Фундаменты глубокого заложения. Свайные и столбчатые

Тема: ФУНДАМЕНТЫ ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

 

СВАЙНЫЕ И СТОЛБЧАТЫЕ

  1.  Общие сведения

Свайные фундаменты начали широко применять во всех областях строительства с 1955 года. Свайные и столбчатые фундаменты сооружают в сложных гидрологических и климатических условиях. Практика фундаментостроения убедительно показала, что свайные фундаменты позволяют обеспечить необходимый уровень индустриализации и механизации работ при высоком их качестве и поэтому являются одним из наиболее прогрессивных решений фундаментов.

Замена традиционных массивных железобетонных фундаментов на естественном основании свайными фундаментами позволяет на 70-80 % уменьшить объем земляных работ и на 25-40 % сократить расход бетона, значительно снизить трудоемкость фундаментных работ (в 1,5-2 раза) и сократить сроки строительства.

  1.  Виды свайных и столбчатых фундаментов

Свайный фундамент состоит из свай и ростверка. Сваи являются основными несущими элементами и представляют собой тонкие стойки, погруженные в грунт. Ростверк является распределительной плитой, объединяющей сваи. Он распределяет нагрузку от сооружения по сваям. Конструктивная схема свайного фундамента дана на рис.

По положению плиты ростверка относительно поверхности грунта свайные фундаменты могут быть:

А) с высоким ростверком;

Б) с низким ростверком.

Фундаменты с заглубленной плитой называют низкими свайными ростверками. Их возводят, как правило, на сухих местах, при постройке путепроводов и эстакад. В руслах рек плиту заглубляют ниже дна, если глубина воды не превышает 3 м. Заглубленная плита воспринимает внешние горизонтальные силы и изгибающие моменты, передавая их окружающему грунту. Этим она значительно разгружает сваи.

Фундаменты с плитой ростверка, расположенной выше поверхности грунта, называют высокими свайными ростверками.

В руслах рек подошву плиты располагают так, чтобы сваи не подвергались непосредственному воздействию льда (по нормам ниже уровня низкого льда не менее чем на толщину льда + 0,25 м). В мостостроении наиболее распространены высокие свайные ростверки. Применение их особенно при значительных глубинах воды позволяет сократить объем кладки фундамента, уменьшить его стоимость и простить технологию работ.

Свайные фундаменты устраивают:

А) с вертикальными сваями;

Б) с наклонными сваями.

Фундаменты с наклонными сваями менее деформативны при действии горизонтальных сил и моментов, чем фундаменты с вертикальными сваями. Однако, погружать вертикальные сваи значительно проще.

Столбчатые фундаменты отличаются от свайных большими диаметрами несущих элементов и вертикальностью их положения .Условно принято считать столбчатыми фундаментами те, у которых диаметр вертикальных несущих элементов больше 1,6 м, свайные - те, у которых диаметр вертикальных и наклонных элементов менее 1,6 м.

Столбчатые фундаменты состоят также из столбов и ростверка и могут быть с низкими и высокими ростверками.

По характеру работы свай в грунте различают фундаменты:

А) на висячих сваях (или сваях трения);

Б) на сваях-стойках;

К сваям-стойкам относятся сваи всех видов, которые передают нагрузку нижним концом на практически несжимаемые (или скальные) грунты.

К висячим сваям относятся сваи, погруженные в сжимаемые грунты. Висячие сваи передают нагрузку грунту через боковую поверхность, по которой развиваются силы трения и подошву (через нижние концы свай).

К практически несжимаемым грунтам относятся скальные, крупнообломочные с песчаным заполнением и глинистые твердой консистенции. Все остальные грунты считаются сжимаемыми.

  1.  Классификация свай и столбов.

Все виды свай и столбов по способу устройства делятся на две группы:

А) забивные;

Б) набивные;

В первую группу - забивные, входят сваи, погружаемые в готовом виде в грунт путем забивки, вибропогружением или вдавливанием.

К ним относятся: деревянные, железобетонные сплошного сечения железобетонные оболочки без заполнения их внутренней полости (т.е. пустотелые), стальные из прокатных профилей, винтовые сваи. Эти сваи первой группы являются конструкциями индустриального изготовления.

Во вторую группу – набивные, входят сваи и столбы, изготовляемые непосредственно в грунте на месте устройства фундамента. Для этого предварительно тем или иным способом пробуривают в грунте скважины и заполняют их бетоном. Такие сваи называют буронабивными или просто буровыми сваями. К ним относят: сваи Страуса А.Э., сваи системы Хлебникова Е.Л., частотрамбованные сваи, сваи Франки и др.

