Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний (динамический метод).

Несущая способность одиночной сваи – это наибольшее силовое воздействие, которое может воспринять свая. Различают несущую способность сваи по условию прочности (и трещиностойкости) ее материала и по условию прочности грунтов, в которые она погружена.
Испытания динамической нагрузкой проводят для оценки несущей способности по грунту свай, погруженных молотами или вибропогружателями.Испытания динамической нагрузкой должны, как правило, проводиться тем же оборудованием, которое использовалось для погружения свай фундамента.

Результаты испытаний свай должны быть отражены в актах. Несущую способность по грунту свай, испытываемых с помощью молота или вибропогружателя, вычисляют с использованием величины отказа, измеренного при испытании.

При испытании свай молотами следует измерять величину погружения сваи в результате 3-5 ударов работавшего молота и ее отказ получать делением этой величины на количество произведенных ударов. Величину погружения свай необходимо определить с точностью до 1 мм.

При определении отказа необходимо следить за тем, чтобы голова добиваемой сваи была неповрежденной, высота падения ударной части молота была не менее паспортной для молота данного типа, удар молота – центральным, а наголовник имел обмятую амортизирующую прокладку из такого же материала, который использовался при забивке свай фундамента.

Если сваи погружены до проектной отметки и полученный в результате испытаний отказ свай превысит расчетное значение, организация, запроектировавшая фундамент, должна принять решение о необходимости дополнительного заглубления в грунт свай с целью увеличения их несущей способности. Если по каким либо причинам это нецелесообразно или невозможно, то для уточнения несущей способности свай необходимо испытать сваи статической нагрузкой.

Предельное сопротивление сваи, , тс, погруженной молотом или вибропогружателем по полученному при испытании отказу, Е_Ф, следует вычислять по формуле

,

где n - коэффициент, тс/м², принимаемый по табл. 2;

F - площадь, м² ограниченная наружным контуром поперечного сечения сплошного или полого ствола сваи (с закрытым нижним концом или с открытым концом, но погруженной без удаления грунта из ее полости);

М - коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия равным 1, а при вибропогружении - по табл. 3 в зависимости от вида грунта под концом сваи;

Э _р - расчетная энергия удара, тс.см, принимаемая для дизель-молотов по приложению 1, а для молотов подвесных и одиночного действия - равной QH; для вибропогружателей под Э _рследует понимать эквивалентную расчетную энергию удара, принимаемую по табл. 4;

Q - вес ударной части молота, тс;

Н - фактическая высота падения ударной части молота, см;

Q_n - полный вес молота или вибропогружателя, тс;

Е - коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных и стальных свай молотом ударного действия с применением наголовников с деревянном вкладышем , а при использовании вибропогружателя Е =0;

q - вес сваи и наголовника, тс;

q ₁ - вес подбабка, тс, при использовании вибропогружателя q ₁ =0.

Таблица 2

Тип свай	Коэффициент n, тс/м2
Железобетонная с наголовником
Деревянная:
без подбабка
с подбабком
Стальная с наголовником

Таблица 3

Вид грунта под острием сваи	Коэффициент М
Гравийный с песчаным заполнителем	1,3
Пески:
средней крупности и крупные
средней плотности и супеси твердые	1,2
мелкие средней плотности	1,1
пылеватые средней плотности	1,0
Супеси пластичные, суглинки и глины твердые	0,9
Суглинки и глины:
полутвердые	0,8
тугопластичные	0,7

Примечание. При плотных песках значение коэффициента М следует повышать на 10%, если плотность определена статическим зондированием, и на 60%, если плотность определена другими способами, например, по результатам лабораторных испытаний грунтов.

Таблица 4

Вынуждающая сила, тс
Эквивалентная расчетная энергия удара вибропогружателя, тс.см

16. Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний
(испытание свай статистической нагрузкой).

Суть статического испытания сваи заключается в том, чтобы "нагрузить" забитую сваю сверху и отследить ее осадку при ступенчатом увеличении нагрузки.Испытания проводятся с целью определения несущей способности по грунту свай, оболочек и столбов на действие вдавливавших, горизонтальных выдергивающих нагрузок и выявления характера зависимости между нагрузкой, воспринимаемой элементом, и его перемещением в направлении действия испытательной нагрузки.
Результаты испытаний каждой сваи должны быть оформлены в виде графиков зависимости величины перемещения от нагрузки и изменения величины перемещения во времени на каждой ступени нагрузки.
Графики испытаний элементов вдавливающей или выдергивающей нагрузкой следует строить, откладывая по вертикальной оси перемещения, а по горизонтальной - нагрузки или время выдержки. При этом надлежит пользоваться масштабами: в 1 см - 1 мм перемещения; в 1 см – 5 тс нагрузки; в 1 мм – 10 мин выдержи нагрузки.
Испытания осевой вдавливающей нагрузкой.
В зависимости от положения испытуемого элемента относительно вертикали, величины испытательной нагрузки, наличия или отсутствия анкерных устройств элементы нагружают с помощью гидравлического домкрата (батареи домкратов) или тарированного груза.
Наиболее распространенным является способ нагружения испытуемых элементов с помощью гидравлического домкрата или батареи домкратов, упираемых в балочную конструкцию, закрепленную за анкерные сваи, оболочки или столбы, в плиту фундамента или надфундаментную конструкцию

Во всех случаях испытания свай, оболочек или столбов наибольшую испытательную нагрузку следует принимать по указаниям проектной организации, но не менее нагрузки

где N_max - наибольшее продольное усилие в верхнем сечении сваи, оболочки или столба, тс;

G - вес сваи, оболочки или столба, тс. Для всех свай а также оболочек или столбов, опирающихся на глинистые грунты или скальные породы, вес G следует определять без учета гидростатического взвешивания, а для оболочек или столбов, опирающихся на песчаные грунты – с учетом взвешивания; К _н и m – коэффициенты надежности и условий работы.
Схемы установок для испытаний свай, оболочек и столбов (элементов) статической вдавливающей нагрузкой

1 - испытываемый элемент; 2 - анкерная свая; 3 - реперная система с прогибомерами; 4 - домкрат; 5 - система упоров балок; 6 - грузовая платформа; 7 - опора; 8 - груз (упор для гидравлического домкрата); 9 - тарированный груз

 

Испытания статической горизонтальной нагрузкой
Схема установки для испытания свай, оболочек и столбов (элементов) горизонтальной нагрузкой

1 - испытываемый элемент; 2 – прогибомеры; 3 – гидравлический домкрат; 4 – упор из дерева; 5 – анкерная свая или специальный упор
Для испытания горизонтальной нагрузкой допускается использовать элементы, ранее испытанные вдавливающей или выдергивающей нагрузками.Испытания элементов следует проводить с помощью гидравлического домкрата или полиспаста.
Наибольшая величина горизонтальной испытательной нагрузки должна назначаться проектной организацией с учетом полученных по расчету горизонтальных перемещений в уровне поверхности грунта элементов, работающих в составе фундамента, а также различия характера действующей нагрузки на элемент в испытании и при работе в составе фундамента.
Для замера линейных перемещений испытуемого элемента необходимо установить приборы (прогибомеры): два вблизи поверхности грунта или воды и два в уровне приложения нагрузки.Элементы, которые после испытаний не будут использованы в составе фундаментов, рекомендуется загружать до появления горизонтальных перемещений в уровне грунта не менее: 30 мм – для свай.
Испытания статической осевой выдергивающей нагрузкой
Схемы испытательных установок

Установка для испытания свай выдергивавшей нагрузкой

1 - испытываемая свая; 2 - реперная система с прогибомерами; 3 – опора балки; 4 - анкерная балка; 5 - верхний упор; 6 - гидравлический домкрат

Установки для испытания оболочек или столбов большой несущей способности выдергивающей нагрузкой

