Нииопс пособие по проектированию свайных фундаментов из забивных свай

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений составлено к СНиП 2.03.01-84 „Бетонные и железобетонные конструкции” и распространяется на проектирование монолитных ростверков квадратной и прямоугольной формы в плане, с кустами из двух, четырех и более свай, под сборные и монолитные железобетонные колонны и под стальные колонны.

Примечание. Свайные фундаменты с кустами из двух свай рекомендуется применять только в каркасных бескрановых зданиях при условии расположения свай в створе пролета здания и величине эксцентриситета приложения нагрузки в перпендикулярном направлении не превышающей 5 см.

При проектировании ростверков, предназначенных для эксплуатации в сейсмических районах, а также в агрессивных средах должны соблюдаться дополнительные требования, регламентированные соответствующими нормативными документами.

1.2. Ростверк является элементом свайного фундамента, опирающимся на куст свай (черт. 1.). Проектировать куст свай следует в соответствии со СНиП II-17-77 „Свайные фундаменты”.

Сопряжение ростверков со сборными железобетонными колоннами предусматривается стаканным (с подколонником или без него) с монолитными железобетонными колоннами — монолитным, со стальными колоннами — с помощью анкерных болтов.

Черт. 1. Схема образования пирамиды продавливания под сборной железобетонной колонной прямоугольного сечения

1.3. Расчет ростверков производится по предельным состояниям первой группы (по прочности) и по предельным состояниям второй группы (по раскрытию трещин).

Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке и коэффициентов сочетаний, а также подразделения нагрузок на постоянные и временные — длительные, кратковременные, особые — должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», а значения коэффициентов надежности по назначению — согласно „Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций”.

При определении нагрузок от колонн на ростверки следует учитывать увеличение моментов в месте заделки колонн от действия вертикальных нагрузок при прогибе колонн.

При расчете ростверков расчетные сопротивления бетона следует умножать на коэффициент условий работы бетона g b2, принимаемый равным 1,1 или 0,9 в зависимости от длительности действия нагрузок. Коэффициент условий работы бетона g b2 принимается равным 1.

1.4. Расчет ростверков на сваях сплошного круглого сечения производится так же, как и на сваях квадратного сечения. При этом в расчете ростверка сечения круглых свай условно приводятся к сваям квадратного сечения, эквивалентного круглым сваям по площади, т.е. с размером стороны сечения, равным 0,89 dsv, где dsv диаметр свай.

2. РАСЧЕТ РОСТВЕРКОВ ПО ПРОЧНОСТИ

А. РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ РОСТВЕРКОВ ПОД СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

2.1. Расчет по прочности плитной части ростверков под сборные железобетонные колонны производится: на продавливание колонной; продавливание угловой сваей; по прочности наклонных сечений на действие поперечной силы; на изгиб по нормальному и наклонному сечениям; на местное сжатие (смятие) под торцами колонн. Помимо этого проверяется прочность стакана ростверка.

Расчет ростверков на продавливание колонной

2.2. Расчет на продавливание колонной центрально-нагруженных ростверков свайных фундаментов с кустами из четырех и более свай производится по формуле (1) из условия, что продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, высота которой равна расстоянию по вертикали от рабочей арматуры плиты до низа колонны, меньшим основанием служит площадь сечения колонны, а боковые грани, проходящие от наружных граней колонны до внутренних граней свай, наклонены к горизонтали под углом не менее 45° и не более угла, соответствующего пирамиде с c=0,4h (см. черт. 1):

где Fper — расчетная продавливающая сила, равная сумме реакций всех свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания, определяемая из условия

При этом реакции свай подсчитываются только от продольной силы N, действующей в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка;

здесь n — число свай в ростверке;

n1 — число свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению для железобетонных конструкций с учетом коэффициента условий работы бетона;

h — рабочая высота сечения ростверка на проверяемом участке, равная расстоянию от рабочей арматуры плиты до низа колонны, условно расположенного на 5 см выше дна стакана;

иi полусумма оснований i-й боковой грани фигуры продавливания с числом граней m;

сi расстояние от грани колонны до боковой грани сваи, расположенной за пределами фигуры продавливания;

a — коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы на плитную часть через стенки стакана, определяемый по формуле

здесь Af площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента, определяемая по формуле

hапс — длина заделки колонны в стакан фундамента.

При расчете на продавливание центрально-нагруженных ростверков колонной прямоугольного сечения формула (1) приобретает следующий вид:

c1 — расстояние от грани колонны с размером bcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания;

c2 — расстояние от грани колонны с размером hcol до параллельной ей плоскости, проходящей по внутренней грани ближайшего ряда свай, расположенных за пределами нижнего основания пирамиды продавливания.

Отношение принимается не менее 1 и не более 2,5.

При сi>h ci принимается равным h; при сi 0,75hp), или в штатных ростверках (черт. 5) при заглублении колонны в штатную часть ростверка не менее чем на 1/3 ее высоты, помимо расчета ростверка на продавливание в соответствии с пп. 2.2 — 2.7 следует производить расчет ростверка на раскалывание колонной от силы N по формуле

где N — продольная сила, действующая в сечении колонны у верхней горизонтальной грани ростверка;

m — коэффициент, вычисляемый по формуле

здесь s sid напряжение бокового обжатия, МПа, определяемое по формуле

(11)

здесь Ab наименьшая площадь вертикального сечения ростверка по оси колонны за вычетом вертикальной площади сечения стакана и площади трапеции, расположенной под колонной, с наклоненными под углом 45° сторонами (на черт. 5 площадь трапеции показана пунктирными линиями);

а условное обозначение вводимой в расчет стороны сечения колонны (bcol или hcol);

Допускается принимать m =0,75.

Найденная по формуле (9) несущая способность ростверка по раскалыванию сравнивается с его несущей способностью на продавливание () и принимается большая из этих величин.

