материалы, способы погружения и применение в грунтах

За обобщающим термином «свайный фундамент» скрывается внушительный перечень разновидностей этого основания, каждая из которых имеет свои достоинства, недостатки и «показания к применению».

Оптимальный выбор вида сваи, конструкции ростверка и способа монтажа основания не только поспособствует упрощению и удешевлению строительных работ, но и обеспечит максимальный срок службы постройки.

Вот почему застройщик должен хорошо понимать, какие виды свайных фундаментов могут сегодня применяться и как выбрать самый предпочтительный вариант.

Основные типы свайных конструкций

Типы свайных фундаментов различаются по видам свай и ростверк. Но основной принцип применения данного типа фундамента заключается в том, что опора сооружения получает сцепление с грунтом за счет наличия вертикально расположенных в нем элементов конструкции, то есть – свай.

По типу работы фундаменты разделяют на следующие типы:

1. Стоечные сваи. Их задача заключается в принятии на себя основной нагрузки от веса всего сооружения. Такие сваи передают вес конструкции на грунт. Это – наиболее распространенный тип свай, их материал и конструкция предполагает максимальную прочность, надежность и долговечность, так как на них приходится около 85 % всей массы здания. Данный тип фундамента практически не дает осадки и способен выдерживать значительные нагрузки на протяжении длительного периода.
2. Висячие сваи. Они, как правило, имеют рельефную поверхность в сочетании с увеличенной боковой площадью. По принципу действия их можно сравнить с забитым в прочное основание гвоздем. Яркий пример данного типа фундамента можно привести при помощи винтовых свай. Их применение становится целесообразным в тех случаях, когда прочный грунт залегает в поверхности на значительную глубину, то висячие смогут выполнять свою функцию без погружения в грунт на большое расстояние.

Устройство фундамента на сваях
Свая – это стержень, на котором впоследствии будет держаться фундамент. Она может погружаться в землю в готовом виде, либо изготавливаться непосредственно в грунте. Основное назначение элемента – передача нагрузки на грунт как посредством бокового трения, так и через нижний торец.

Установка ростверка

Ни одно сооружение не может располагаться только на сваях. Необходим ростверк, который объединяет сваи в единую конструкцию и создает основание для возведения стен.

Ростверки могут быть сборными и монолитными в виде балок, лежащих на сваях или цельной плиты, накрывающей все сваи.

Ростверк

Если используются сборные ростверки, то точность погружения свай должна быть очень высокой. По горизонтали сваи не должны иметь отклонения больше или меньше 0,05м, а по вертикали 0,01 м. Устройство комбинированных ростверков допускает большие отклонения, поскольку узел свайного фундамента выполняется в монолитном исполнении в съемной опалубке.

По высоте от земли различают высокие ростверки и низкие. При сооружении высокого ростверка создается свободное пространство между поверхностью земли и ростверком, которое впоследствии заделывается при помощи забирки (наружная стенка между сваями). Низкие ростверки могут соприкасаться с грунтом или быть погруженными в него, но этот вариант возможен только при непучинистых грунтах.

Достоинства и недостатки свайных фундаментов

Применение свайных фундаментов имеет свои преимущества:

• свайные фундаменты могут возводиться на грунтах любой сложности;
• снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи;
• уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента;
• производить фундаментные работы можно круглый год, не исключая зимний период;
• конструкции, возводимые на свайных фундаментах, отличаются особой стойкостью к паводкам, подвижкам грунта вследствие зимнего вспучивания.

Однако, несмотря на все преимущества свайных фундаментов, возводятся они крайне редко в индивидуальном жилищном строительстве по причине высокой стоимости транспортных расходов на доставку свай и из-за использования сваебойной техники.

Классификация фундаментов происходит по многочисленным признакам, это зависит:

• от вида свай;
• от расположения свай — отдельностоящие сваи, расположенные кустом, ленточное расположение, сплошное поле свай;
• от типа сопряжения сваи со строящимся зданием- с устройством ростверка или без него;
• от вида ростверка – высокий или низкий;
• от конструкции ростверка – монолитный, сборный или комбинированный;
• от вида соединения ростверка со сваями – жесткое, свободное опирание, с устройством сейсмических поясов.

Среди типов свайных фундаментов наиболее часто применяются железобетонные сваи, которые сочетают в себе свойства висячих свай и свай-стоек.

При возведении каркасных многоэтажных зданий применяются свайно — плитные фундаменты. Такое решение конструкторов обусловлено в тех районах, где сейсмическая обстановка неустойчивая и есть риск подвижек грунта при землетрясениях. Суть этого инженерного изобретения заключается в создании необходимой жесткости свай и железобетонной плиты, которые обеспечивают совместную деформацию элементов фундамента при сейсмических нагрузках.