1 – испытываемые оболочка или столб; 2 – опора балки; 3 – упорные балки; 4 – верхний упор; 5 – анкерные тяги; 6 – гидравлический домкрат
Для испытания выдергивающей нагрузкой допускается использовать элементы, ранее испытанные динамической нагрузкой или статической вдавливающей.
Для загружения испытываемых элементов выдергивающей нагрузкой следует использовать гидравлические домкраты.
Испытательные установки для загружения элементов выдергивающей нагрузкой должны удовлетворять требованиям - что анкерные (опорные) элементы будут работать на сжатие, а испытуемый элемент на выдергивание.
Элементы, которые после испытаний выдергивающей нагрузкой не будут использоваться в составе фундамента, следует загружать до выхода их из грунта не менее чем на 25 мм.
Подлежащие использованию в фундаменте элементы следует испытывать нагрузками, не превышающими проектных величин.
Допускается использовать в фундаментах сваи и полые оболочки, испытанные нагрузками, превышающими расчетные, при условии допогружения таких элементов до отказов, обеспечивающих восприятие расчетных осевых вдавливающих нагрузок.
Для фундаментов мостов за предельное сопротивление испытанного элемента следует принимать величину нагрузки на одну ступень меньше соответствующей нагрузки, при которой:
а) приращение выхода элемента из грунта за одну ступень загружения (при общем выходе элемента более 25 мм) превышает в 5 раз и более приращание выхода, полученное за предшествующую ступень загружения;
б) перемещение элемента непрерывно возрастает без увеличения нагрузки.
Элемент следует испытывать с "условной стабилизацией" перемещений во времени (для каждой ступени нагрузки), характеризуемой скоростью выхода элементов из грунта не более 0,1 мм за последний час наблюдений.

17.Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний (статическое зондирование и испытание эталонных свай).
Статическое зондирование – процесс погружения в грунт зонда под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда. Статическое зондирование является основным полевым методом исследования грунтов в состоянии его естественного залегания.
Зонд состоит из штанги и наконечника, закрепленного на ее конце. Вдавливающее (выдергивающее при извлечении зонда) усилие передается на штангу, а через нее и на наконечник. Штанга может состоять из отдельных звеньев, наращиваемых в процессе погружения, или из единого звена.
В зависимости от принципа измерения сопротивлений грунта зонды могут быть следующих типов:
• механический – зонд с наконечником из конуса и кожуха (в России сегодня фактически не используется);
• электрический – зонд с наконечником из конуса и муфты трения (является основным в современной практике изысканий).
Часть наконечника, расположенная над конусом электрического зонда называется муфтой трения. Она с конусом не связана.
При статическом зондировании электрическим зондом определяют:
- удельное сопротивление грунта под конусом наконечника зонда qc – сопротивление грунта конусу зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади основания наконечника (конуса) зонда;
- удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs – сопротивление грунта на участке боковой поверхности зонда при статическом зондировании, отнесенное к площади боковой поверхности участка.
Статическое зондирование заключается во вдавливании в грунт стандартного зонда, состоящего из штанги с конусом на конце (диаметр основания конуса 36 мм, площадь 10 см2, угол заострения 60°). Конструкция зонда позволяет измерять не только общее сопротивление его погружению, но и величину лобового сопротивления конуса. Учитывая, что характер деформации грунтов при вдавливании свай и при погружении конического зонда статической нагрузкой аналогичен, полученные данные о сопротивлении грунта вдавливанию зонда можно использовать для определения предельных сопротивлений свай
В случае песчаных грунтов и супесей метод обладает достаточной точностью. В водонасыщенных глинистых грунтах, когда структура грунта, нарушенная внедрением зонда, не успевает восстановиться, полученные данные, особенно это касается трения по боковой поверхности, следует использовать с большей осторожностью. Однако по мере развития метода и накопления опытных данных его точность и в водонасыщенных глинистых грунтах повышается.
Наряду с зондами для определения несущей способности свай используются также специальные эталонные сваи сечением 10х10 см двух типов, один из которых позволяет замерять сопротивление грунта только под острием эталонной сваи, а второй — под острием и по ее боковой поверхности.
Зондирование может осуществляться:
Вдавливанием (статическое зондирование).
Забивкой (динамическое зондирование).