Черт. 5. Схема свайного фундамента с плитным ростверком

При этом несущая способность ростверка, определенная по формуле (9), должна приниматься не более его несущей способности на продавливание колонной от верха ростверка от продольной силы и момента, действующих в этом сечении. Расчет на продавливание от верха ростверка производится по пп. 2.2 — 2.7 с введением в правую часть формул (1); (4); (5); (8) коэффициента 0,75 и принимая h равным расстоянию от рабочей арматуры плиты до верхней горизонтальной грани ростверка.

Расчет ростверков на продавливание угловой сваей

где Fai расчетная нагрузка на угловую сваю с учетом моментов в двух направлениях, включая влияние местной нагрузки (например, от стенового заполнения);

h01 — рабочая высота сечения на проверяемом участке, равная расстоянию от верха свай до верхней горизонтальной грани плиты ростверка или его нижней ступени.

иi полусумма оснований i-й боковой грани фигуры продавливания высотой h01, образующейся при продавливании плиты-ростверка угловой сваей;

b i коэффициент, определяемый по формуле

(13)

здесь k коэффициент, учитывающий снижение несущей способности плиты ростверка в угловой зоне.

В преобразованном виде формула (12) будет иметь вид

где

b01; b02 — расстояния от внутренних граней угловых свай до наружных граней плиты ростверка (черт. 6);

c01; c02 — расстояния от внутренних граней угловых свай до ближайших граней подколонника ростверка или до ближайших граней ступени при ступенчатом ростверке;

b 1 и b 2 — значения этих коэффициентов принимаются по табл. 1.

Черт. 6. Схема продавливания ростверка угловой сваей

Источник:
http://gostrf.com/normadata/1/4294847/4294847756.htm

Руководство по забивным сваям

Что такое забивные сваи?

Все, кто имел отношение к строительству серьезных сооружений, будь то многоэтажные и высотные здания, промышленные объекты и т.д., имеет представление, что такое забивные сваи. Забивные железобетонные сваи уже более полувека применяют на больших стройках в качестве несущих элементов фундаментов и сооружений. Стандартные сваи, которые используют в гражданском и промышленном строительстве, начинаются от сечения 300х300 мм, длиной 3-12 м.

В частном малоэтажном строительстве, когда речь идет о нестабильных и сложных грунтах, проектировщики зачастую разрабатывают проекты фундаментов на основе забивных свай, потому что альтернативных вариантов фактически нет. Кошелек клиентов от таких конструкторских решений существенно страдает, ведь забивка таких свай встает «в копеечку». Существенную часть затрат составляет перебазировка и аренда тяжелой строительной техники. Зачастую все это усугубляется сложностями с подъездными путями на участок и индивидуальными особенностями самого участка.

Несколько лет назад появились забивные сваи, ориентированные на малоэтажное коттеджное строительство – сваи сечением 150х150 и 200х200 мм длинами 3, 4 и 5 метров. Также появилась мини-забивная техника, способная беспрепятственно выполнять забивку таких свай в любых даже самых сложных условиях на участке. Использование забивных свай стало не только доступным по бюджету мероприятием, но во многих случаях даже и выигрышным с точки зрения общих затрат на строительство фундамента в сравнении с другими технологиями. Если же сравнивать надежность и несущую способность фундаментов на основе забивных свай с другими типами фундаментов – то в большем числе случаев, опираясь на геологические исследования грунтов и конструкторские расчеты нагрузок дома, фундаменты на забивных сваях оказываются вне конкуренции.

Итак, в статье пойдет речь, в первую очередь, о забивке железобетонных свай для малоэтажного и частного строительства, т.е. о сваях сечением 150х150 и 200х200 мм.

Так что же такое забивная свая?

Стандартная забивная свая – это железобетонное изделие, имеющее конструктив в виде армокаркаса из несущей арматуры сечением 10мм с обвязочной арматурой сечением 5мм и заливкой бетоном классом прочности B22,5 (маркой М300). Каждый тип сваи имеет маркировку. Допустим, маркировка С30.15-3 – 3-х метровая свая сечением 150 мм
На первый взгляд может показаться, что нет ничего проще, как изготовить армокаркас, уложить его в форму и залить бетоном, немного подождать – и забивная свая готова.

Да, сегодня все чаще и чаще появляются мини производства, которые изготавливают различные ж/б изделия, в том числе и сваи. Но забивная свая – это особый вид жб конструкций, технология ее изготовления включает в обязательном порядке цикл пропаривания после заливки бетона. Пропаривание сваи происходит в специальных камерах. Без цикла пропаривания с очень большой вероятностью при наборе прочности бетона не будут достигнуты требуемые по ГОСТам нормативы. Соответственно такие изделия могут быть негодными для применения в строительстве. Позволить себе камеры пропаривания может далеко не каждое производство, ведь речь идет не только о самих камерах, но и об увеличении количества циклов производства и сложности самого процесса пропаривания.

Много раз нам приходилось встречаться со сваями плохого качества.
Железобетонная свая, как и любое ЖБИ, подлежит государственной сертификации. Поэтому перед покупкой свай обязательно удостоверьтесь, имеет ли производитель сертификат качества на сваи и обязательно требуйте паспорт качества партии свай при их покупке.

Свая, изготовленная с соблюдением всех технологических процессов, имеет высокий срок эксплуатации – более 100 лет.

Читайте также  Герметизация швов и пароизоляция ПВХ-окон

На каких грунтах применяются забивные сваи?

Перед началом строительства загородного дома для гарантии надежности фундамента и всей конструкции необходимо производить геологические изыскания грунтов в пятне застройки. Геология на участке строительства позволяет понять состав грунта, его пластичность и стабильность, уровень грунтовых вод, несущие характеристики пластов и т.д. Нельзя принять тип фундамента и разработать проект без геоподосновы, основываясь лишь на проекте дома. Без исследований грунта нельзя понять как будет работать тот или иной тип фундамента и какова будет его надежность. Большинство людей не понимают важность этой процедуры и относятся к геологии, как к дополнительной ненужной процедуре, ссылаясь на фундаменты соседей, которые стоят не один год или на геологию соседних участков.

