Для того, чтобы получить наиболее полное представление о свайных фундаментах, нужно для начала уяснить для себя основные понятия. Сваи – это длинные элементы, которые погружают либо формируют в грунте, придавая им наклонное либо вертикальное положение, Их основное назначение – передавать нагрузку на лежащие ниже слои грунта основания. Свайные фундаменты зачастую используют в тех случаях, когда верхняя зона грунтов основания имеет слабые характеристики, и когда требуется перераспределить нагрузку от сооружения на грунты, обладающие большей плотностью. Такие виды плотных грунтов как правило залегают на определенной и порой весьма значительной глубине.

  В современных строительных работах фундаменты из свай находят самое широкое применение. Абсолютное большинство зданий для жилых или общественных целей, высокой (более 9) этажности строятся на свайных фундаментах. Их высокая популярность связана с высокой несущей способностью таких фундаментов, по сравнению с фундаментами, которые строятся в открытых котлованах. Кроме того, свайные фундаменты характеризуются значительно меньшей по сравнению с другими трудоемкостью земляных работ.

 

Свайным фундаментом принято называть группу свай, которые в верхней части объединены особой конструкцией из балок и плит. Такие конструкции называют ростверками. Они предназначаются для оптимального перераспределения основной нагрузки на сваи.  По сути, ростверки являются несущими конструкциями, которые опирают наземные надстройки зданий на сваи. При этом свайные фундаменты подразделяют на фундаменты с высоким, промежуточным и низким ростверком.

Начнем с последнего. Ниже запланированной поверхности земли располагается низкий ростверк. Он является неотъемлемой частью свайного фундамента и имеет способность частично передавать вертикальное давление на основание по собственной подошве. Это происходит при взаимодействии с грунтом.  Во время возведения ростверка на него в зоне промерзания будут воздействовать касательные и нормальные силы морозного пучения. Именно из-за этого в пучиноопасных грунтах низкие ростверки обычно располагаются чуть ниже, чем расположена зона промерзания. Другой вариант – использование мероприятий, которые могут снизить вредное воздействие, которое возникнет в следствие промерзания.

В фундаменте из свай с низким ростверком задействован ростверк, сваи и грунт. При этом грунт находится в так называемом межсвайном пространстве. Сваи как правило работают преимущественно на сжатие.

Непосредственно на поверхности грунта устраивают промежуточный ростверк, причем, делают это без заглубления. Такие технологии применяют когда возводят свайные фундаменты на непучинистоопасных грунтах. При этом промежуточные ростверки не способны передавать вертикальное давление по всей своей подошве. Это связано с тем, что верхние слои грунта в большинстве случаев обладают достаточно низкой несущей способностью.

На определенном расстоянии от земли располагаются высокие ростверки. В таких случаях свайный фундамент возводят для внутренних стен различных сооружений (как жилых, так и общественных), которые имеют технические подполья и различные мостовые опоры. Для того, чтобы жесткость под действием нагрузок повысилась, необходимо забивать не только вертикальные, но и наклонные сваи. Подобные конструкции представляют собой пространственные или плоские рамы. В них ростверк считается гибким или жестким ригелем, а сваи располагают наклонными либо вертикальными стойками, которые должны работать на растяжение, сжатие или изгиб.

В современном строительстве используются различные виды фундаментов из свай. Вот некоторые из них: сплошные свайные поля, свайные кусты, ленточные свайные фундаменты или фундаменты из одиночных свай. Последние применяются только при возведении очень легких, в основном каркасных зданий, в том случае, если нагрузка, которую дает колонна, может удержать всего одна свая. Иногда можно использовать сваи-колонны. Они одновременно являются, как это следует из названия и сваями, и колоннами. Их использование дает значительное уменьшение трудоемкости строительно-монтажных работ. Под отдельные опоры, такие как столбы или колонны, используют кусты свай.

Нужно отметить, что минимальное количество свай, которое используется в таком фундаменте – три. Можно установить свайный куст, состоящий из двух свай, но делать это можно лишь при условии, что в результате проектных мероприятий есть возможность не допустить изгиба свай в плоскости, которая перпендикулярна оси, проходящей через обе используемые сваи.

Под несущие стены и другие разнообразные протяжные конструкции устанавливают ленточные свайные фундаменты. При использовании этого метода, сваи необходимо расположить в определенное количество рядов в шахматном порядке. Если таких рядов много, то ленточный фундамент из свай, который обладает высокой жесткостью, может удерживать нагрузку без изгиба свай. В противном случае, если сваи расположены в один ряд, то они начнут работать на изгиб.

При возведении многоэтажных зданий и башенных сооружений, используют сплошные свайные поля, которые в плане имеют наивысшие габариты. Название «свайное поле» зачастую используется и для определения системы свай, которые размещены на площадке под возводимое сооружение. При этом сами поля как правило состоят либо из одиночных свай, либо из кустов. Применяются также системы свай под ленточные фундаменты.

Такая высокая популярность применения свайных фундамента вызвана в первую очередь растущей нагрузкой, которую несут возводимые сооружения и здания. Кроме того, подчас приходится вести строительство на площадках, которые не обладают удовлетворительными  грунтовыми условиями. Свайные фундаменты так же дают шанс получить более выгодные и в то же время простые решения конструкций при устройстве подземных частей зданий.

Основные различия между сваями характеризуются материалами, из которых они изготовлены, способу, по которому осуществляется передача нагрузки, и по формам и размерам продольных и поперечных сечений. Во время проектирования фундаментов из свай, специалистам необходимо решить целый ряд вопросов. Это и выбор необходимой глубины заложения ростверка, и определение несущих способностей свай, и требуемое количество свай в фундаменте, и конечно, расчет возможных деформаций фундамента, который впоследствии нужно сравнить с предельно допустимым.

Детально рассмотреть все эти вопросы не так просто, как может показаться на первый взгляд. Здесь особенно важно сосредоточиться на поиске самого экономного и рационального решения. Эта задача решается с помощью вариантного проектирования с использованием современных  компьютерных программ.

Исходя из эксплуатационных и конструктивных особенностей здания или сооружения, назначается глубина заложения подошвы ростверка. Так же принимают во внимание климатические особенности района строительства.

Обычно подошву ростверка закладывают на значительно большей глубине, нежели глубина подвалов и коммуникаций, и существенно ниже чем глубина промерзания в пучинистоопасных грунтах. Иногда ростверк может располагаться в пределах зоны пучения. В этом случае создается воздушный зазор между ростверком и грунтом. Таким образом, исключается воздействие на подошву ростверка нормальных сил морозного пучения. Правда здесь стоит принять во внимание касательные силы морозного пучения, которые оказывают влияние на ростверк и сваи. Чтобы достичь наилучшего эффекта, следует располагать подошву ростверка насколько это возможно выше. В этом случае можно свести к минимальному значению объем земляных работ.

Учитывая особенности инженерно геологических характеристик грунтов основания, которые присутствуют на строительной площадке, назначается тип и конструкция свай. Таким же образом выбирается оборудование, которое будет применяться при устройстве фундаментов.

При современном строительстве наилучшего эффекта можно достичь, если использовать забивные сваи. Правда, в отдельных случаях, если нужно установить сваи повышенной несущей способности, допустимо устраивать фундаменты из набивных свай, например, с уширенной пятой.

 

Звоните, пишите, приезжайте, - мы с радостью ответим на все Ваши вопросы!