Свайные фундаменты для малоэтажного строительстваСвайные фундаменты для малоэтажного строительства

Виды свайных фундаментов

Их применяют при залегании слабых грунтов в основании, а также в районах, где точка промерзания грунтов достигает 1,1-1,5 м от поверхности. Конструкция представляет собой систему свай и ростверка. (рис. 1)

Сваями называются относительно длинные стержни, погружаемые в грунт в готовом виде или изготовляемые в грунте в вертикальном или наклонном положении. Свайной конструкцией (фундаментом) называется группа свай, объединенная поверху специальными плитами или балками (ростверками). Ростверки могут быть низкими, то есть погруженными в грунт, или высокими, выступающими над грунтом.

Сваи изготавливают из различных материалов, основой может служить железобетон, металл, дерево. Форма сечения имеет вид квадрата, прямоугольника, круга.

По способу передачи давления от сооружения на основание различают сваи-стойки и сваи трения.

• Сваи-стойки передают нагрузку на твердые породы, их несущая способность зависит только от несущей способности грунта под острием сваи.
• Сваи трения окружены со всех сторон грунтами, нагрузка передается на основание с помощью сил трения боковых поверхностей и сопротивления грунта под нижним концом сваи.

Для устройства свайных фундаментов применяют забивные, винтовые и набивные сваи. Два первых типа изготавливают на предприятиях стройиндустрии, третий монтируют на месте из монолитного железобетона или в сочетании со сборными элементами заводского изготовления.

• Забивные погружают в грунт, используя силы вдавливания, вибрации или удара. Применение указанных методов зависит от грунтов в месте строительства. Вдавить сваю можно только в мягкий грунт. С помощью вибрации легко поддаются грунты сыпучей, водонасыщенной и пластичной консистенции. Ударный метод применим в любых грунтах, за исключением скальных.
• Винтовые пригодны для любого грунта. К ним наряду с силой вертикального давления применяется еще вращающая горизонтальная сила, отчего свая погружается в основание, словно гигантский шуруп. Обычно ее изготавливают из полой трубы, по внешней поверхности стенки приваривают винтовое ребро.
• В малоэтажном строительстве из-за простоты и дешевизны применяются буронабивные сваи. Их не погружают в грунт, а изготавливают в грунте под основанием будущего строения. В месте, предназначенном для размещения стержня, пробуривают скважину, устанавливают металлический арматурный каркас и заливают бетоном. В сыпучих грунтах для устойчивости скважины применяют обсадную трубу или рубероидную обкладку, которую после заливки извлекают или оставляют для повышения прочности сваи.

Виды свай и свайного фундамента

Конструкции с использование специальных столбов для основания очень разнообразны. Сама система зависит от способа изготовления столбов, от метода их погружения в почву, от типа, применяемого материала и даже внешней формы. Также фундаменты отличаются и тем, как столбы располагаются под зданием, и от самого ростверка. Фундамент на винтовых сваях отличается от основания на основе другого типа столбов.

В зависимости от того, как помещается труба в почву, выделяют несколько их типов. К примеру, при забивном варианте столбы попадают в грунт без предварительной ямки. Для этого применяются вибровдаливающее и вибропогружающее оборудование. Фундамент на винтовых сваях создается с помощью столбов, которые по форме напоминают сверло.

Набивные вариации могут быть из бетона и железобетона. Они создаются при постепенном бурении и укладывании бетонной смеси. Буровые тоже в основном создаются из железобетона. Для их создания нужно пробурить отверстия в грунте, а потом устанавливать детали из железобетона.

Сваи отличаются и по характеру работ. К примеру, отдельно имеются сваи-стойки. Они должны передавать всю нагрузку от самого сооружения на слой почвы, который располагается под верхним слабым грунтом. Такие столбы более гладкие. Их поверхность небольшая, и благодаря этому грунт не будет цепляться.

Они прорезают слабые прослойки почвы, чтобы передать нагрузку через острие. Здесь главное – это основание Оно должно быть более широким. Именно основание берет на себя около 80% всей нагрузки. Такие типы столбов практически не изменяют здание при просадке почвы.

Отдельно имеются висячие столбы. Они предназначены, чтобы передавать нагрузку на окружающую почву. Это происходит посредством трения стенок столба о почву. Их боковая поверхность очень «развита», так что по всей длине столб будет цепляться за слои земли.

Свайно винтовой фундамент является очень распространенным. У него множество преимуществ, которые позволяют его применять даже на территориях постоянного холода либо в зонах, где верхние слои почвы очень мягкие. Если раньше такую конструкцию использовали только для зданий и сооружений на воде, то сейчас она активно применяется для постройки современных жилищ.

ГОСТы на свайные фундаменты

ГОСТы на свайные фундаменты и винтовые сваи в РФ заменены на СНиП 2.02.03-85 и СНиП 24.13330.2011. Железобетонные сваи промышленного производства выпускаются по ГОСТ 19804-2012.

Свайно-ростверковое основание

При производстве свай применяется несколько стандартов:

• ГОСТ;
• ОСТ;
• ТУ.

Требования, предъявляемые нормативными документами к изделиям, учитывают характеристики грунтов, для которых они предназначаются. Выпускаемые по ГОСТ винтовые сваи подразделяются по своим конструктивным особенностям. Изделия группируют по:

• форме наконечника (открытые и завальцованные);
• форме, ширине и числу лопастей;
• способу применения.

Несущая способность и стоимость буронабивной сваи

Диаметр сваи, см	Площадь опоры, см2	Несущая способность, кг	Объем бетона, м3	Вертикальных прутков арматуры, шт	Расход ребристой арматуры, м	Расход гладкой арматуры, м	Стоимость бетона, руб	Стоимость арматуры, руб	Цена одной сваи, руб.
15	177	1062	0,0354	3	6	0,75	70,8	101,25	172,05
20	314	1884	0,0628	4	8	1	125,6	135	260,6
25	491	2946	0,0982	4	8	1,26	196,4	138,9	335,3
30	707	4242	0,1414	6	12	1,51	282,8	202,65	485,45
40	1256	7536	0,2512	8	16	2,01	502,4	270,15	772,55

Зная нагрузку на фундамент с помощью этой таблицы можно расчитать, сколько потребуется буронабивных свай каждого диаметра. В нашем примере для дома весом 50 тонн потребуется около 50 свай диаметром 15 см или 17 свай диаметром 25 см. Так же можно приблизительно оценить стоимость всего буронабивного фундамента: первый будет стоить 8600 руб., второй — 5700 руб.

Фундамент на буронабивных сваях может быть с ростверком и без него. Ростверк объединяет все сваи в единую конструкцию, что, несомненно, повышает устойчивость всего фундамента. Чтобы делать фундамент без ростверка, нужно быть уверенным в том, что все сваи заглублены на достаточную глубину и с одной стороны не будут проседать, а с другой – не будут выпирать из земли под действием сил морозного пучения.

Читайте так же:

Ростверк – это верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, которая объединяет все столбы/сваи в единую конструкцию. Ростверк может быть выполнен в виде ленты или плиты. Задача ростверка заключается в объединении всех свай в единую конструкцию и распределении всей нагрузки между сваями.

Столбчатый фундамент — наиболее экономичный в плане расхода строительных материалов, достаточно прост в строительстве. В этой статье содержится информация о конструкциях столбчатого фундамента, способах его устройства, случаях, в которых его строительство целесообразно.

На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)

Фундамент на винтовых сваях для передачи нагрузки от здания на грунт используются винтовые сваи. Такой фундамент целесообразно закладывать под легкие деревянные дома на слабых грунтах или на склонах.

Исходными данными для расчета количества бетона для заливки фундамента является тип фундамента (плитный, ленточный, столбчатый) и его конфигурация. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент.

Внешние нагрузки на свайно-винтовой фундамент

Очень важно точно определить максимальную нагрузку, приходящуюся на фундамент. Она зависит от:

• класса ответственности строения;
• этажности дома;
• размещения внутренних стен;
• стройматериалов, которые используются для возведения стен, перекрытий и крыши.

Исходя из этого рассчитывают вес строящегося дома.

Нагрузки, которые действуют на основание, делятся на постоянные и временные. Постоянные – это масса постройки и давление массива почвы. Периодические бывают:

• кратковременными – нагрузки от снега и ветра;
• длительными – вес обстановки дома и его жителей;
• специального типа – сейсмонагрузки и потенциальное влияние на свайное основание взрывной волны.

Необычное здание на свайном фундаменте с неравномерным распределением нагрузки.

Алгоритм проектных работ

Используя СНиП 2.02.3.87, проектирование свайно-винтового фундамента выполняют следующим образом:

Анализируют и оценивают информацию геологического плана, собранную на стройплощадке. На основании ее определяется глубина погружения свайных изделий и несущие свойства почвенных слоев – максимальная нагрузка извне, которую выдерживает участок почвы заданной площади. На это свойство влияет плотность почвенных слоев и их насыщенность влагой

Очень важно разделять несущие характеристики грунта и несущие характеристики основания: они могут существенно различаться, что требует сопоставления этих величин.

Определяют вид и размеры свай, используемых для возведения основания.

Рассчитывают несущие свойства свай любого типа в заданных природных условиях. После проведения теоретических расчетов, где учитывают несущие возможности почвы и все типы постоянных и краткосрочных нагрузок на фундамент, все результаты проверяют на практике, используя методы статического зондирования или динамической нагрузки.

Рассчитывают необходимое количество свай

Оно зависит от массы строения и несущих особенностей почвы. Сваи обязательно устанавливают в углах сооружения, в местах схождения всех внутренних стеновых стыков и равномерно распределяют по периметру внешних стен дома через каждые пару метров.

Сопоставляют практическое давление на одну сваю со стандартными показателями.

Делают чертеж свайного поля для конкретного строения.

После оценки местности и прочих условий создается чертеж будущего здания.

Предпосылки для использования свайного фундамента в частном строительстве

Свайный фундамент из сборных винтовых свай.

1. В некоторых случаях при конструировании коттеджа или частного дома в верхней части основания может присутствовать слабый грунт. При этом возникает необходимость распределять нагрузку от строения на более плотный грунт, находящийся на некоторой глубине, которая зависит от геологических условий местности.

В этом случае рекомендуется проводить монтирование свайных фундаментов, которые способны выдерживать большие нагрузки по сравнению с основаниями неглубокого заложения. Данные конструкции особо эффективны в пучинистых грунтах при их глубине промерзания более 1,5 м. В таких условиях свайный фундамент будет более надежным, чем ленточный или столбчатый.

К слабым грунтам относятся:

• растительные грунты — почвы с примесью 1-20% перегноя, грунты мокрых солончаков, иольдиевые, глинистые грунты, сапропели, илы, торф;
• плывуны — песчано-глинистая почва, обильно насыщенная водой;
• лессовидная почва содержит в своем составе более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании известковых и глинистых частиц. Такая земля при наличии воды размокает и теряет устойчивость;
• глины и суглинки в текучем состоянии.

1. В целях уменьшения объема бетонной смеси, земляных работ, снижения стоимости и трудоемкости строительства использовать основания на сваях можно и при плотных грунтах. При монтировании такой конструкции нет необходимости рыть котлован, складировать, вывозить, обратно засыпать землю и т.п. Если вы хотите построить дом за короткое время с минимальными затратами, то свайный фундамент подойдет для этих целей наилучшим образом.

Например, для монтирования одной сваи диаметром 30 см и длиной 3 м потребуется выполнить земляные работы объемом 0,2 м3 земли. В случае применения ленточного фундамента земляных работ будет намного больше.

1. Если при расчете ленточного основания его ширина получается слишком большой (более 1,5 м), то лучше использовать свайный вариант, что значительно уменьшит расходы на его конструирование.
2. Если выбор того или иного вида основания диктуется типом несущего остова (например, если вы решили строить дом с каркасным несущим остовом на слабом грунте), то лучше будет использовать свайные кусты под каждую колону, а не создавать монолитную ленточную конструкцию.

1. Область применения и виды свай

Свайные
фундаменты широко применяют
в жилищном и промышленном
строительстве, а также при возведении
специальных сооружений. По
сравнению с ленточными и столб­чатыми
свайные фундаменты более экономичны.
Они позволяют умень­шить
объем земляных работ на 70…75%, расход
бетона на 25…30%, сни­зить
трудозатраты на возведение фун­даментов
в 1,5…2 раза.

Сваи
широко используют также для
повышения несущей способности слабых
грунтов, ограждения котлова­нов
и траншей с вертикальными стен­ками
при разработке грунта, создания
водонепроницаемых
перемычек.

По характеру работы
в грунте различают:

• сваи-стойки,
  прореза­ющие
  всю толщу слабых грунтов и передающие
  нагрузку от сооружения на
  прочные мало сжимаемые грунты своей
  нижней частью;

• висячие сваи, не
  достигающие прочных грунтов и передающие
  нагрузку от сооружения на слабые грунты
  за счет сил трения поверхности сваи об
  грунт.

В зависимости от
материала сваи бывают: деревянные,
металлические, бетонные, железобетонные,
грунтобетонные, песчаные.

Железобетонные
сваи изготовляют сплошными, полыми и в
виде оболочек. Сплошные и полые сваи
могут быть прямоугольного, квадратного
и круглого сечения с заостренным нижним
концом. Полые сваи диаметром до 800 мм
называют трубными, а более 800 мм –
сваями-оболочками.

Металлические
сваи изготовляют из стальных прокатных
профилей (шпунтов) или труб, заостренных
к низу.

По способу
изготовления сваи разделяют на следующие
виды:

• погружные,
  предварительно изготовленные на
  по­верхности
  земли и внедренные затем в
  грунт с использованием различных
  методов;

• набивные
  сваи, изготовленные
  на месте
  строительства путем заполнения скважин
  бетонной смесью (после установки
  арматурных каркасов), песком
  или грунтобетонной массой.

Преимущества использования свайного фундамента

Значительный объем использования такой конструкции в сельскохозяйственном, промышленном и жилищном строительстве объясняется некоторыми его преимуществами по сравнению с другими видами фундаментов. К таким преимуществам относятся:

Схема монтажа свайного фундамента из набивных комбинированных свай.

• уменьшение на 15-20% стоимости работ «нулевого» цикла;
• высокое качество проводимых работ в зимнее время в любом регионе страны;
• уменьшение приблизительно в 2 раза уровня неравномерных и общих осадок зданий;
• снижение на 70-80% транспортных операций;
• сокращение терминов строительных работ;
• высокая индустриальность конструкции, уменьшающая трудоемкость работ по конструированию снования в среднем на 20-25%.

Стоит отметить, что для регионов страны с суровыми климатическими условиями данный вид фундамента является единственным целесообразным решением, так как он обеспечивает небольшую величину и разницу осадки основания, что увеличивает долговечность и надежность возведенных зданий.

Оборудование и технология для монтажа свай.

От сложного к простому

В гражданском строительстве применяют копровое оборудование, навешиваемое на различные базовые машины (тракторы, автомобильные краны, одноковшовые экскаваторы;

Отечественная промышленность выпускает копровое оборудование для работы со сваями длиной от 3 до 12 м. К сожалению, для частного застройщика оно дороговато.

Независимо от применяемого оборудования стоимость забивки свай определяют на единицу изделия.

Один погонный метр железобетонной сваи стоит в среднем 400 руб. или 14,5 долл. Забивка одного погонного метра — 138,55 руб. или 5 долл.

В результате несложного расчета получим стоимость забивки одной трехметровой сваи с учетом стоимости материала: (14,5+5)х3 = 58,5 долл. или 1621 руб.

Винтовые сваи изготавливают из стальных труб с винтовым наконечником, поэтому они дороже. Свая длиной 1,2 м стоит 1750 руб. плюс оголовок 310 рублей. Итого: 2060 руб. или 74 долл.

Все рассмотренное оборудование предназначено для механической установки свайного фундамента. А можно ли провести эти работы дешевле? Да. При этом обязательно нужен садовый бур или бур ТИСЭ (60-70 долл.), остальные инструменты у серьезного застройщика всегда найдутся.

Расчет фундамента с ростверком

Для того чтобы произвести правильный расчет фундамента данного типа, прежде всего необходимо максимально точно определить состав грунта на строительной площадке, особенно на той глубине, на которой планируется обустраивать сам фундамент.

Это необходимо в первую очередь для того, чтобы сделать расчет дины свай, спланировать их конструкцию, а также расстояние между сваями в отдельности.

Видео:

https://youtube.com/watch?v=lwqyOqDHOIs

Также осуществляется расчет и несущей способности будущей сваи.

Производя расчет свайного фундамента с ростверком, необходимо также определить и предполагаемые нагрузки, которые будет оказывать дом непосредственно на сами сваи, а также на грунт.

Для того чтобы получить расчет общего веса будущего строения, необходимо сложить вместе не только его вес, но и вес кровли и перекрытий.

Также учитываются природные нагрузки, такие как, например, снег, масса людей в доме, различное оборудование и мебель.

В большинстве случаев фундамент с ростверком обустраивается для тех строений, площадь которых будет составлять не менее трехсот квадратных метров.

Как правило, необходимый расчет осуществляют специалисты, так как есть множество различных тонкостей и нюансов.

После того как будет произведен необходимый расчет фундамента дома, на основании которого определится количество свай, расстояние между ними и глубина их монтажа, должна быть составлена соответствующая схема и чертеж.

Сваи для дома рекомендуется делать либо буронабивными, либо винтовыми.

Следует отметить, что винтовые сваи более выгодны в экономическом плане и их можно обустроить без привлечения спецтехники.

При проведении работ по устройству фундамента для дома с ростверком, обязательно должно быть произведено армирование конструкции, как для ленточного типа, так и для сплошной монолитной плиты.

Начальный этап проектирования свайных фундаментов

Перед тем как обращаться в архитектурную фирму или при достаточных инженерных знаниях пытаться спроектировать свайное основание самостоятельно, следует оценить особенности участка для строительства, продумать план строения и подобрать необходимые материалы. На сегодняшний день вы сможете выбирать из забивных, железобетонных, набивных, винтовых, буровых, висячих свай или свай-стоек.

Обсуждение плана постройки.

В зависимости от веса строения, его дизайна и числа свай владелец дома сможет установить:

• одиночные сваи;
• «кусты» из свайных изделий;
• поле из свайных изделий;
• ленточный фундамент на сваях.

Что учитывается при создании проекта свайного фундамента

Чтобы фундамент на сваях не разрушался на протяжении десятилетий, перед его монтажом следует обратить внимание на очень важные для строительства рекомендации:

1. Если дом предполагается возводить в условиях экстремального климата и агрессивной окружающей среды, перед установкой рекомендуется ознакомиться с положениями СНиП 2.03.11.
2. Проектирование предполагает наиболее надежные и доступные решения фундамента на сваях.
3. Все необходимые стройматериалы, технологические решения, изделия и типы почв должны быть отражены в действующих стандартах, технических условиях и проектной документации. Замена чего-либо возможна лишь после консультации с инженерно-проектной организацией и согласования с владельцем дома.
4. Все деформации фундамента на сваях, обусловленные природными факторами, обязательно строго учитываются во время закладки основания и контролируются в течение всего периода выполнения работ.
5. Геологические исследования желательно поручать исключительно лицензированным компаниям, которые смогут учесть влияние закладки данного основания на близлежащие строения.
6. Проведение проектных работ строго регламентировано техзаданием и учитывает тип сооружения согласно ГОСТу 27751.
7. Монтаж свайно-винтового фундамента, который можно установить легко и просто, производится только после тщательного анализа условий окружающей среды и инженерно-геологических нормативов, а также изучения опыта установки таких оснований в подобных условиях.

Комбинированный свайно-плитный фундамент в сложных условиях гористой местности.