Мы неоднократно встречали случаи, когда геологические заключения на соседних участках существенно разнились. Был в нашей практике случай в коттеджном поселке «Мартемьяново» в Московской области, когда на соседних участках в одном случае по заключению геологии проходили 3-х метровые сваи, а в другом только 5-ти метровые.

Забивные сваи хорошо работают практически на всех типах грунта: песчаные грунты, глиняные, суглинки, супеси и т.д. Исключение составляют только торфяные типы грунтов. Эти случаи рассматриваются индивидуально. Бывает, встречаются торфяные линзы, их свая может пройти и упереться в стабильные несущие слои грунта. Исходя из заключения по грунтам и проекту дома проектировщик-конструктор производит расчет нагрузок и определяет параметры свай (сечение, длину) и шаг между ними. Разрабатывается проект свайного поля, согласно которому в последствии производится забивка. Немаловажным фактором являются индивидуальные особенности участка – рельеф участка в пятне застройки. Перед началом проектирования фундамента в обязательном порядке нужно выполнить осмотр участка, определить перепады высот в пятне застройки. На больших перепадах зачастую применяются разные длины свай, допустим, в высокой части рельефа идут 3-х метровые сваи, а в низкой части 4-х метровые.

Забивные сваи в фундаментах. Для каких домов используются.

Забивные сваи являются конструктивным элементом различных типов фундаментов, а также применяются как отдельный самостоятельный вид фундамента. Все зависит от типа дома и параметров грунтов.
Во первых стоит сказать, что вне зависимости от типа фундамента, или в случае, когда забивные сваи выполняют роль самостоятельного фундамента, расчет фундамента производится таким образом, что общий суммарный вес дома с запасом должны нести именно забивные сваи. Всевозможные типы обвязок, будь то ростверк, плита или брусовые и швеллерные обвязки, в большинстве случаев выполняют лишь связующую функцию и помогают равномерно распределить нагрузку между сваями.

На основании проекта дома определяется общая его масса. После заключения по грунтам в пятне застройки проектировщик рассчитывает свайное поле и определяет параметры свай и шаг между ними. В среднем забивная железобетонная свая имеет несущую способность от 10 до 25 тонн, если речь идет о стандартных сваях сечением 150х150 и 200х200 мм и длинами 3-5м. Безусловно расчет фундамента производится с запасом прочности. На нашей практике был очень интересный опыт. Мы сотрудничаем по забивке свай с одной очень крупной компанией, занимающейся строительством домов из клееного бруса. Чаще всего для своих домов они используют свайно-ростверковый тип фундамента на основе забивных свай.

Однажды мы выехали на забивку 48 свай 200х200х4000 мм для их фундамента. И вдруг, после забивки пяти свай, нам позвонил их директор по строительству и сказал остановить работы на непродолжительный период. Как потом выяснилось, совместно с клиентом было принято решение провести испытание свай, так как заказчик скептически отнесся к решению конструктора о применение 4-х метровых свай на своем фундаменте. На объект была заказана выездная лаборатория, специализирующаяся на таких испытаниях. Испытания происходили в следующем формате – между 2-мя сваями кладется балка, на которую начинают постепенно нагружать с помощью специальных домкратов. Домкраты соответственно идут с индикаторами нагрузок. После испытаний выяснилось, что каждая из этих двух испытываемых свай несла нагрузку по 14 тонн, что удовлетворяло условиям строительства. Все закончилось хорошо, и мы продолжили работы. Надо сказать такого рода испытания – крайне дорогая затея, один опыт с двумя сваями обошелся в 60 тыс. рублей. Согласитесь, не каждый захочет проводить такую проверку.
Но есть чуть менее точный, но все же проверенный способ проверки несущей способности сваи. На всех наших объектах мы замеряем отказ свай. Отказ сваи – это фактически расстояние, на которое она погружается в грунт на одном из последних ударов при забивке. То есть представьте, когда свая почти забита, т.е. осталось несколько ударов до ее полной забивки, мы замеряем расстояние, на которое она заходит в грунт. Основываясь на постоянном показателе силы удара молота и отказу сваи, по таблице отказа сваи мы с легкостью определяем ее несущую способность.

Вернемся к типу фундаментов и домов, для которых используются забивные сваи. Для каркасных, брусовых и бревенчатых домов чаще всего используют забивные сваи с брусовой обвязкой.
Это недорогой и быстровозводимый тип фундамента, который благодаря своей простоте и всесезонности монтажа очень популярен. В данном случае сваи забиваются в один уровень по горизонту, на объекте постоянно должен присутствовать нивелир.
На каждую сваю монтируется специальный металлический оголовок, к которому на глухарях крепится обвязочный брус. Брус в обязательном порядке должен быть обработан антисептическим защищающим древесину составом. На обвязочном брусе в последствии собирается домокомплект. В некоторых случаях обвязка свай осуществляется металлическими швеллерами и двутаврами через сварку. На такой обвязке свай часто возводят блочные дома.

Для всех типов домов широко используются монолитные железобетонные фундаменты на основе забивных свай. Это и плиты и ростверки, которые заливаются поверх свай. Как все происходит? Стандартно забиваются сваи по периметру будущего ростверка или под площадью будущей плиты. Оголовки (часть сваи над землей) разбиваются, оголяется арматура.
После этого вяжется армокаркас будущего фундамента, связываясь с арматурой из свай, выставляется опалубка и производится заливка фундамента. Монолитные типы фундаментов на основе забивных свай зарекомендовали себя, как самые надежные и долговечные фундаменты, способные выдерживать огромные нагрузки. Стоит отметить, что любой тип фундамента, будь то просто забивные сваи или монолитные фундаменты на забивных сваях перед строительством требуют обязательного проектирования. Без утвержденного проекта на основании проекта дома и заключений по геологии, ни одна серьезная строительная компания не сможет дать гарантии на фундамент.