Виды свайных фундаментов, классификация и виды свай г. Москва

Существуют различные виды свайных фундаментов. Сваи имеют форму столбов или стержней в виде круглой или квадратной формы. Опоры устанавливаются под  углом наклона или  вертикально. Порядок установки опор определяется СНиП 2.02.03-85. Чаще всего, их используют для возведения каркасных, щитовых и деревянных малоэтажных домов. Основание делается из железобетонных свай при строительстве многоэтажных зданий. Стоит отметить, дома по свайной технологии  не имеют подвальных помещений.  Достоинства фундамента из свай  заключается в возможности возведения на сложных грунтах и горных рельефах. Монтаж фундамента можно проводить в любую погоду.

Виды свай

Классификация свайных опор

По типу материала,  различают сваи: деревянные, бетонные, железобетонные, металлические и комбинированные. Наиболее долговечными считаются конструкции, состоящие из комбинированных опор. Наименьшей прочностью и долговечностью обладают деревянные сваи. Большая часть деревянных свай  изготавливается из древесины хвойных пород. Металлические винтовые опоры изготавливаются из чёрного металла.

Свайный фудамент

По способу погружения опор в грунт фундаменты подразделяются на:

— забивные;

— буроопускные;

—  буронабивные;

— забивные;

 — комбинированные.

Выбор свай зависит от свойств грунта и конструкции возводимого здания. Достоинства и недостатки фундаментов зависят от вида используемых для устройства конструкции свай. Среди общих для всех типов опор есть достоинства: высокая прочность конструкции, отсутствие необходимости в предварительной подготовке строительного участка, возможность монтажа на затопляемых территориях. Вбивание железобетонных свай не разрыхляется, а утрамбовывается. Среди основных недостатков забивных конструкций являются: недостаточная надёжность при устройстве на набухающих и просадочных почвах, неравномерная усадка на грунтах с различной плотностью. Срок службы свайных оснований зависит от материала их исполнения. В благоприятных условиях они могут эксплуатироваться от 300 до 400 лет.

Пример комбинированных свай

Виды свай

Различают следующие  два вида свай:

— висячие. Для этих свай характерна опора, которая  образуется из-за сопротивления грунта. Висячие сваи имеют меньшую несущую способность, поскольку в основе их работы лежит сила трения.

— сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления полного контакта с плотными несжимаемыми слоями грунта. Сваи-стойки обладают высокими несущими способностями, которые не меняются при изменениях состояния верхних слоев грунта.

Чтобы заказать проектирование фундамента или связаться с нами.

26.06.2020 
Просмотров: 1252

Оценка читателей: 25%

4

12

Какие бывают виды свай и способы их возведения?

Забивка свай сегодня является одним из краеугольных камней строительной отрасли, и так было на протяжении столетий, если не тысячелетий. Функция свай заключается в простой передаче нагрузки от конструкции или здания в грунт.

В этом руководстве мы сначала рассмотрим, что такое сваи и откуда они взялись, затем рассмотрим два типа свайных фундаментов, методы возведения свай, установку свай и, наконец, роль безопасных рабочих площадок для поддержки свай. вышки.

Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы перейти к наиболее интересующему вас разделу:

• Что такое свайное строительство?
• Откуда взялась свая?
• Типы свай?
• Методы устройства свай
• Типы свайных фундаментов
• Установка свай
• Безопасные рабочие платформы

Что такое сваи в строительстве?

Забивка свай – это процесс забивания или бурения свайных фундаментов в землю под строящимся зданием. Эти сваи передают нагрузку от конструкции на землю, помогая поддерживать ее. Свайные фундаменты часто используются там, где грунт слишком слаб, чтобы поддерживать конструкцию.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о различных типах забивки и методах устройства свай.

Откуда взялись сваи?

Как и многие современные технологии, наши высокотехнологичные свайные системы сегодня возникли из-за явной потребности, существовавшей сотни и даже тысячи лет назад, которая существует и по сей день. Некоторые из первых зарегистрированных примеров закладки свай включают речных жителей в Швейцарии 6000 лет назад, которые строили сооружения на свайных фундаментах для защиты от наводнений и нападений, возводя свои жилища. Римляне, что неизбежно, первыми начали использовать сваи для береговых работ в Европе, а в Великобритании есть доказательства того, что они использовали деревянные сваи, забитые в русло реки, для мостов в Лондоне и Корбридже более 2000 лет назад.

