поверхности сваи.	Fd – несущая способность сваи.

Несущая способность сваи – стойки выше.

Несущая способность одиночной сваи во много раз меньше (в большинстве случаев) нагрузки, передаваемой надземной конструкцией, поэтому свайные фундаменты приходится выполнять из нескольких свай.

В зависимости от размещения свай в плане различают: одиночные сваи, ленточные свайные фундаменты с размещением свай рядами, свайные кусты, сплошное свайное поле.

Одиночные сваи – применяют в тех случаях, когда нагрузку от колонны здания или стыка панелей воспринимает одна свая. Иногда сваи являются одновременно колоннами здания (такие конструкции называют сваями-колоннами).

Ленточные свайные фундаменты устраивают под стенами зданий и другими протяженными конструкциями.

Различают однорядное и многорядное (в 2…3 и более ряда) размещение свай.

При многорядном размещении свай свайный фундамент воспринимает не только вертикальную нагрузку, но и момент; при однорядном размещении свай внецентренно приложенная нагрузка вызывает изгиб свай.

В случае однорядного размещения свай под внутренними и наружными стенами здания, обладающего пространственной жесткостью, верхние части свай не могут испытывать изгиба, т.к. надподвальные перекрытия и пересечения стен препятствуют развитию деформаций изгиба в сваях.

Свайные кусты – это группы свай, обычно расположенные под отдельными конструкциями (например, под колоннами). Минимальное число свай в одном кусте – три. Иногда допускается выполнять свайные кусты из двух свай, если исключено развитие изгиба свай в перпендикулярном направлении по отношению к оси, проходящей через обе сваи.

Сплошное свайное поле устраивают под тяжелыми сооружениями, когда сваи располагаются по некоторой сетке под всем сооружением или его частью. На сплошное свайное поле опираются все конструкции этой части сооружения (колонны, стены, оборудование).

Свайным полем строители также называют систему свай, расположенных под сооружением, состоящую из одиночных свай, лент и свайных кустов.