Забивные сваи для частных домов, появились не так давно. Они пока еще не так широко известны среди обывателей, как, к примеру, винтовые сваи. Но они уже успели завоевать популярность и доверие среди строителей. Их использование на частных стройках растет в геометрической прогрессии.

Причем стоит отметить, что забивные сваи, имея на 20% цену выше винтовых, превосходят их по всем параметрам. Что касается буронабивных свай, то они тоже проигрывают забивным сваям по многим факторам – сложности монтажа, применению асбоцементных обсадных труб и несущей способности.

Источник:
http://fundament-group.ru/about/rukovodstvo-po-zabivnym-svayam/

8.3.4. Проектирование свайного поля и ростверков

Основная задача проектирования свайного поля и ростверков сводится к максимальному использованию допускаемой на сваю расчетной нагрузки, обеспечению равнопрочности сваи по грунту и материалу, определению оптимальных типоразмеров свай к ростверков и их унификации, обеспечению минимального заложения ростверков и наименьших объемов земляных работ.

Под сооружениями с несущими стенами сваи располагаются, как правило, в один ряд. Не следует допускать недоиспользование несущей способности свай более чем на 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, от кратковременных нагрузок более чем на 20 %.

Для каркасных сооружений число свай в кустах должно быть минимальным. Не рекомендуется принимать число свай в кустах с нагрузкой до 10 000 кН более 16 шт. при сечении 30×30 см, более 12 шт. при сечении 35×35 см, более 9 шт. при сечении 40×40 см или диаметре 50—60 см.

В табл. 8.20 и 8.21 приведены параметры унифицированных кустов из забивных свай квадратного сечения для одноэтажных и многоэтажных зданий, в табл. 8.22 и 8.23 — унифицированных кустов из буронабивных свай без уширения и с уширенной пятой, в табл. 8.24 — унифицированных кустов из полых круглых свай и свай-оболочек. Данные этих таблиц облегчают определение передаваемой на сваю расчетной нагрузки по формуле

где Np, Мx, Мy — расчетные нагрузки, действующие на фундамент на отметке низа ростверка; n — число свай в кусте; kх, ky — коэффициенты, принимаемые по табл. 8.20–8.24.

Для сокращения трудоемкости подбора требуемого куста свай целесообразно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 8.15. Куст свай подбирают по заданным расчетным нагрузкам на фундамент N, М и принятой в проекте расчетной нагрузке на сваю Fh в следующем порядке:

– вычисляются n = N/Fh и e = M/(k2N) , где коэффициент k2 принимается в зависимости от ширины грани или диаметра сваи:

– точка пересечения линии n и е определяет требуемые параметры куста свай и шаг свай a в продольном направлении;

– шаг свай в поперечном направлении вычисляется по формуле

.

Кусты свай принимаются по табл. 8.20.

ТАБЛИЦА 8.18. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАБИВНЫХ СВАЙ

Примечание. То же, что и к табл. 8.18.

ТАБЛИЦА 8.20. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.21. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.22. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.23. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАИ С УШИРЕНИЕМ В НИЖНЕЙ ЧАСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

1 Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.

ТАБЛИЦА 8.24. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ПОЛЫХ КРУГЛЫХ СВАЙ И СВАЙ–ОБОЛОЧЕК ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Пример 8.7. Подобрать куст свай. Дано: N = 8000 кН, M = 2000 кН×м, bp = 35 см, Fh = 1200 кН, k2 = 1,167.

Решение. Определяем: n = 8000/1200=7; е =2000/(1,167 · 8000) = 0,214. По номограмме выбираем куст КС-8 с параметрами:

a = 2,39 еk2 = 2,39 · 0,214 · 1,167 = 0,6 м; bi = = 0,86 м > 1,5 bp = 0,525 м.

Размеры ростверков в плане принимаются кратными 30 см и на 20 см больше размеров куста свай по наружному контуру. Конструктивная высота ростверков назначается на 40 см больше глубины стакана или с учетом необходимой заделки анкерных болтов. Расчетная высота ростверков должна быть наименьшей. При ее подборе целесообразно сначала увеличить марку бетона ростверков, а затем его высоту. Размеры ростверков по высоте принимаются кратными 15 см.

Ростверки армируют сварными арматурными изделиями. Стенки стакана ростверка армируют пространственным каркасом, устанавливаемым на подготовку, и поперечными сетками, надеваемыми на пространственный каркас. Расстояние между поперечными сетками принимается не более 1/4 глубины заделки колонны и не более 20 см.

Число арматурных сеток, рассчитанных на местное сжатие, должно быть не менее двух под железобетонными колоннами и не менее четырех под стальными колоннами. Расстояние между сетками по высоте принимается 5—10 см.

Фундаменты из свайного поля размером более 10×10 м проектируют по той же схеме, что и кустовой свайный фундамент, но при этом должны быть обоснованы формы расположения свай (сплошная или кольцевая, по прямоугольной сетке, по радиальным прямым или концентрическим окружностям), расстояние между сваями и порядок их забивки, исключающие выпучивание грунта и недобивку свай.

Читайте также  Чем отличается гидробарьер от паробарьера

Сопряжение свай с ростверком осуществляется в соответствии с рекомендациями Руководства [3].

Число свай в фундаменте следует определять из условия восприятия вдавливающих нагрузок и моментов. Если установленное число свай не обеспечивает восприятия горизонтальных нагрузок, следует применять: наклонные сваи, балки-связи, позволяющие распределить горизонтальные нагрузки на менее загруженные фундаменты; короткие дополнительные сваи в кусте, воспринимающие только горизонтальную нагрузку; зуб, устраиваемый на 1—1,5 м ниже подошвы ростверка и бетонируемый враспор.