По величине сопротивления погружению (Р_общ = Р_ост + Р_бок) судят о несущей способности сваи. Зонд может иметь уширенное относительно трубы остриё и в этом случае определяется только сопротивление под остриём (Р_ост). Зная Р_общи Р_ост можно определить сопротивление грунта по боковой поверхности зонда Р_бок.

Принципиальная схема проведения испытаний грунтов (свай) методом зондирования.
Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний на строительной площадке.
Пример графического представления результатов зондирования, в виде величины сопротивления зонда от глубины погружения, представлен на схеме.

Схема обработки результатов зондирования основания по глубине с выделением зон слабого, средней плотности и плотного сложения грунтов.

Представленная зависимость Р = f(H) позволяет выделить в глубине основания зоны слабого, средней плотности и плотного грунта, которые, как правило, соответствуют разным слоям грунта (см. схему). Такая интерпретация результатов исследований достаточно наглядна, позволяет выбрать надёжные слои грунта и, следовательно, обоснованно определиться с глубиной заглубления свай.

Несущую способность Fd кН (тc), забивной висячей сваи, работающей на сжимающую нагрузку, по результатам испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или статического зондирования следует определять по формуле

(21)

где gc - коэффициент условий работы; gc = 1; n - число испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или точек зондирования; Fu - частное значение предельного сопротивления сваи, кН (тc), в месте испытания грунтов эталонной сваей, испытания сваи-зонда или в точке зондирования. gg - коэффициент надежности по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельного сопротивления сваи Fu в местах испытаний грунтов эталонной сваей, испытаний сваи-зонда или в точках зондирования и числа этих испытаний или точек при значении доверительной вероятности a = 0,95

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи а месте испытания грунтов эталонной сваей Fu кН (тc), следует определять:

а) при испытании грунтов эталонной сваей типа 1 (ГОСТ 24942-81) - по формуле

(22)

где gsp - коэффициент; gsp = 1,25 при заглублении сваи в плотные пески независимо от их крупности или крупнообломочные грунты и gsp = 1 для остальных грунтов; и, иsp - периметры поперечного сечения сваи и эталонной сваи; Fu,sp - частное значение предельного сопротивления эталонной сваи, кН (тc), определяемое по результатам испытания статической нагрузкой;
б) при испытании грунтов эталонной сваей типа II или III (ГОСТ 24942-81) - по формуле

(23)

где gcR - коэффициент условий работы под нижним концом натурной сваи, принимаемый по табл. 14 в зависимости от предельного сопротивления грунта под нижним концом эталонной сваи Rsp; Rsp - предельное сопротивление грунта под нижним концом эталонной сваи, кПа (тс/м2); A - площадь поперечного сечения натурной сваи, м; gcf - коэффициент условий работы на боковой поверхности натурной сваи, принимаемый по табл. 14 в зависимости от среднего значения предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи fsp.fsp - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности эталонной сваи, кПа (тс/м2); h - глубина погружения натурной сваи, м; u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.
Примечание. При применении эталонной сваи типа II следует проверить соответствие суммы предельных сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности эталонной сваи ее предельному сопротивлению. Если разница между ними превышает ± 20 %, то расчет предельного сопротивления натурной сваи должен выполняться как для эталонной сваи типа I.

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в месте испытаний сваи-зонда Fu кН (тc), следует определять по формуле

(24)

где gcR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 0,8; Rps - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи-зонда, кПа (тс/м2); gcf - коэффициент условий работы i -го слоя грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый по табл. 14 в зависимости от среднего значения предельного удельного сопротивления i -го слоя грунта на боковой поверхности сваи-зонда fps,i; fps,i - среднее значение предельного сопротивления i -го слоя грунта на боковой поверхности сваи-зонда, кПа (тс/м2); h - толщина i -го слоя грунта, м.

