3. Проектирование свайного фундамента

Проектирование свайного фундамента ведут в следующей последовательности:

назначают вид свай, их параметры, глубину заложения ростверка;

определяют несущую способность свай;

находят их число в фундаменте;

выполняют эскиз фундамента в зависимости от конструктив­ных особенностей здания;

собирают нагрузки с учетом веса ростверка, выявляют их наиболее не­благоприятные комбинации;

рассчитывают фундамент и его элементы (сваи и рост­верк) по прочности;

выполняют проверочный расчет по деформациям;

окончательно конструируют фундамент, оформляют рабочие чер­тежи, вычисляют объемы работ, их трудоемкость и стоимость;

формулируют требования к производству работ и технологии погружения и из­готовления свай (и их качеству).

3.1. Назначение вида сваи и ее параметров

Из многочисленных видов свай практика отобрала наиболее простые, техно­логичные и экономичные. Такими, например, являются сборные железобетонные сваи, погружаемые в грунт, как правило, за­бивкой, реже вибропогружением или вдавливанием.

Самое широкое распространение в регионе имеют сваи марки С с ненапрягаемой арма­турой сечением 300х300 мм и длиной 3-12 м (табл. 16). Сваи сечением 350х350 мм и 400х400 мм применяются на отдельных объектах при больших нагрузках, чтобы уменьшить число свай в фун­даментах, а также при необходимости использования длинных свай.

Составные сваи изготавливают из двух элементов: нижнего (с острием) и верхнего (без острия). Используют их обычно при забивке на глубину более 12 м. Предусматривается применение трех видов стыков: болто­вого, сварного и стаканного.

Сваи обозначаются индексами, состоящими из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами. В первой части указывают тип сваи, ее длину в дециметрах и размер стороны (диаметр) в сантиметрах. Во второй части для преднапряженных свай указывают класс на­прягаемой арматурной стали, а для свай с ненапрягаемой арматурой – вариант армирования по рабочим чертежам. В третьей части зашифровывают дополнительные характеристики. Например: С80.30-2.У – свая сплошная с ненапрягаемой арматурой длиной 8 м, сечением 300х300 мм, тип армирования – 2, ударостойкая.

30

Забивные железобетонные сваи с поперечным армированием ствола нена­прягаемой и напрягаемой продольной арматурой применяют в любых сжимаемых грунтах, кроме насыпных с твердыми включениями, препятствующими погружению свай, или прослоями и линзами мерзлого грунта. Не допускается опирание нижних концов свай на сильносжимаемые грунты типа ила, торфа и пылевато-глинистые грунты с текучепластичной и текучей консистенцией. Необходимо предусмотреть их про­резку сваей.

Длина сваи зависит от инженерно-геологических условий и глубины заложения подошвы ростверка. Желательно применение в проектах свай-стоек, опертых на малосжимаемые грунты (скальные, крупнообломочные с песчаным заполнением), при этом несущая способность сваи на вдавливание максимальна и определяется сопротивлением материала сваи. В остальных случаях проектируются висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку острием и боковой поверхностью. Минимальное заглубление нижнего конца сваи в малосжимаемые грунты, а также в пески крупные, средней крупности и пылевато-глинистые грунты с показателем текучести JL<0,1 составляет не менее 0,5 м, а в прочие виды нескальных грунтов - не менее 1,0 м. При проектировании на просадочных грунтах предусматривают, как правило, заглубление нижних концов свай в непросадочные грунты.

Глубина заложения подошвы ростверка зависит от конст­руктивного решения подземной части здания и высоты ростверка. На стадии эскизного проектирования для бесподвальных зданий реко­мендуется глубина заложения ростверка, равная отметке дна стакана и увеличенная на толщину плиты: 250 мм. При строительстве на пучинистых грун­тах предусматривают меры, предотвращающие воздействие нормальных усилий пучения на подошву ростверка. Это достигается устройством под ним воз­душного зазора высотой не менее 150 мм, огражденного досками (горбылями) или асбестоцементными листами.

Длину сваи устанавливают следующим образом. Отметку головы сваи для определения ее длины принимают на 0,3-0,5м выше отметки подошвы ростверка с последующей срубкой (при свободном опирании ростверка на сваи) или разбивкой (при жестком сопряжении ростверка и сваи). При погружении сваи в глинистые грунты возможно применение безотходной технологии, т. е. без срубки головы. Предварительную отметку острия сваи принимают, исходя из вышеуказанных требований (прорезка слабого слоя, минимальная длина заглубления в более прочный грунт и т.д.). Таким образом, длину сваи приравнивают к ближайшему размеру сортамента. После определения типовой сваи корректируют отметку ее острия. Сечение сваи принимают, как правило, 300х300 мм (по каталогу); при нагрузке менее 300 кН рекомендуются сваи сечением 250 х 250 мм, при усилиях свыше 800 - 1000 кН и больших

31

горизонтальных нагрузках (свыше 30 кН) возможно применение свай сечением 350х350 мм и 400х400 мм.

Оптимальные параметры свай следует обосновать в ходе анализа двух-трех вариантов (по длине, сечению) и проверить их эффективность по рас­ходу материалов и стоимости.