Проектирование свайных фундаментов при агрессивных грунтовых водах проводится с учетом требований СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

На стадии изысканий следует установить источник агрессивности подземных вод и, если это возможно, разработать мероприятия по его устранению. В. последнем случае антикоррозионная защита свай и ростверков не требуется. Защита свай и ростверков от коррозии должна проводиться в зависимости от степени и характера агрессивности подземных вод одним из следующих способов:

  • – повышением защитных свойств бетона за счет увеличения его плотности, повышением трещиностойкости, применением сталей, вяжущих и заполнителей, наиболее стойких к данной агрессивной среде;
  • – применением цементов сульфатостойких, кислотостойких и с умеренной экзотермией;
  • – обмазкой или пропиткой свай и ростверков химическими составами.

Обмазку или пропитку следует применять в том случае, если нельзя повысить защитные свойства материала или применить специальные цементы.

При наличии агрессивных подземных вод под ростверки рекомендуется устраивать подготовку из втрамбованного в грунт щебня толщиной не менее 10 см с проливкой битумом.

При устройстве свайного фундамента вблизи подземного сооружения заложение ростверков следует принимать наименьшим независимо от глубины подземного сооружения, принимая дополнительные мероприятия для восприятия сваями горизонтальных нагрузок.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник:
http://xn--h1aleim.xn--p1ai/sorochan/g8-3-2.html

Руководство по проектированию свайных фундаментов

Классическим руководящим документом при разработке свайных фундаментов является издание еще советского строительного института Госстроя СССР — НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Изданное в 1980 году, это «Руководство по проектированию свайных фундаментов» достаточно подробно описывает суть столбчатых фундаментом и порядок их разработки и строительства.

Общие положения по проектированию свайных фундаментов

Особо отметим, что свайные фундаменты делятся на два больших подвида:

  • Свайные фундаменты, строящиеся в регионах с вечной мерзлотой,
  • Свайные фундаменты, строящиеся в регионах среднею полосы.

Каждый из этих типов фундаментов имеет особенности в проектировании и строительстве. Кроме того, особая методика проектирования имеется и для свайных фундаментов, подверженных динамическим нагрузкам. Также специальная методика применяется и при строительстве на неустойчивых грунтах, например, имеющих полости или склонных к оползням.Таким образом, руководство Госстроя вполне подходит для индивидуального жилищного и бытового строительства на нормальных участках местности.

Виды конструкций свайных фундаментов

Согласно классическому руководству – свайный фундамент может проектироваться и строиться на предварительно искусственно уплотненном грунте и может принимать вид свайного поля.

Руководство рекомендует использовать типовые конструкции, которые наиболее популярны в вашем регионе.

Госстрой Советского Союза в этом руководстве особо предупреждает, что свайный фундамент может быть построен взамен ленточного. По мнению разработчиков руководства целесообразность замены ленточного фундамента столбчатым может возникать, если глубина проектируемого ленточного фундамента превышает 1,7 метра.

С особым вниманием необходимо отнестись к возможности проектирования столбчатого фундамента в том случае, если на вашем участке имеется слабый грунт, а также при повышенном уровне грунтовой воды.

Столбчатый фундамент на свайном грунте

Наиболее подходящими грунтами для строительства свайных фундаментов являются малосжимаемые их типы. Практически идеально подходят под строительство свайного фундамента, например скальный грунт, плотный песок, галечник).

Порядок проектирования свайных фундаментов

На начальном этапе проектирования свайных фундаментов в обязательном порядке проводятся работы по инженерно-геологическим и гидрогеологическим изысканиям.

В бытовых условиях это предусматривает бурение или выкапывание исследовательского шурфа, глубина которого не может быть менее 2,5 метров. Проводить такие исследования лучше всего весной в период максимальной высоты грунтовых вод. В ходе исследования вы определите не только, какие виды грунтов расположены на разных горизонтах под вашим участком, но и на каком уровне поднимается вода на участке при весеннем повышении.

Перед строительством свайного фундамента внимательно изучите почву

В том случае, если вы зафиксируете высокий уровень грунтовых вод, то вам необходимо предпринять меры для защиты конструкции фундамента от коррозии.

При подготовке проекта вам прежде всего необходимо определить количество свай для фундамента и их тип. Также необходимо определить их параметры, такие. Как длина и сечение. Кроме того, вычисляется и несущая способность свайного фундамента и каждой из его составных частей.

Исходные данные для проектирования свайного фундамента

Итак, перед тем как приступить к проектированию свайного фундамента, вы должны подготовить следующие исходные данные:

Схема расположения свай на участке

Результаты инженерно-геологического исследования на строительном участке,

  • Генеральный план строительства с участком. Обычно он изготавливается в масштабе 1 к 2000 или 1 к 500. На нем должны быть обозначены контуры строящегося здания. Также на плане должны быть отмечены места пробуренных исследовательских шурфов и расстояния до ближайших зданий.
  • Сведения о характеристиках грунтов на всех уровнях вашего строительного участка, а также сведения о состоянии грунтовых вод.
  • Места расположения всех строений на площадке,
  • Конструкция подвального помещения и цокольного этажа (если таковые будут присутствовать).
  • Расчетные данные о всех нагрузках, которые будут оказываться на фундамент.
  • Необходимость размещения в пространстве фундамента инженерных коммуникаций (например, водопровода, канализации, электрических кабелей или линий связи).

Особенности проектирования свайных деревянных фундаментов

При разработке свайного фундамента, в основе которого буду лежать деревянные сваи необходимо в обязательном порядке предусмотреть обработку конструкции специальными асептическими растворами, а также составом, предохраняющим сваи от поражения их насекомыми-древоточцами.

При разработке проекта свайного основания, имеющего в своем составе деревянные сваи их необходимо размещать на глубине, которая минимум на полметра будет ниже, чем минимальный зафиксированный уровень грунтовых вод на вашем участке.