Таблица 14

Rsp, кПа (тс/м2)	Коэффициент gcR в зависимости от Rsp	fsp, fps,i, кПа (тс/м2)	Коэффициент gcf в зависимости от fsp для эталонных свай типов II и III	Коэффициент gcf в зависимости от fps,i для сваи-зонда
для эталонных свай типа II	для эталонных свай типа III	при песчаных грунтах	при пылевато-глинистых грунтах
£ 2000(200)	1,15	1,40	£ 20(2)	2,00	1,20	0,90
3000(300)	1,05	1,20	30(3)	1,65	0,95	0,85
4000(400)	1,00	0,90	40(4)	1,40	0,80	0,80
5000(500)	0,90	0,80	50(5)	1,20	0,70	0,75
6000(600)	0,80	0,75	60(6)	1,05	0,65	0,70
7000(700)	0,75	0,70	80(8)	0,80	0,55	-
10000(1000)	0,65	0,60	³ 120(12)	0,50	0,40	-
³ 13000(1300)	0,60	0,55	-	-	-	-

Частное значение предельного сопротивления забивной сваи в точке зондирования Fu, кН (тc), следует определять по формуле

Fu = Rs A + f h u, (25)

где Rs - предельное сопротивление грунта под нижним концом сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м2); f - среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, кПа (тс/м2); h - глубина погружения сваи от поверхности грунта около сваи, м; u - периметр поперечного сечения ствола сваи, м.

Предельное сопротивление грунта под нижним концом забивной сваи Rs кПа (тс/м2), по данным зондирования в рассматриваемой точке следует определять по формуле

Rs = b1 qs, (26)
где b1 - коэффициент перехода от qs, к Rs принимаемый независимо от типа зонда; qs - среднее значение сопротивления грунта, кПа (тс/м2), под наконечником зонда, полученное из опыта, на участке, расположенном в пределах одного диаметра d выше и четырех диаметров ниже отметки острия проектируемой сваи (где d - диаметр круглого или сторона квадратного, или большая сторона прямоугольного сечения сваи, м).

Среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности забивной сваи f, кПа (тс/м2), по данным зондирования грунта в рассматриваемой точке следует определять:

а) при применении зондов типа I - по формуле f = b2 fs; (27)

б) при применении зондов типа II или III - по формуле , (28)

где b2, bi - коэффициенты, принимаемые по табл. 15; fs - среднее значение сопротивления грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м2), определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления грунта на боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в пределах от поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения нижнего конца сваи в выбранном несущем слое; fsi - среднее сопротивление i -го слоя грунта на боковой поверхности зонда, кПа (тс/м2); hi - толщина i -го слоя грунта, м.

18. Классификация свайных фундаментов по характеру расположения свай (одиночные сваи, ленточные свайные фундаменты, «кусты» свай, свайное поле). Особенности совместной работы свай. Понятие о кустовом эффекте.
В тех случаях, когда с поверхности залегают слои слабых грунтов, не обладающих достаточной несущей способностью, чтобы служить основанием для фундаментов мелкого заложения проектируемого сооружения, возникает необходимость передачи нагрузки на более плотные грунты, расположенные на некоторой глубине. В этих условиях чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай.
Сваей называют погруженный в готовом виде или изготовленный в грунте стержень, предназначенный для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Группы или ряды свай, объединенные поверху распределительной плитой или балкой, образуют свайный фундамент. Распределительные плиты и балки, выполненные, как правило, из монолитного или сборного железобетона, называют ростверками. Ростверки воспринимают, распределяют и передают на сваи нагрузку от расположенного на фундаменте сооружения. Если ростверк заглублен в грунт и его подошва расположена непосредственно на поверхности грунта, то его называют низким свайным ростверком, если подошва ростверка расположена выше поверхности грунта—высоким свайным ростверком (рис. 11.1)

 

Рис. 11.1. Типы свайных ростверков:

а, б — низкий; в — высокий
Одиночные сваи применяют под отдельно стоящие опоры, когда несущей способности одной сваи достаточно для восприятия передаваемой на основание нагрузки. Разновидность одиночных свай, служащих одновременно и фундаментом, и колонной легкой надземной конструкции, называют сваей-колонной. Сваи-колонны широко применяют при строительстве легких сельскохозяйственных сооружений.
Свайным кустом принято называть фундамент, состоящий из группы свай. Число свай в кусте может быть различным, обычно не менее трех, хотя в отдельных случаях допускается устройство кустов и из двух свай. Свайные кусты устраивают под колонны сооружений и опоры, передающие значительные вертикальные нагрузки.
Если сваи в фундаменте расположены в один или несколько рядов, то такой фундамент называют ленточным свайным фундаментом. Ленточные свайные фундаменты устраивают под стены зданий и другие протяженные конструкции.
Если фундамент состоит из свай, расположенных в определенном порядке под всем сооружением, его называют сплошным свайным полем. Сплошные свайные поля устраивают под тяжелые сооружения башенного типа, имеющие ограниченные размеры в плане.

Рис. 11.3. Виды свайных фундаментов:

а — свайный куст; б — ленточный; в — сплошное свайное поле

Кустовой эффект - это взаимное влияние свай при небольшом расстоянии между ними. Работа свай в кусте отличается от работы одиночных свай. Осадка сваи в кусте превышает осадку одиночной сваи, поскольку сопротивляющиеся этому силы бокового трения полностью не мобилизуются.
Рассмотрим висячую сваю, погруженную в грунт и нагруженную силой Р. Возьмем точку М на поверхности сваи. Через частицу грунта, прилегающую к точке М, передается на сваю некоторая часть силы трения . По условию рав­новесия на эту частицу грунта будет передаваться некоторое давление от сваи . Сумма вертикальных давлений создает вокруг сваи напряженную зону, ограниченную конической поверхностью. В любой горизонтальной плоскости ниже острия сваи давление на грунт неравномерно и выражается эпюрой давле­ний, представленной на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Напряженное состояние грунта под сваями в зависимости от рас­стояния между ними

По данным А. А. Луга, радиус круга, в котором возникают напряжения в грунте от нагрузки сваи, равен

(2.1)

где: l - глубина погружения сваи; d - диаметр (сторона сечения) сваи; - угол распределения напряжений в грунте, принимаемый в среднем около 30° к вер­тикали.

Если отдельные сваи, составляющие свайный фундамент, распо­ложены достаточно далеко одна от другой, то эпюры давлений в грунте не пересекаютсяи несущая способность каж­дой сваи используется полностью. Если же сваи расставлены доста­точно часто, то эпюры давлений на грунт будут пересекаться. Такое пересечение эпюр до известной степени условно, по­тому что при частой расстановке свай силы трения вокруг каждой сваи возникнут неполностью.
Следовательно, при частом расположении сваи уменьшают свою несущую способность, и при проектировании свайных фундаментов с достаточно частым расположением свай необходимы дополнитель­ные расчеты, учитывающие действие кустового эффекта.
Практически при расчете свайных фундаментов из висячих свай кустовой эффект не определяют, но ведут расчет свайного фунда­мента в целом по второму предельному состоянию (по деформаци­ям) грунта основания.

19. Типы и конструкции ростверков. Безростверковые свайные фундаменты.
Ростверк – горизонтально расположенная часть свайного фундамента, воспринимающая и передающая нагрузку от стен здания (сооружения) на сваи. Кроме этого функциональное назначение ростверка состоит в равномерном распределении всех усилий посредством объединения отдельных свай в единую конструкцию. Именно поэтому важный момент при его устройстве – обеспечение особой жесткости узлов соединения. В зависимости от типа фундамента, особенностей геологического строения грунтов ростверк может отличаться:
- по месту расположения, то есть лежать на грунте, быть заглубленным или вообще не касаться земли;
- по виду материала; это может быть железобетон, бетон, металлические или деревянные конструкции,
- по исполнению: монолитный, сборно-монолитный, сборный.
Специалисты классифицируют различные типы ростверка по его положению относительно поверхности земли:
• заглубленный, когда нижняя плоскость ростверка располагается ниже поверхности земли в траншее, прорытой вдоль свай;
• повышенный, когда нижняя плоскость ростверка лежит на поверхности земли;
• высокий, когда расстояние от нулевой отметки до нижней плоскости ростверка составляет 15 и более сантиметров.
Конструкция ростверка, являющегося вторым элементом свайного фундамента, определяется целым рядом факторов. Она зависит от нагрузок и типа конструкций, опирающихся на фун­дамент, а также от расположения, количества и типа свай.