Набивные сваи и столбы по способу заполнения скважин бетоном можно подразделить еще на элементы, изготовляемые путем заполнения скважин нетрамбуемым бетоном, их называют часто буронабивными, и элементы, в которых ствол изготавливают из трамбуемого бетона, их называют набивными.

Набивные сваи и столбы относятся к монолитным конструкциям. Их недостатком является то, что они могут воспринимать нагрузки не сразу, когда бетон наберет необходимую прочность. Такие сваи трудно применять в вечномерзлых грунтах.

Преимущества набивных свай и столбов:

  1.  буронабивные сваи можно устраивать на большие глубины (до 60 м и более) практически в любых грунтах даже при наличии скальных прослоек;
  2.  их можно изготавливать со значительным уширением в нижней части, что позволяет резко повысить их несущую способность по грунту;
  3.  их применяют при реконструкции сооружения, когда нельзя применять сваебойное оборудование из-за опасности колебания окружающего грунта.

Промежуточное положение между І и ІІ группами свай занимают железобетонные и стальные оболочки, погружаемые в грунт, полости которых полностью или частично заполняются бетоном.

Выделяют также буроопускные сваи. Это готовые сваи и оболочки, погруженные предварительно пробуренные скважины. Они характерны для вечномерзлых грунтов, а также для грунтов труднопроходимых.

3.Конструкции забивных свай.

3.1.Деревянные сваи

Имеют довольно широкое применение, особенно в многолесных районах. Их достоинство: достаточно высокая прочность при небольшом собственном весе, простота изготовления. Они удобны в транспортировке и не требуют тяжелого оборудования для погружения в грунт.

Недостатки: способность к загниванию в условиях переменной влажности и ограниченности в размерах, а потому и в грузоподъемности.

Для свай используется преимущественно сосна, реже ель и лиственница, - бревна диаметром от 18 до 36 см и длиной от 4,5 до 12 м.

Деревянные сваи бывают:

А) простые;

Б) составные (при необходимости получить длину превышающую длину одного бревна);

В) пакетные и клееные (для увеличения поперечного сечения сваи).

Конец сваи обычно заострен. Иногда на острие сваи надевается стальной башмак. На голову сваи насаживается металлическое кольцо – бугель, предохраняющий сваю при забивке.

3.2.Железобетонные сваи сплошного сечения (полнотелые), оболочки

Железобетонные сваи могут иметь:

А) квадратное сечение (призматические сваи) от 20х20 см до 45х45 см и длиной от 4 до 25 м;

Б) круглое;

В) быть цельными;

Г) составными.

Железобетонные сваи не имеют недостатков, присущих деревянным сваям. Основной недостаток железобетонных свай – большая масса, требующая для погружения в грунт тяжелое крановое и сваебойное оборудование.

В мостостроении широко применяют типовые призматические сваи сечением 30х30; 35х35; 40х40.

Изготавливают сваи из обычного и предварительного напряженного железобетона. Бетон класса В 25-В 35.

Сваи без предварительного напряжения изготовляются длиной 6-18 м (мостовые 4 м – 18 м). В них ставится продольная стержневая арматура класса А II диаметром  Ф 12-28 мм. Количество арматуры определяется из расчета по условию прочности свай на монтажные нагрузки.

Головы свай армируют сварными сетками для исключения повреждения при забивке в тяжелые грунты. Наибольшие напряжения при забивке возникают у концов свай, поэтому предусмотрен меньший шаг поперечной спиральной арматуры в этих местах.

Недостаток свай: большой расход стали и опасность возникновения трещин раскрытием до 0,25 мм при погружении в твердые грунты (предельное раскрытие трещин 0,2 мм).

Каждая свая имеет марку. Например, СМ12-35 Т4, это означает: С-свая, М-мостовая, 12-длина (м), 35-сторона сечения, Т - трещиностойкая, 4-номер типа армирования.

Преднапряженные сваи армируют стержневой арматурой кл. А-IV ф 12…20 мм, или высокопрочной проволокой класса Вр-II ф 5 мм, или семипроволочными витыми канатами.

Для фундаментов зданий и промышленных сооружений используют стандартные призматические сваи из обычного и преднапряженного железобетона сечениями от 20х20 (см) до 40х40 (см) и длиной от 3 до 20 м.

Значительное уменьшение массы достигается в полых железобетонных сваях круглого поперечного сечения. Их делают из центрифугированных звеньев, составными, длиной 8-12 м.