Виды свай для фундаментов

Согласно классическому руководству при строительстве фундаментов могут использоваться следующие вид свай:

Забивные сваи

Прежде всего это так называемые забивные сваи, то есть такие сваи, которые заранее изготавливаются на промышленных предприятиях или на строительном участке и затем забиваются в землю при помощи различных механизированных устройств, например механических молотов или вибропогружателей.

Также используются «сваи-оболочки». Такая свая также изготавливается на промышленном предприятии, однако внутри она имеет пустоту, которая впоследствии, после размещения в земле заливается бетонным раствором.

Буронабивные сваи

Наиболее популярными в индивидуальном строительстве являются буронабивные сваи. Их название образовано от двух действий, с помощью которых они формируются. На первом этапе происходит бурение – на строительном участке бурятся отверстия под будущие сваи. Они должны быть расположены под углами будущего здания, под местами примыкания стен. На протяженных прямых участках несущих стен опорные сваи должны располагаться не реже, чем через 2,5 метра.

После бурения отверстий в их нижней части может формироваться полость., более широкая по диаметру, чем основная свая. Это делается для того, чтобы свая имела большую площадь опоры и давила на грунт с меньшей силой. На дно скважины засыпается подушка из песка, которая после проливки водой тщательно утрамбовывается.

В качестве опалубки буронабивных свай используются различные конструкции. Так, часто делают по стенам квадратной в сечении ямы традиционную деревянную опалубку. Если скважина бурится при помощи механических буровых устройств – опалубку для свай имеет смысл сделать из труб большого диаметра. В таком строительстве могут использоваться трубы из практически любых материалов: асбестоцемента, металла или морозоустойчивого пластика.

Внутри опалубки монтируется силовой каркас из металлических прутьев и впоследствии заливается бетонным раствором с высокой маркой прочности.

Винтовые сваи

Очень популярным в последнее время становятся винтовые сваи. Они были описаны еще в классическом советском «Руководстве по проектированию свайных фундаментов», но в 21-м веке стали де-факто стандартом для возведения легких строений на приусадебных участков. Винтовая свая представляет собой большой шуруп, который может быть вкручен в землю без применения механических устройств, простой мускульной силой.

Источник:
http://fundamentt.com/rukovodstvo-po-proektirovaniyu-svajnyx-fundamentov/

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

Устройство железобетонных призматических свай

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях в мостостроении, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м. Для свай применяют стержневую арматуру периодического профиля класса АII или АIII и бетон класса В22,5…27,5

Железобетонные забивные сваи

Монолитный фундамент на забивных сваях

В случаях больших нагрузок и слабых грунтов используют цилиндрические сваи-оболочки диаметром 60 см с толщиной стенки 10 см, с максимальной глубиной забивки до 30 м. Длина секций оболочек 4; 6; 8; 12 м.

На концах секций имеются свариваемые при стыковке стальные обечайки, перекрываемые накладками. Антикоррозийную защиту стыков осуществляют обмазочной гидроизоляцией.

Секции свай-оболочек изготавливают методом центрифугирования. Железобетонные призматические сваи изготавливают на заводах МЖБК, базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах.

Железобетонные призматические сваи изготавливают на заводах МЖБК, базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах [24]. Сначала изготавливают арматурные каркасы, которые состоят из продольных стержней и поперечной арматуры (хомутов).

В голове железобетонной сваи, подвергающейся ударным воздействиям, укладывают сетки из гладкой арматуры Ø5…6 мм с размерами сторон клетки не более 5 см. Затем сформированные арматурные каркасы краном укладывают в подготовленную опалубку.

На заводах МЖБК применяется стальная опалубка с гибким днищем, называемая «Ромашка». В заранее смазанную тонким слоем солидола опалубку укладывают арматурный каркас и бетонную смесь.

После предварительной выдержки в течение нескольких часов проводят тепловлажностную обработку в пропарочных камерах с максимальной температурой до 85°С.
При строительстве больших мостов все свайные работы проводят в соответствии с проектом производства работ.
На первой стадии выполняют подготовительные работы:

  • планируют площадку
  • укладывают железобетонные плиты под сваебойную машину
  • завозят и складируют сваи
  • проводят геодезическую разбивку свайного поля в натуре
  • обозначают подземные коммуникации.
    На второй стадии сваебойный агрегат устанавливают в рабочее положение с точностью ±10 мм при сечении свай 35х35 см, ±20 мм при сечении свай 40х40 см. Забивку железобетонных свай проводят с наголовником, предохраняющим от разрушения бетон сваи при ударах молота.

По опыту мостостроителей для средних грунтовых условий при забивке призматических железобетонных свай и свай-оболочек Ø60 см в зависимости от длины и массы свай рекомендуется применять дизель-молоты:

Применяются также гидромолоты (например, фирмы UNNTAN) с ударной частью массой 6…7 т. Гидромолоты экологически чище и эффективнее дизель-молотов по скорости забивки в 3 раза, имеют плавно регулируемую высоту подъема ударной части (0,1…1,2 м) и могут производить удары с разной частотой — от одиночных до 100 ударов в минуту. Гидромолоты не надо заводить, они не глохнут в начальный период бойки при больших отказах.

У современных гидромолотов ударная часть движется по трем направляющим и состоит из литой оболочки, заполненной металлическим балластом до желаемого веса. Заполнитель оказывает положительное влияние на ударные свойства и звуковое гашение.

Большой вес ударной части позволяет работать с низкой подъемной высотой и тем самым держать скорость удара на низком уровне, что особенно важно при работе с железобетонными сваями. Ударная энергия может плавно регулироваться от 10% до 100%. Машинист сам выбирает оптимальную высоту падения в зависимости от плотности грунта.

Читайте также  Определите давление токарного станка массой 300 кг на фундамент

Поэтому гидромолотом с успехом забивают призматические сваи длиной 6…14 м, цилиндрические сваи длиной 12…16 м, а также стальной шпунт. Молот приводится в действие непосредственно несущей установкой или через отдельный приводной агрегат. При применении соответствующих направляющих молот может работать на всех видах копров вертикально или под углом с максимальным уклоном 1:1.

При затруднениях забивки в плотные песчаные грунты применяют подмыв, а в плотных глинистых грунтах пробуривают лидерные скважины Ø250…350 мм.

При забивке фактический отказ определяют как среднее значение погружения сваи от последних 10 ударов молота. Перед проведением основных свайных работ забивают пробные сваи. Погружение пробных свай производят теми же механизмами, что и в последующей свайной бойке. Сваи погружают до расчетного отказа, вычисленного по формуле Н.М. Герсеванова.

О результатах динамического испытания свай составляют акт, к которому прилагают: план места забивки пробной сваи, геологический разрез места забивки сваи и журнал забивки сваи.

В тех случаях, когда сваи должны быть подвергнуты статическому испытанию, оно может быть проведено непосредственно после окончания динамических испытаний. При этом сначала проводятся испытания на вертикальную нагрузку, а после него, если требуется, на горизонтальную нагрузку.

Для испытаний на вертикальную нагрузку используют гидравлические домкраты, которые упираются в специальные траверсы или другие нагрузочные устройства

В процессе свайной бойки оформляется «Журнал забивки
свай», в котором приводят следующие сведения:

  • тип копра;
  • характеристики молота (тип, общий вес, энергия одного удара);
  • характеристики сваи (материал, длина, сечение, вес, отметка поверхности грунта, отметка острия сваи, глубина погружения, отказ от одного удара при последнем залоге, начало забивки, конец забивки).

«Журналы» в составе исполнительной документации предъявляют Заказчику при приемке моста в постоянную эксплуатацию и все время службы моста хранят в эксплуатирующей организации.
Для погружения свай могут применяться также вибропогружатели с гидроприводом.

На третьей стадии сооружают железобетонную плиту свайного ростверка, которая для надежной работы под эксплуатационными нагрузками объединяет все сваи в единую конструкцию.

Обычно при забивке не удается для всех свай обеспечить одинаковую отметку верха свай, поэтому лишние верхние куски (головы) свай срубают.


Перед установкой опалубки на дне котлована отсыпают щебеночную подушку толщиной 20 см и проливают ее жидким цементно-песчаным раствором.

Заделка свай в плите ростверка

Заделка свай в плите ростверка осуществляется по двум вариантам

  1. голова сваи заводится в плиту ростверка на глубину не менее двух диаметров свай (для свай сечением 35х35см >70см);
  2. голова свай разбивается, ствол сваи заводится в плиту на глубину 15…20 см, арматура сваи заделывается на длину не менее 30 диаметров стержня

Источник:
http://stroyone.com/fundamenty/svai-i-svajnye-rostverki/svajnye-fundamenty-na-zabivnyx-zhelezobetonnyx-svayax.html

Проектирование свайных фундаментов

Мы расскажем Вам о проектировании свайных фундаментов на железобетонных забивных сваях. Этапы проектирования опишем и расскажем подробно.

  • Что нужно учесть при проектировании
  • Исходные данные
  • Порядок проектирования свайных фундаментов
  • Особенности проектирования
  • Обязательное при проектировании
  • Оставить заявку

Согласно своду правил по проектированию и устройству свайных фундаментов СП 50-102-2003, свайные фундаменты проектируются с обязательным учетом

  • сведений о сейсмической активности в районе строительного участка
  • данных инженерно-геологической разведки грунтов
  • расчетных нагрузок на фундамент
  • данных об особенностях конструкции сооружения и назначения
  • наличия в непосредственной близости от строительства других зданий и сооружений
  • требований по экологии

Загрузить на компьютер СП Свайные фундаменты: скачать.

Что нужно учесть при проектировании

1) При проектировании предусматриваются наилучшие, с точки зрения долговечности, надежности и экономичности конструкций, решения.

2) Обязательно учитываются все местные инженерно-геологические и экологические условия, плюс опыт возведения фундаментов в аналогичных условиях.

3) Проектировочные работы проводятся в соответствии с техническим заданием и должны учитывать уровень ответственности здания (ГОСТ 27751).

4) Инженерно-геологические изыскания могут проводить только организации с соответствующими лицензиями и с учетом возможного влияния строительства на соседние здания.

5) Также предусматривается контроль и учет всех натурных изменений (деформации оснований и фундаментов) на весь период проведения работ.

6) Все применяемые в строительстве строительные материалы, конструкции, изделия и грунты должны соответствовать требованиям проекта, действующим стандартам, а также техническим условиям. Замена их может быть произведена только по согласованию с проектной организацией и непосредственным заказчиком.

7) Если устройство свайных фундаментов производится в условиях агрессивной внешней среды, учитываются требования СНиП 2.03.11.

Исходные данные

Проектирование фундаментов свайного типа выполняется на основании положений СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» и «Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений» от 30.11.2011 года.

Согласно данным нормативным документам проектировочные расчеты должны выполнятся на основании следующих исходных данных.

Информация о геологических и гидрогеологических свойствах грунтов на строительной площадке;

Данную информацию получают в результате проведения геодезических исследований, которые предполагают бурение пробной скважины в месте обустройства свайного фундамента и последующее изучение характеристик грунта.

Глубина пробной скважины может варьироваться в зависимости от типа грунта (в слабой и неустойчивой почве скважина бурится до достижения нижних плотных слоев грунта). Если возводимое здание будет иметь большую площадь производится бурение нескольких скважин в крайних точках свайного поля.


Рис. 1.1: Исследования грунта на участке, отведенном под строительство свайного фундамента

По завершению бурения определяется уровень расположения грунтовых вод и выполняется передача образца почвы в лабораторию для определения химического состава грунтовой влаги.

На основании нормативных данных определяется глубина промерзания почвы в холодное время года.

Данные о механических и физических характеристиках почвы;

Информация о механических характеристиках грунта собирается прямо в полевых условиях с помощью специального оборудования. Определяются следующие характеристики грунта:

  • Модуль деформации;
  • Удельное сцепление;
  • Угол внутреннего трения.

