Области применения свайных фундаментов
Свайные фундаменты устраивают в следующих случаях:
- высокий уровень подземных вод и даже устройство их в воде;
- неравномерные деформации грунтов основания, которые возможны при разнородности грунта (разная степень пучинистости, неравномерная сжимаемость и т.п.);
- слабая несущая способность грунтов основания (торфяники, илы и сапропели, разрушенные, размытые или насыпные грунты, а также зыбучие пески, т.е. слабые сильносжимаемые пески); сваи как бы прорезывают слабые грунты;
- для сооружений, передающих на основания значительные нагрузки;
- в сейсмических районах.
Проанализировав приведённые гидрогеологические условия, в которых рекомендованы свайные фундаменты, их можно отнести к одному из способов укрепления грунтов основания.
Это интересно. Высотное (548 м) офисное здание в Тэйбее (Тайвань) возведено в районе, где зарегистрировано две трети происходящих землетрясений на Земле, постоянно происходят смерчи и ураганы разрушительной силы. Здание зиждется на зыбучих песках, которые пробиты более чем полусотней свай, доходящих до скальных пород; высота свай 60...80 м. Можно только восхищаться полётом и воплощением инженерной мысли.
Другой пример связан с применением деревянных свай. Неверно думать, что для этого подойдёт любое дерево, вбитое в любой грунт. Всем известна Венеция, здания которой возведены на сваях, изготовленных из нашей сибирской лиственницы. Всё дело в том, что лиственница, находящаяся под давлением в воде, приобретает свойства камня: не разрушается и не гниёт. Таким же свойством обладает и дуб. Об этом знал архитектор Огюст Монферран, когда предложил возвести Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге. Здесь плотным слоем забито 25 тысяч дубовых свай; сваи имеют длину 8... 16 м и диаметр до полуметра.
Деревянные сваи также активно применялись в зоне вечной мерзлоты, потому что дерево плохо проводит тепло, и это обстоятельство исключало подтаивание грунта, что было бы возможно в случае бетонных свай.
Классификация свай
Сваи очень разнообразны по различным характеристикам. В настоящее время применяется более 150 видов свай и их конструктивных видов. Посмотрим классификацию свай, которая касается не только свай под малоэтажные дома, но и остальных общих случаев.
В зависимости от длины сваи бывают:
- длинные - более 2,5 м; в малоэтажном строительстве применяются редко, потому что неоправданно дорого их устройство;
- короткие — менее 2,5 м; такие сваи наиболее экономичны для малоэтажного строительства, так как исключают из процесса строительства расходы на земляные работы.
По технологии изготовления:
- сваи, изготовляемые заранее на заводе и потом ставятся в грунт;
- сваи, изготовляемые на месте, в грунте, — набивные, или буронабивные.
По материалу изготовления:
- бетон или железобетон в сборной или монолитной технологии. Бетонные сваи самые долговечные.
- древесина; при этом дерево должно быть защищено от гниения и поражения древоточцами.
- прокатная сталь (трубы, двутавры, коробчатые из двух соединённых швеллеров и другие профили).
- комбинированные сваи.
По способу заглубления предварительно изготовленных свай в грунт:
- забивные (вдавливаемые) сваи железобетонные (с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой, квадратного, прямоугольного, таврового, призматического и другого сечения), деревянные и стальные; сваи погружаются в фунт без его выемки с помощью вибропогружателей, молотов и подобной техники. Применяются при насыщенных водой песках.
- вдавливаемые - с помощью мощных гидродомкратов;
- ввинчиваемые — погружаемые путём ввинчивания в сочетании с вдавливанием винтовых свай.
По способу изготовления набивных (буронабивные) свай, возводимых в грунте.
По характеру передачи нагрузки на грунт.
По способу расположения на площадке строительства.
Объединение свай ростверком
После того как сваи вмонтированы в грунт, их объединяют ростверком в единую конструкцию.
В зависимости от способа объединения свай ростверком они могут быть следующих типов:
- ленточные ростверки;
- кустовые ростверки — для каркасных зданий; размеры стороны квадратного ростверка в плане принимаются не менее 300 мм, а по высоте - 150 мм;
- плитные ростверки (свайно-плитный фундамент) — для зданий с монолитным железобетонным или стальным каркасом.
Ростверк должен жёстко связывать головы свай. В том и состоит смысл, что получается конструкция из совместно работающих железобетонного ростверка и жёстко связанных с ним свай. Ростверки чаше всего устраивают железобетонными монолитными. Выпуски арматуры сваи обетонируют совместно с ростверком. Обычно арматура ростверка и арматура сваи объединяются в единый каркас и обетонируются.
На смонтированный ростверк устанавливают конструкции несущего остова здания.
При устройстве свайных фундаментов, так же как и других типов фундаментов, должен решаться вопрос гидроизоляции. На рис. 3.64 показаны инженерные решения гидроизоляции плитных ростверков с помощью ПВХ-мембраны и гидрошпонок.
а — гидроизоляция стыка сваи и фундаментной плиты с помощью гидроизоляционной ленты; б - то же, с применением гидрошпонки; 1 - фундаментная плита; 2 - арматура плиты; 3 - стыковочная арматура; 4 - геотекстиль; 5 - ПВХ-мембрана; 6 - бетонная подготовка или цементно-песчаная стяжка; 7- свая; 8- арматура сваи; 9 - гидрошпонка; 10- защитная стяжка; 11 - полиэтиленовая пленка; 12 — проникающая гидроизоляция; 13 - выравнивающая стяжка; 14 -бетонная подготовка; 15 - эпоксидный клей; 16 - сварной шов
Сборные и сборно-монолитные ростверки в малоэтажном строительстве практически не применяются.