В типовом проекте железобетонные оболочки, применяемые в мостостроении, при наружном диаметре 0,4 и 0,6 м называются полыми круглыми сваями, а при диаметре 1,2-3 м-сваями-оболочками.

В мостостроении применяют сваи ф 40 см толщиной стенки 8 см, при ф 60 и 80 см толщина стенки 10 см.

Благодаря небольшой толщине стенок оболочек и возможности погружения отдельными звеньями применение этих конструкций позволяет достигать глубины 30-50 м и более.

Несущие элементы этих свай собирают из отдельных железобетонных полых секций кольцевого сечения. При большом диаметре оболочек секции наращивают по мере их погружения в грунт. Сборку свай малого диаметра можно вести сразу на полную длину до их погружения.

После погружения полости внутри оболочек заполняют бетоном (при необходимости армируют), песком или оставляют полыми. Звенья свай из бетона класса В 35 и выше с обычной или преднапряженной арматурой. Конец сваи может быть открытым или закрытым. Весьма удачны квадратные сваи с цилиндрической полостью, забиваемые с открытым концом.

Железобетонные сваи-оболочки будут рассмотрены подробнее и позднее.

3.3.Стальные и сталебетонные сваи

Стальные сваи делают из прокатных профилей-двутавров, швеллеров, уголков и пр. или из стальных труб. Прокатные профили сваривают или соединяют заклепками в пакеты сплошного или трубчатого сечения. Так увеличивают площадь поперечного сечения и жесткость сваи.

По затрате металла такие сваи неэкономичны, гораздо выгоднее сталебетонные сваи из стальных цельнотянутых или сварных труб, заполненных бетоном. Диаметры 250-1000 мм, толщина стенки 12-14 мм. Звенья труб стыкуют электросваркой. Стыки с накладками. Конец открытый или закрытый с конусным наконечником. Недостаток свай - коррозия металла.

Для защиты от коррозии сваи покрывают асфальтовыми красками или каменноугольной смолой. Бетон В 20, длина сталебетонных свай 30-35 м. Стальные сваи легче железобетонных и легко погружаются в плотные грунты и скальные прослойки, даже могут быть забиты в скалу на некоторую глубину.

3.4.Камуфлетные сваи

Увеличение несущей способности сваи может быть достигнуто устройством уширения ее нижнего конца. В забивных полых сваях такое уширение достигается взрывом заряда взрывчатого вещества, т.е. камуфлетирование.

Порядок изготовления свай:

а) опускают в грунт железобетонную или стальную сваю – оболочку с закрытым или открытым концом. В последнем случае грунт удаляют;

б) в сваю опускают заряд ВВ (взрывчатого вещества) с электродетонаторами, соединенными с источником энергии;

в) оболочку заполняют литым бетоном;

г) заряд взрывают, силой взрыва нижний конец оболочки разрушается. За счет местного уплотнения грунта образуется шарообразное уширение, заполняемое бетоном из ствола оболочки.

д) оболочку заполняют бетоном. Заряд по расчету. Такие сваи целесообразны в плотных грунтах, но не в скальных.

3.5.Винтовые сваи

Это сваи погружаемые путем завинчивания кабестаном. Состоит свая из цилиндрического ствола и башмака с винтовыми лопастями. Ствол – стальная или железобетонная оболочка.

Могут погружаться вертикально или с наклоном. Имеют большую несущую способность. Применяются для башенных сооружений, фундаменты которых испытывают значительные выдергивающие усилия. Применяют в качестве инвентарных во временных сооружениях – мостах, эстакадах.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

л 1 ч 2.doc

л 1 ч 2.doc
Размер: 149.5 Кб

.

Пожаловаться на материал

Виды свайных и столбчатых фундаментов.  Классификация свай и столбов. Конструкции забивных свай. Деревянные сваи. Железобетонные сваи сплошного сечения (полнотелые), оболочки. Стальные и сталебетонные сваи. Камуфлетные сваи. Винтовые сваи

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Дневник –отчет по практике, специальность Техническое обслуживание и ремонт автомобильного  транспорта

Физиология Высшей нервной деятельности (ВНД)

Нарушение мозгового кровообращния

Адреналіну гидрохлорид. Норадреналіну гидротартрат. Мезатон. Ксилометазолін. Ефедрину гидрохлорид. Празозин

Лікарська форма. Таблетки. Фармакотерапевтична група.

Операции и Выражения С++

Операнд - это константа, литерал, идентификатор, вызов функции, индексное выражение, выражение выбора элемента или более сложное выражение, сформированное комбинацией операндов, знаков операций и круглых скобок.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok