ВОПРОС 59 Выбор вида и определение размеров свай. Размещение их под ростверком

1.2. Выбор конструкции фундамента (например, свайного или на естественном основании, на искусственно уплотненном, химически или термически упрочненном основании и т.п.), а также вида свай и типа свайного фундамента (например, свайных кустов, лент, полей) следует производить исходя из конкретных условий строительной площадки, характеризуемых материалами инженерных изысканий, на основе результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений фундаментов, выполненного с учетом требований технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов.

К п. 1.2. Для выбора наиболее экономичного варианта фундамента необходимо в первую очередь использовать чертежи типовых конструкций, а также учитывать местный опыт строительства в аналогичных грунтовых условиях, наличие производственной базы и материальных ресурсов у организации-заказчика и организации-подрядчика.

При выборе вида фундамента рекомендуется учитывать, что применение свайных фундаментов взамен ленточных на естественном основании для жилых и общественных зданий в относительно благоприятных грунтовых условиях, как правило, бывает целесообразным при глубине заложения ленточных фундаментов более 1,7 м от поверхности планировки, а для производственных зданий-при глубине заложения отдельно стоящих ступенчатых фундаментов более 2,5 м.

Следует обратить внимание на целесообразность применения свайных фундаментов при строительстве на слабых грунтах (больших толщах текучепластичных и текучих глинистых, насыпных, заторфованных и др.), а также при высоком горизонте грунтовых вод и при глубоком сезонном промерзании грунтов.

При наличии скальных грунтов на глубине до 2,5 м от поверхности земли применение свайных фундаментов нецелесообразно.

Экономически оправдано опирание свай на несжимаемые и малосжимаемые грунты (например, скальные, твердые глинистые, плотные пески, галечниковые и т.п.) при их залегании на глубине более 2,5 м.

9.4.

К п. 9.4. Назначение размеров свай при проектировании и прежде всего их длины, а также расчет свай по грунту производятся в зависимости от типа грунтовых условий по просадочности. Поэтому в состав инженерно-геологических изысканий на строительных площадках, сложенных просадочными грунтами, входит определение типа грунтовых условий по просадочности. Во вновь осваиваемых районах тип грунтовых условий по просадочности определяется путем проведения длительного опытного замачивания грунта из котлована. Параллельно проводится шурфование на всю глубину залегания просадочной толщи с определением путем лабораторных испытаний на просадочность возможной величины просадки грунтов под собственным весом вышележащих слоев, т.е. под природным давлением. При этом находится граница, ниже которой слои грунта характеризуются величиной относительной просадочности d_пр<0,02 под давлением р=3 кгс/см². Последнее необходимо для предварительного, выполняемого на стадии технического проекта назначения длины сваи в грунтовых условиях I типа по просадочности. В грунтовых условиях II типа по просадочности вся просадочная толща должна прорезаться сваями. Принимаемые в проекте размеры сваи в просадочных грунтах устанавливаются только после определения их фактической несущей способности, как правило, с использованием результатов статических испытаний свай с замачиванием грунтов.

Изучение гидрогеологического режима грунтовых вод и возможности его изменения в период эксплуатации зданий и сооружений необходимо для прогноза скорости подъема уровня грунтовых вод и в связи с этим замачивания просадочной толщи снизу вверх. Таким образом, в зависимости от результатов прогнозирования условий и режима замачивания решается вопрос о расчетном случае-будут ли это условия аварийного замачивания или вместе с тем условия возможного подъема уровня грунтовых вод.

Размещение свай под зданием или сооружением определяется конфигурацией его фундамента в плане и зависит от характера и величин, действующих нагрузок, грунтовых условий и характе­ра работы свай в грунте (висячие или сваи-стойки) и др.

Сваи следует размещать так, чтобы по возможности обеспечи­валась их равномерная загрузка. Кроме того, для удобства про­изводства работ сваи в фундаменте рекомендуется размещать правильными рядами. Выбор схемы размещения сваи в отдель­ном ростверке определяется также числом свай в кусте. Продоль­ная ось подошвы ростверка размещается в направлении дей­ствия эксцентриситета.

При большом изгибающем моменте ось колонны целесообразно смещать по отношению к центру подошвы ростверка. Если на­грузка, вызывающая изгибающий момент, носит постоянный ха­рактер, ось колонны смещают на величину эксцентриситета, бла­годаря чему достигается более равномерное распределение дав­ления на сваи.

Сваи размещаются по подошве ростверка рядами, параллель­ными его боковым граням, либо в шахматном порядке. В послед­нем случае желательно, чтобы под углами прямоугольного рост­верка имелись сваи.

Под ленточным ростверком сваи размещаются рядами или в шахматном порядке. В последнем случае шаг сваи измеряется по диагонали между смежными сваями. Короткие сваи можно размещать в 1 ряд. При сваях длиной более 6-7 м однорядное размещение не рекомендуется, так как из-за неизбежных переко­сов свай при их забивке длинные сваи могут получить опасную дополнительную нагрузку в виде значительного изгибающего мо­мента, вызванного внецентренным приложением реактивного дав­ления грунта к нижнему концу сваи.
Расстояние между осями висячих свай должно быть не менее 3 d, но не менее 70 см для деревянных свай и 90 см для железо­бетонных. В случае забивки наклонных свай расстояние в осях между их верхними концами в плоскости подошвы ростверка мо­жет быть уменьшено до 1,5 d. При погружении свай в песчаные грунты вибропогружателями минимальное расстояние между нижними концами свай - 4 d, так как при меньшем расстоянии в связи с переуплотнением грунта забивка сильно затрудня­ется.

Размещать висячие сваи, опирающиеся на сравнительно проч­ные грунты, так, чтобы расстояние между ними превышало 4 d, не рекомендуется, поскольку таким путем, как правило, не удает­ся повысить их несущую способность, а размеры ростверка при этом увеличиваются. Исключение может быть сделано для фун­даментов с ростверком в виде ленты или сплошной плиты, а так­же при действии больших изгибающих моментов. При внецентренных нагрузках, передаваемых на фундаменты с шагом свай меньше 6 d, последние размещаются равномерно по всей площа­ди ростверка, а при больших эксцентриситетах - равномерно в каждом ряду, но с неодинаковым шагом между рядами в направ­лении действия изгибающего момента.

При забивке свай в илистые или в мягкие глинистые грунты, несущая способность свай определяется, главным образом, соп­ротивлением грунта на их боковой поверхности, которое состав­ляет до 90% и более. В таких грунтах несущая способность свай­ного фундамента, состоящего из группы свай, близко расположен­ных друг от друга, может оказаться меньшей, чем сумма несущих способностей свай, образующих куст, так как возможно продавливание всего куста вследствие среза грунта по его периметру.

Несущая способность свай будет полностью использована только в том случае, если площадь боковой поверхности куста будет равна или превысит площадь боковой поверхности сваи, умноженной на их число в кусте. Если это условие не соблюда­ется, то, увеличивая расстояние между сваями, можно добиться повышения несущей способности свайного фундамента. Поэтому в слабых грунтах расстояние между сваями рекомендуется уве­личивать до 3,5-4 d, а иногда и более.

Однако при большом числе свай в кусте возникает необходи­мость их раздвижки на 5-6 d и более, что является неэкономич­ным, так как приводит к значительному увеличению размеров ростверка. В связи с этим более целесообразным представляется идти по пути повышения несущей способности свайного фунда­мента за счет удлинения свай, а не увеличивая их числа, особен­но, если их более 9 шт. в кусте.