В ранних цивилизациях города и поселки хотели строить близко к рекам для связи и защиты, поэтому болотистую почву нужно было чем-то укрепить и укрепить – вот как и почему родилось свайное дело. Деревянные сваи вбивали в землю вручную или выкапывали ямы и засыпали их песком и камнями. В более современные времена постоянно растущая потребность в зданиях и инфраструктуре вынуждает власти и агентства по развитию использовать земли с плохими характеристиками почвы. Сваи, как и всегда, жизненно важны в нашей современной строительной отрасли.

Какие существуют типы свай?

Два основных типа свай — это концевые опорные и висячие сваи:

• Концевые опорные сваи передают нагрузку непосредственно на более глубокий прочный слой грунта или горной породы на некотором расстоянии от поверхности.
• Висячие сваи передают нагрузку за счет трения между окружающим грунтом и поверхностью сваи по всей ее длине.

Способы устройства свай: типы свайного фундамента

Существует четыре основных типа свайных фундаментов, каждый из которых имеет свой метод строительства:

• Забивные сваи
• Буронабивные сваи
• Забивные и монолитные сваи
• Сваи из заполнителя

Читайте дальше, чтобы узнать об этих различных типах свайных фундаментов, или используйте приведенные выше ссылки для перехода к определенному типу.

Забивные сваи

Забивные сваи – классический тип свайного фундамента. Они могут быть построены из дерева, техника, которой уже много веков и которая до сих пор используется во всем мире. В Великобритании деревянные сваи используются в основном для прибрежных работ, морской обороны и причалов. Другой вариант — сборные железобетонные сваи, армированные, чтобы выдерживать движущие нагрузки, они обычно предварительно спрессованы с квадратным или восьмиугольным сечением. Наконец, существуют стальные сваи трубчатого, коробчатого или двутаврового сечения. Замкнутые стальные шпунтовые сваи также широко используются, преимущественно для строительства стен.

С каждым из этих материалов сваи вбиваются в грунт, отталкивая равный объем грунта в стороны и уплотняя зону вокруг сваи, увеличивая ее несущую способность. Чтобы произошло это увеличение прочности почвы, поровое давление воды должно рассеяться за счет быстрого дренажа. Этот тип укладки не подходит для водонасыщенных или илистых грунтов, так как они медленно дренируются и не могут быть уплотнены таким же образом.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи сооружаются путем бурения в земле больших отверстий и их заполнения бетоном. Для некоторых свай дно отверстия расширяют или расширяют, создавая на конце утолщение. Стальной арматурный каркас опускается в отверстие перед заливкой бетона или опускается после заливки бетона.

В категории фундаментов с буронабивными сваями обычно используются два подтипа: буронабивные сваи и сваи непрерывного шнека (CFA):

• Буронабивные сваи используются в случаях, когда в земле имеются значительные препятствия. Временная обсадная труба устанавливается сваебойной установкой для обеспечения поддержки. «Свайные выступы» (земля и порода, удаленные в процессе бурения) удаляются изнутри обсадной трубы, затем устанавливается стальной арматурный каркас. В этот момент отверстие заливается бетоном и снимается обсадная труба.

• Сваи непрерывного шнека (CFA)
  не требуют использования временной обсадной колонны – это наиболее универсальный, эффективный и широко используемый тип фундамента из буронабивных свай в Великобритании. После того, как отверстие пробурено, в него закачивается бетон, затем вставляется стальной арматурный каркас.

Вращающаяся буронабивная установка

Забивные и забивные сваи

Забивные и забивные сваи сочетают в себе преимущества обоих методов забивки свай.

Одним из вариантов является постоянная обсадная труба, при которой трубчатая обсадная труба (или оболочка), изготовленная из армированной гофрированной тонкой стали, забивается в землю с помощью оправки, вставленной в обсадную трубу. Затем оправку извлекают, оставляя кожух на месте. Наконец, в корпус заливают бетон, образуя композитную сваю из стали и бетона.

Другой вариант этого типа свайного фундамента использует временную обсадную трубу. Известный как тип Franki, в этом случае в корпус опускается стальной арматурный каркас, который затем извлекается при укладке сухой бетонной смеси. Бетон уплотняется, а часть вытесняется из нижней части кожуха, образуя увеличенный бульб, увеличивающий несущую способность сваи.