Проектирование свайно-винтовых оснований производится на основе свода правил СП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Для этого разработчику понадобятся следующие сведения:

Данные о физико-химических характеристиках почвы. Их получают на основе геодезических исследований, предполагающих пробуривание экспериментальных скважин в грунте и изучение его характеристик. Глубина бурения зависит от типа почвы: если она нестабильна, бурение производится до нижних слоев грунта повышенной плотности. При большой площади дома бурение производится в нескольких местах свайного поля. Этот метод позволяет также определить глубину промерзания грунта и протекания подземных вод, а также их химический состав.
В проектировании непременно учитывается положение об удалении плодородных почвенных слоев и их дальнейшем применении для восстановления плодородности земель под сельское хозяйство

В проекте также предусматривают изоляцию элементов основания, соприкасающихся с почвой, при выделении газов из земли в данной местности.
Для проектирования и возведения свайного основания очень важно правильно определить его физико-химические характеристики, среди которых удельная масса, плотность и влажность грунта, его пористость, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего трения.

Пристань на сваях, постройка которой осложнена наличием воды и типом грунта.

Область применения

Использование свайных фундаментов в некоторых случаях более выгодно, нежели устройство традиционных монолитных или сборных ленточных фундаментов.

Особенно актуально применение свай:

• при подвижных грунтах;
• в районах вечной мерзлоты;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• при сложном рельефе в районе строительства.

Сваи представляют собой конструкции удлиненной формы, изготавливаемые из бетона, железобетона, металла, дерева или комбинированным способом. Устройство свайного фундамента под дом возможно как погружением в грунт готовых свай, так и заливкой непосредственно в грунте конструкции свай.

Располагаться в земле сваи могут в вертикальном или наклонном положении.

Сечение свай может иметь форму круга, квадрата, многоугольника или быть полыми.

По несущим нагрузкам сваи подразделяются на:

• сваи-стойки, оказывают давление на грунт, передавая ему все нагрузки, действующие на сваю.
• висячие, оказывают давление на грунт своими боковыми гранями за счет силы трения между сваей и грунтом.

По расположению в плане фундамента сваи могут быть одиночными для отдельных колонн, кустовыми, ленточными для возведения стен и в виде целого свайного поля.

Конструкция набивной сваи

По способу устройства сваи делятся на:

• винтовые;
• забивные;
• набивные.

Если винтовые и забивные изготавливаются на заводах ЖБИ, то набивные заливаются непосредственно на месте возведения фундамента из  монолитного бетона с арматурным каркасом  или сборных элементов.

В строительстве крупных объектов сваи  и свайные фундаменты погружаются в грунт  разными способами:

• забивкой;
• бурозабивкой;
• буроопусканием;
• завинчиванием;
• вибропогружением;
• вдавливанием;
• с подмывом в нижней части сваи грунта, комбинированным – электростатическим, виброударным и другими.

Ударным способом, в основном, забиваются сваи при помощи сваебойных установок. Для такого метода подходят все грунты, кроме скальных пород. Вдавить сваю в грунт можно, только если он по своей структуре мягкий.

Винтовые сваи можно использовать на грунтах любой структуры. Здесь, кроме силы вдавливания, используется сила вращения. Конструкция сваи своим внешним видом напоминает огромный шуруп, так как на металлической полой трубе приварено винтовое ребро, заостренное книзу.

Устройство буронабивного фундамента

В жилищном  малоэтажном строительстве свайный фундамент забивной практически не применяется. Его с успехом заменяет фундамент из буронабивных свай, которые устраиваются непосредственно на месте строительства. Для этого в размеченных местах бурят скважины, в которые устанавливают арматурные каркасы и заливают бетон необходимой марки.

Если в месте устройства свай грунт сыпучий, то в скважину вставляется рубероидная или толевая рубашка. Иногда устанавливают обсадную трубу, которую после застывания бетона вынимают из скважины, или оставляют в земле, тем самым повышая прочность залитой сваи.

Расчёт свай на поперечные нагрузки с учётом деформативности материала ее ствола и грунта

Предпосылки, уравнение изгиба ствола сваи и его решение

перемещение, угол поворота, момент и горизонтальная сила на уровне поверхности грунта.