Далее выполняется забор образцов почвы на анализ и их передача на исследования в строительную лабораторию, где определяется:

  • Плотность;
  • Влажность;
  • Удельный вес;
  • Пористость грунта.

Рис. 1.2: Анализ характеристик грунта в строительной лаборатории

Чтобы получить данную информацию необходимо потратить достаточно большое количество времени и финансовых средств, однако она крайне необходима, поскольку итоговая несущая способность свайного фундамента непосредственно зависит от характеристик грунта, которые обязательно нужно учитывать при проектировании.

Данные о возводимой постройке;

Следующим этапом подготовки к проектированию является сбор данных о характеристиках возводимого здания, к которым относится:

  • Количество этажей;
  • Материалы, используемые для строительства стен, кровли и перекрытий;
  • Расположение внутренних стен здания;
  • Класс ответственности постройки;

На основании этой информации выполняется расчет массы возводимого строения.

Рис. 1.3: Нормативный вес стен и перекрытий из разных материалов

Данные о нагрузках, оказываемых на свайных фундамент;

Все внешние нагрузки, которые испытывает свайный фундамент, делятся на две основные группы — постоянные и периодические.

К постоянным нагрузкам относится вес самого здания и воздействие массива грунта, тогда как периодические нагрузки классифицируются на три вида:

  • Длительной продолжительности — вес мебели/производственного оборудования, людей;
  • Кратковременной продолжительности — снеговые и ветровые нагрузки;
  • Нагрузки особого типа — сейсмические нагрузки и воздействия на фундамент здания потенциально возможной взрывной волны.

Порядок проектирования свайных фундаментов

Проектирование свайных фундаментов согласно требованиям СНиП № 2.02.3.87 должно выполняться в следующей последовательности:

  • Производится анализ и оценка информации о геологических условиях на строительной площадке, исходя из которых определяется несущие характеристики почвы и глубина, на которую должны быть погружены свайные опоры.

Несущие свойства грунта — это величина внешней нагрузки, которую способна выдержать определенная площадь почвы (см2 / м2). На несущие свойства почвы непосредственно влияет ее уплотненность и степень насыщения грунта влагой.

Нормативные показатели несущих характеристик разных типов почвы можно увидеть на рисунке 1.4

Рис. 1.4: Нормативная несущая способность разных видов грунтов

Несущие свойства грунта, в большинстве случаев, на порядок меньше несущей способности самой свайной конструкции. Виду этого, определение фактических несущих свойств свайного фундамента на конкретном типе грунта требует сопоставления данных показателей (в расчет берется наименьшее значение несущей способности).

  • Определяется вид (буронабивные, винтовые либо забивные ЖБ конструкции) и типоразмерных свай, которые необходимо использовать для создания фундамента;
  • Проводится расчет фактических несущих свойств сваи в конкретных геодезических условиях;

После теоретических расчетов несущих свойств свайного основания (где учитываются несущие характеристики почвы и вес постоянных и временных нагрузок, оказываемых на фундамент здания) выполняется проверка полученных результатов практическими исследованиями. Для этого применяются технологии динамической нагрузки либо статического зондирования, которые реализуются непосредственно на строительной площадке в процессе пробного погружения сваи.


Рис. 1.5: Статическое зондирование сваи

  • Выполняется расчет требуемого количества свай;

Количество опорных свай варьируется в зависимости от массы возводимого здания и несущей способности почвы. Свайные опоры должны обязательно размещаться по углам здания, в местах пересечения внутренних стен и быть равномерно распределены по контуру наружных стен постройки с шагом 1,5-2 метра.

  • Выполняется сопоставление фактического давления на одну сваю с их нормативными несущими характеристиками;
  • Создается чертеж расположения свайных опор в фундаменте;

Рис. 1.6: Виды расположения свай в фундаменте

Особенности проектирования фундаментов на железобетонных забивных сваях

При проектировании фундамента на основе железобетонных свай крайне важно правильно рассчитать несущие свойства фундамента по типу грунта, где помимо нормативных характеристик забивных свай необходимо учитывать сопротивление слоев грунта под их опорными подошвами и сопротивление, прилагаемое к вертикальным стенкам свай.


Рис. 1.7: Схема распределения нагрузок оказываемых на забивную ЖБ сваю

Расчет выполняется с использованием формулы: FD = Ycr * (Fdf + Fdr), в которой:

1. Ycr — коэффициент общих условий работы почвы (как правило, равен единице);

2. Fdf — сопротивление слоев грунта под нижней частью свайного столба, рассчитываемое по формуле: Fdf = Ycr * R * A, где:

  • Ycr — коэфф. работы свайной опоры в почве;
  • R — сопротивление почвы под опорной поверхностью железобетонной сваи;
  • А — площадь (см2) опорной поверхности.

3. Fdr -сопротивление почвы к боковым стенкам столба сваи, рассчитываемое по формуле: Fdr = u * Ycr * Fi * Hi, где:

  • Fi — сопротивление отдельных слоев грунта боковым стенкам свайного столба;
  • Hi — общая толщина слоев грунта соприкасающихся с боковой поверхностью сваи.


Рис. 1.8: Схема фундамента с ростверком из забивных ЖБ свай

Обязательное при проектировании

Обязательным элементом проектирования является положения о срезке плодородного слоя грунта и дальнейшего его использования для рекультивации малопродуктивных сельскохозяйственных земель или для работ по озеленению района строительства.

Также проектом предусматриваются необходимые меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций в районах, где возможно выделение почвенных газов.

Важно! Пример проекта коттеджа с подвалом смотрите по ссылке.

Заказ проектирования фундаментов

Оставьте заявку на исследование грунта под забивку свай, проектирование свайного фундамента под забивку железобетонных свай.

Источник:
http://kommtex.ru/ustroystvo-svaynyh-fundamentov-pro