Сваи из заполнителя

Сваи из заполнителя или каменные колонны означают, что для формирования сваи используется уплотненный заполнитель, а не бетон. Этот тип свайных фундаментов работает с использованием следующего процесса:

1. Обсадная труба вставляется по мере бурения скважины, и заполнитель засыпается в нее слоями, которые затем вибрируют или уплотняются по мере извлечения обсадной колонны.
2. Заполнитель вдавливается боком в окружающий грунт для улучшения несущей способности.
3. Сваи из заполнителя вибрационного типа создают плотно уплотненные колонны из гравия или аналогичного материала с использованием вибрирующей оболочки. Процесс смещения уплотняет окружающие зернистые грунты.
4. В сваях из заполнителя типа Geopier заполнитель вбивается в кожух, вытесняя его из нижней части, образуя плотный бульб. Это повторяется поэтапно по мере снятия обсадной колонны, уплотнения и повышения прочности окружающего грунта.

Установка свай

Большинство сваебойных установок монтируются на гусеничном ходу и представляют собой специальные установки, предназначенные для установки одного типа свай. Забивные сваи забивают, вбивают или вбивают в землю с помощью ударного молота, гидравлического забивного устройства или домкратов (обычно используемых для шпунтовых свай) или дизельных вибрационных забивных устройств, используемых для снижения сопротивления окружающего грунта и позволяющих свае скользить в землю.

Буронабивные сваи используют непрерывный шнек, очень похожий на очень большое буровое долото, диаметром от 300 мм до 900 мм. Для забивки свай большого диаметра используют круглое долото диаметром до 1200 мм. Буровые установки большие, весом до 180 тонн.

Безопасные рабочие платформы

Сваебойные установки выпускаются различных размеров в зависимости от типа и требуемой глубины сваи. Буровые установки должны перемещаться и точно позиционироваться для каждого местоположения сваи. Район, на котором работают буровые установки, известен как платформа Piling. Платформы обычно формируются путем уплотнения слоя крупнозернистой насыпи на заданную глубину. Соответствующая засыпка может быть доставлена ​​на площадку или измельчена, строительный щебень с площадки может быть использован для застройки заброшенных площадок.

Сваебойная платформа необходима для распределения нагрузки от гусениц и предотвращения выхода из строя подшипников, минимизации осадки для обеспечения безопасной работы буровой установки. Рабочие платформы должны быть надлежащим образом спроектированы квалифицированным инженером с использованием данных о грунтах и ​​нагрузке сваебойной установки для конкретной площадки. Платформы должны быть правильно сконструированы и регулярно проверяться и обслуживаться подрядчиком.

Федерация специалистов по сваебойным работам (FPS) заявляет, что одна треть всех опасных происшествий, о которых сообщают ее члены, связана со свайными платформами. Они предупреждают, что «каждое опасное происшествие и каждый «неизбежный промах», связанный с платформой, может привести к летальному исходу». Генеральный подрядчик на площадке отвечает за проектирование и строительство свайной платформы, и он часто передает проектирование профессиональному инженеру.

Кран упал из-за демонстрации важности безопасности
Фото предоставлено: www. heavyliftnews.com

FPS использует систему сертификации рабочих платформ, и Генеральный подрядчик должен подписать сертификат, подтверждающий, что платформа была правильно спроектирована и правильно построена в соответствии с проектом, и что она будет регулярно проверяются и обслуживаются. Руководство по надлежащей практике, отчет BRE BR470, опубликованный в 2004 г., впоследствии был пересмотрен для рассмотрения проектов, включающих геосинтетические материалы.

Компания Tensar разработала метод Т-значения для проектирования рабочих платформ, обеспечивающий безопасный экономичный дизайн. Tensar International также предлагает программное обеспечение для проектирования, включающее метод T-Value, для использования инженерами, проектирующими платформы для свай, а также предлагает подрядчикам полный спектр услуг по проектированию платформы для свай.

Чтобы узнать больше, вы можете загрузить наш ресурс Tensar Academy по методу T-Value.

У вас есть животрепещущий вопрос о геотехническом проектировании?

Почему бы вам не написать нам, и ответ на ваш вопрос может появиться в следующем выпуске нашего блога о молотом кофе. Электронная почта [email protected]

 

 

Типы несущих свай — группа стальных свай

Универсальные несущие сваи

Универсальные несущие сваи представляют собой двутавровые профили, изготовленные на стане горячей прокатки — отсюда и их название. По сути, они такие же, как и универсальные секции колонн, за исключением того, что они имеют одинаковую толщину по всей секции. (см. рисунок).

Универсальные секции колонн изготавливаются из различных сортов стали, включая стали S275, S355 и S460 в соответствии с BS EN 10025 и BS EN 10248. (как в SDM 7 ^-е -е изд.).