Рис.35. Схема для расчёта сваи на горизонтальную силу и момент.

Расчёт свай на поперечные нагрузки производится из условия линейно-деформируемой среды, свойства которой определяются коэффициентом постели возрастающим с глубиной.

где коэффициент пропорциональности грунта, который устанавливают натурными испытаниями свай на горизонтальную нагрузку и принимают по табл. СНиП 2.02.03-85; коэффициент условий работы,

Если свая в верхней части проходит несколько слоёв грунта, то используют приведённое значение .

Для трёхслойного основания

где мощность первого, второго и третьего слоёв грунта (сверху вниз) в пределах .

Величина в пределах которой учитывают разнородность грунтов

Для двухслойного основания

Дифференциальное уравнение изогнутой оси сваи

Интенсивность бокового давления грунта

где расчётный диаметр сваи в поперечном направлении;

для свай с м.;

для свай с м.;

где коэффициент формы: ;

коэффициент, учитывающий взаимное влияние несущих элементов, расположенных в одном ряду, параллельном плоскости действия нагрузки.

/:

Заменим переменную где

– решение этого уравнения, используя метод начальных параметров, получил И.В. Урбан с помощью ряда Тейлора.

Определение перемещений, моментов, поперечных сил и давлений на грунт в сечениях сваи

Реактивное давление на грунт по боковой поверхности сваи

функции влияния определяются сходящимися рядами.

Функции влияния получают путём последовательного дифференцирования выражения для и т.д.

Начальные параметры и обычно бывают известными. Значения и определяют, исходя из условий на нижнем конце несущего элемента.

Для дальнейшего расчёта удобно знать перемещения несущего элемента на уровне поверхности грунта от

Условия на нижнем конце сваи:

Случай 1. Висячая свая. Он соответствует свободному нижнему концу сваи в нескальном грунте. Реактивным моментом и горизонтальной силой, действующими по нижнему торцу сваи, пренебрегают. Граничные условия на конце сваи

из уравнений (3) и (4) получим систему уравнений

Решив эту систему, найдём

где

Аналогично определяем перемещение от при

определяют по табл.

Случай 2. Свая-стойка. Соответствует шарнирному опиранию сваи на скалу без заделки в нее.

Систему составляем из уравнений (1) и (3) и решаем ее.

где

Начальные перемещения

и определяют на любой глубине из уравнений (3) и (4), а с помощью уравнения (1).

Рис.34. Эпюры в висячей свае от единичной силы для

Вычисление характеристик поперечной жёсткости сваи

Принимаем

реактивная поперечная сила, возникающая в голове сваи при ее единичном горизонтальном смещении без поворота

реактивный изгибающий момент, возникающий в голове сваи при ее единичном горизонтальном смещении без поворота.

Принимаем

реактивный изгибающий момент, возникающий в голове сваи при ее единичном повороте без горизонтального смещения.

Тип ростверка

Ростверк не является обязательной конструкцией – здание может опираться непосредственно на оголовки свай. Но его установка позволяет обеспечить фундаменту дополнительное укрепление.

Свайно-ростверковый фундамент.

По местоположению ростверк может быть:

• Висячим. Располагается над уровнем грунта на высоте 1-1.5 м. Висячие ростверки лучше всего подходят для небольших частных домов.
• Заглубленным. Монтируется ниже нулевой отметки грунта на песчаную подушку.
• Наземным. Находится на уровне поверхности.

По способу установки ростверки подразделяются на:

• Сборные. В большинстве своем представлены в виде стальных балок, скрепляемых сварным методом. Хорошо подходят для строительства зданий с небольшим сроком эксплуатации (беседки, веранды).
• Сборно-монолитные. Состоят из деталей с «замочными» соединениями, которые в ходе монтажа собираются и скрепляются в монолитную конструкцию. Используются в строительстве многоэтажных домов и промышленных сооружений.
• Монолитные. Являются единой конструкцией в виде замкнутой или незамкнутой ленты. Хорошо подходят для строительства жилых малоэтажных домов.