Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 22 )

Современная технология изготовления буронабивных свай с помощью комплексных агрегатов дает возможность устраивать их с уширенной пятой. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены отдельные вошедшие в практику строительства приемы изготовления буронабивных свай как с уширенной пятой, так и без нее.

§ 3. Способы устройства уширенной пяты

Для повышения несущей способности буронабивных свай во многих случаях целесообразно увеличить площадь их опирания.

Ниже рассмотрены шесть основных способов устройства уширенных пят свай: 1) различными приемами механического трамбования бетона в скважинах; 2) виброударным способом, изготовления набивных свай; 3) путем пневматического прессования ствола набивной сваи. Этот метод применим при устройстве свай Вольф-схольтца, Боженкова и Гузеева, Грюна, т. е. для свай II типа; 4) специальными разбуривающими механизмами, с помощью которых ниже забоя скважины образуется шаровидное пространство диаметром, значительно превышающим диаметр скважины. Образованную шаровидную полость заполняют бетоном; 5) с помощью камуфлетного взрыва. В скважину опускают заряд взрывчатого вещества, затем часть ее заполняют пластичным или литым бетоном, после чего производят взрыв. Полость ниже забоя скважины, образующаяся после взрыва, тотчас заполняют бетоном, поступающим из ствола скважины; 6) с помощью электромеханического или электрогидравлического устройства, раздвигающего (раздавливающего) грунт в основании скважины.

Уширять основания можно отдельными или комплексными механизмами, которые в процессе бурения скважины образуют уширенную пяту. Например, известный свайный агрегат фирмы «Бено-то» может бурить скважины под обсадкой и при необходимости уширять основание сваи.

При описании технологии устройства свай такими агрегатами устройство ствола и уширенной пяты рассматривают совместно.

§ 4. Конструктивные особенности фундаментов из набивных свай

Особенности набивных свай состоят в том, что каждая свая может воспринимать значительные сосредоточенные нагрузки — до 1000 т, что дает возможность в ряде случаев отказаться от устройства ростверка, необходимого при любом другом решении, или значительно сократить его размеры. Набивные сваи особенно целесообразно устраивать под здания с весьма большими нагрузками на их фундаменты.

В цехах и промышленных зданиях точечные нагрузки на объектах металлургии достигают 4000 т, а в главных корпусах электростанций— 10 000 т. Нагрузки на одну колонну будут 400—600 т в ряде отраслей составляют примерно 30%- В жилых и гражданских зданиях высотой в 16—25 этажей колонны воспринимают нагрузки 600 т и более. В то же время простейшие набивные сваи можно устраивать и под небольшие нагрузки, что важно в сельском строительстве.

Конструкции набивных свай можно легко видоизменить в соответствии с различными грунтовыми условиями, схемами, нагрузками и т. д. Более того, у камуфлетных, пневмо - и гидронабивных свай в процессе сооружения можно изменять размеры в обратной зависимости от несущей способности грунта.

С целью обеспечения надежной работы конструкций надземных частей зданий и в то же время эффективного использования несущей способности материалов свайных фундаментов при привязке проектов можно изменять шаг свай, сечение их стволов (используя комплект рабочих органов различного диаметра), величину уши-рения, глубину бурения, марку бетона и т. п.

Главное преимущество набивных свай заключается в незначительных абсолютных и относительных осадках сооружений. Кроме того, создание узла «свая — колонна», затрудненное при устройстве фундаментов на забивных сваях, легко реализуется в любых вариантах набивных свай. Верх набивной сваи и соответственно ростверк (монолитный или сборный) можно располагать на любой отметке без устройства дополнительных переходных элементов, что затруднительно при забивных сваях.

Большая несущая способность набивных свай нередко позволяет обойтись одиночной сваей вместо куста забиваемых и необходимого для него ростверка и вести монтажные работы на неразрых-ленной поверхности. Важно и то, что с применением набивных свай значительно уменьшается количество типоразмеров сборных элементов.

Набивная свая состоит из следующих элементов: ствола (тела) сваи, головы и пяты, которая может оканчиваться уширенным основанием.

Ствол сваи, как отмечалось выше, можно изготовлять из различных однородных материалов монолитной или сборно-монолитной конструкции. В отечественной практике последние изготовляют обычно из железобетона в форме стоек-колонн заданной длины, погруженных на проектные отметки и оканчивающихся монолитной уширенной пятой. При значительной длине свай, больших

нагрузках на них или в неблагоприятных гидрогеологических условиях применяют сваи со стволами-оболочками из металла, железобетонных труб или колец. В зарубежной практике смешанные

конструкции используют чаще всего в виде гофрированных стальных оболочек, заполненных бетоном  (свай Раймонда).

Стволы набивных свай армируют преимущественно в оголовках. Сплошное армирование стволов необходимо только для воспринятая значительных изгибающих усилий, а также при использовании набивных свай в качестве анкеров. В этом одно из отличий набивных свай от забивных, армирбвать которые необходимо для обеспечения сохранности свай при перевозке и в процессе забивки.