Трубчатые сваи

Трубчатые сваи использовались в качестве фундамента для морских стальных каркасных конструкций более 70 лет, с тех пор как нефтяные платформы впервые потребовались на нефтяных месторождениях озера Маракайбо в Венесуэле в 1920-х годах. Первоначально из соображений удобства использовалась запасная нефтяная труба, но по мере того, как опорные конструкции становились все более сложными, все более распространенной стала холодная прокатка свай в конструкционном листе до диаметров и толщины стенок, определенных проектом.

Целевые катаные трубчатые сваи особенно дороги, но повсюду доступны высококачественные стальные линейные трубы, которые идеально подходят для забивки свай.

Линейная труба, конечно, изготавливается по спецификации материала, отличной от спецификации материала для конструкционной стали, но ее свойства также подходят для большинства конструкционных применений. Процесс холодной прокатки обеспечивает стабильно более высокий предел текучести, чем у горячекатаной стальной продукции, и это может иметь значительные преимущества для высоконагруженных несущих свай и конструкционных свай-колонн, а также может обеспечивать более жесткую забивку.

Наиболее трудными критериями при выборе профиля часто являются способность выдерживать высокие движущие усилия во время установки и устойчивость к поперечной нагрузке в процессе эксплуатации без возникновения пластической деформации в профиле.

Стальные трубчатые сваи обладают высокой жесткостью и поэтому также подходят для площадок, где необходимо передавать несущие нагрузки на заглубленную горную породу.

Стальные трубчатые сваи изготавливаются в виде линейных труб по API 5L классов от X52 до X80. Кроме того, спирально-сварные трубчатые сваи по стандарту EN 10204 производятся в Европе. Они могут быть до 3 м в диаметре и до 25 мм в толщину.

Шпунтовые сваи и коробчатые сваи

Стальные секционные стены из шпунтовых свай все чаще используются в качестве несущих свай и в условиях комбинированной нагрузки.

Применения для постоянных несущих стен из шпунта используются в подвалах, подземных автостоянках и устоях мостов. (Шпунтовые сваи обсуждаются далее в разделе о стальных шпунтовых сваях).

Коробчатые сваи образуются путем сварки двух или более секций шпунтовых свай. Можно использовать как U-, так и Z-образные шпунтовые сваи. Они могут быть введены в линию шпунтовых свай в любой точке, где должны быть применены локальные большие нагрузки, например, под балками моста, или использоваться отдельно. Они сцеплены с соседними шпунтовыми сваями и могут быть расположены в устое шпунта так, чтобы его внешний вид не пострадал.

Коробчатые сваи U-образного шпунта образуются путем сварки двух секций шпунтовых свай с непрерывным сварным швом, а коробчатые сваи Z-образного шпунта образуются путем непрерывной сварки пластины с парой сцепленных и сваренных прерывисто шпунтовых свай (см. рисунок ниже).

Специальные коробчатые сваи могут быть сформированы из других комбинаций шпунтовых свай. Дополнительную информацию можно получить у производителей стали.

Несущие фундаменты из шпунтовых свай

Разработка угловых профилей позволила создать несущие сваи нового поколения. При соединении нескольких шпунтовых свай с одинаковым количеством стержней Омега получается закрытая труба, которую можно последовательно забивать в землю. Используя оборудование, которое устанавливает сваи без шума и вибрации, возможность забивки сваи закрытого сечения за сваей означает, что несущие фундаменты из стали могут быть установлены на чувствительных объектах и ​​в городских районах, где ударно-забивные сваи недопустимы.

В дополнение к уменьшению воздействия на окружающую среду, обеспечиваемому этой системой, фундамент эффективно тестируется под нагрузкой во время установки и может быть загружен немедленно. Кроме того, существует возможность извлечь сваи по истечении срока службы конструкции в обратном порядке процесса установки.

Высокомодульные сваи

Подпирание стены из шпунта глубокими универсальными балками, расположенными «солдатским» способом, создает высокомодульную сваю. См. рисунок. Этот тип сечения обеспечивает дополнительную устойчивость к изгибающему моменту и несущую способность. UB привариваются к паре шпунтовых свай Z-образного профиля, и все три прижимаются к следующей панели.

Комбинированные стены

Комбинированные стены представляют собой еще одну форму сборных свай, используемых для формирования стен для глубоких котлованов. Они состоят из стальных несущих свай, выступающих в качестве структурных опор, в сочетании с второстепенными шпунтовыми сваями, выступающими в качестве промежуточных удерживающих грунт элементов заполнения.