Возможность значительного увеличения пяты набивных свай 

одно из основных их преимуществ и источников экономичности. Диаметр их уширення больше диаметра ствола обычно в 2,5— 3,5 раза, что соответствует 7—12-кратному увеличению площади - опирания на грунт. Пределы уширения и геометрия пят зависят от типов набивных свай и применяемого оборудования (10.2).

Увеличивать несущую способность сравнительно коротких набивных свай можно также путем устройства нескольких уширений на стволе (10.3).

Исследования несущей способности набивных свай проводились лабораторией оснований и фундаментов Уралпромстрой-НИИпроекта. Данные этих испытаний с различным числом уширений свай приведены в табл. 10.1.

Как видно из приведенных данных, обеспечить единицу несущей способности сваи в два с лишним раза экономичнее путем уширения по сравнению с тем же результатом, полученным при увеличении диаметра и глубины сваи. Устраивать уширення целесообразно также с точки зрения экономии трудовых затрат и материалов (табл. 10.3).

Эти данные показывают возможность снижения удельного расхода бетона при устройстве уширений на стволах свай.

В зависимости от конструкции сооружения, опирающегося на сваи, и нагрузки конструкции голов предусмотрены в двух вариантах: под ростверк (бетонная площадка, арматурные выпуски) и под колонны — штыревой монтажный столик или стакан.

На 10.4 показаны основные конструкции оголовков набивных свайка на 10.5 — возможные варианты стыков свай со сборными рандбалками. Конструкции монолитных ростверков на набивных сваях ничем не отличаются от аналогичных решений их на забивных сваях.

В элементах сборных ростверков — рандбалках — узлы сопряжений (стыки) могут быть сборные и сборно-монолитные. В сборном стыке закладные детали сваривают с помощью накладных пластин или делают арматурные выпуски, фиксирующие положение рандбалки через специальные каналы; в сборно-монолитном стыке применяют арматурные выпуски.

Ниже описаны характерные конструкции фундаментов на набивных сваях. Примерами таких фундаментов могут служить подземные части домов с техническим подпольем. Их устраивают под бесподвальные здания с продольными несущими стенами, поперечными несущими перегородками И каркасные.

Бесподвальный дом из коротких набивных свай, построенный в Киеве  по предложению  ,  был первым в отечественной  практике сооружением на таких сваях. Под каждую поперечную несущую  стену-перегородку были предусмотрены две сборные рандбалки, каждая из них оперта на четыре сваи с камуфлет-ным уширением. Сборные рандбалки соединены с головами  свай арматурными стержнями.

На 10.6 показаны план и конструкции подземной части пятиэтажного дома на набивных сваях, построенного в Москве. Головы свай соединены сборным железобетонным ростверком.

Все сваи, рассчитанные на нагрузку в 50 т, имеют один размер и отличаются только конструкцией закладных элементов. Диаметр сваи 40 см, уширение 100 см, длина сваи с пятой 3 м. Всего под трехсекционное пятиэтажное здание было устроено 111 свай.

В проекте было предусмотрено три варианта конструкции подземной части с применением камуфлетных свай: стойки и рандбалки сборные; сваи и балки монолитные; смешанный — монолитные сваи и сборные рандбалки.

Сборный железобетонный ростверк расположен на отметках в двух уровнях: под наружные стены непосредственно по сваям, а под продольную стену поднят на отметку —0,73. Весь ростверк смонтирован из 49 ранд-балок пяти марок. Для соединения их со сваями в балках предусмотрены вертикальные каналы сечением 80X80 мм. Каналы после монтажа были заполнены раствором, а балки соединены сваркой.

Для того чтобы свести к минимуму земляные работы, отметка пола техподполья поднята до —1,4 м по всему подвалу, кроме помещений элеваторного пункта и щитовой, где грунт разрабатывается до отметки —2,6 м. Высота подполья, предназначенного для коммуникаций, составляет 1,1—1,2 м.

При таком решении на нет сводятся ручные земляные работы по засыпке, уплотнению пазух внутри и вне здания, планирование полов в техподполье. Работы по устройству фундаментов (бурение, монтаж и т. п.) ведутся с неразрыхленной поверхности, что создает благоприятные условия, особенно при производстве работ в условиях глинистых грунтов.

Несколько иное конструктивное решение имеет фундамент на камуфлетных сваях дома серии 1-480.. Сваи применены здесь двух типов при одной глубине заложения — 2,5 м и отличаются друг от друга величиной камуфлетного vimipe-ни'я (100 и 120 см).

Расположение свай в плана сделано иначе, чем в жилом доме серии 1-515. Сваи и рандбалки размещены в строгом соответствии с конструкцией надземной части здания в точках пересечения осей. Для равномерного распределения нагрузок на сваи введен второй тип камуфлетного уширения. Шаги свай под наружные и внутренние продольные стены приняты 2,6 и 3,2 м, под поперечные —-2,5 м.