В настоящее время в жилищном и гражданском строитель­стве применяются сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Сборные ростверки являются наиболее индустриальной конструкцией, отвечающей современным требованиям полносбор­ного строительства.В зависимости от конструктивного решения свайных фунда­ментов -по-разному решается и цокольная часть здания.
Передача нагрузки от надземных частей здания на фунда­менты может осуществляться следующим образом:
- с помощью ростверка;
- непосредственно от стеновых панелей (без роствер­ков);
- комбинированным способом (через ростверк и частично через стеновые панели).
Конструкции ростверков выполняются в виде балок (ленточ­ный ростверк) либо в виде плиты (плитный или кустовой ро­стверк).

В жилищном строительстве - наибольшее применение полу­чили ленточные ростверки.
Кустовые (плитные) ростверки используются при возведе­нии крупнопанельных зданий, имеющих надземную часть в виде сборного железобетонного каркаса (здания серии 1-335, К-7 и т. п.).
Для зданий и сооружений промышленного назначения при­меняются как кустовые (плитные) ростверки, так и ленточные.
По расположению над поверхностью грунта ростверки разделя­ются на верхние и низкие.
Ростверк свайного фундамента в некоторых случаях может находиться непосредственно на грунте, так называемый низкий ростверк. В этом случае цокольные панели устанавлива­ются на ростверк.
Если до последнего времени в практике строительства использовались, как правило, монолитные ростверки, то в настоящеевремя находят все большее применение различные конструкции сборных ростверков.

Однако основными факторами, сдерживающими широкое внедрение сборных ростверков, является отсутствие сваепогружающих машин, обеспечивающих точное погружение свай в плане и по высоте. Ширина ростверка при однорядном расположении свай сечением 25 х 25 и 30 х 30 см принимается равной толщине стены, но не менее 30-50 см,а его высота не менее 30-40 см.

Для устройства свайных фундаментов в жилищном и граж­данском строительстве применяются следующие конструкции сборных ростверков.
Конструкция сборного ростверка на набивных сваях была предложена НИИОМСП АСиА УССР еще в 1959 г. при возведе­нии пятиэтажного крупнопанельного дома с поперечными несу­щими стенами, расположенными через 3,2 м.
Конструкция сборного ростверка представляет собой рандбалку сечением 40 х 50 см,длиной 5,5 м.Соединение элемента ростверка с сваей и между собой осуществляется с помощью четырех стержней, пропущенных через рандбалку. Поверх рандбалок устанавливают накладки, которые с помощью сварки сое­диняются с выпущенными концами арматуры стержней. После этого отверстия и накладки заливают цементным молоком.
Второй тип сборного ростверка, разработанный проектным институтом Фундаментпроект, представляет собой сборный железобетонный элемент в виде рандбалки сечением 40 х 50 см,длиной 3-5 м.
Для связи элементов ростверка между собой и со сваями в них при изготовлении закладывают стальные полосы, которые приваривают к каркасам арматуры элементов
Для обеспечения сопряжения элементов ростверка со сваями в торцах рандбалок оголяются стальные полосы и устанавли­ваются отрезки металлических уголков, вертикальную полку ко­торых приваривают к полосе, а горизонтальную - к стальному листу, расположенному над головой сваи.
Элементы ростверка соединяются между собой путем сварки металлических полос, расположенных в нижней части рандбал­ки, и металлических уголков, находящихся в верхней ее части.

Третий тип конструкций сборных ростверков разработан ин­ститутом Ленпроект.
Конструкция сборного элемента ростверка представляет со­бой типовой элемент (рандбалку) двух типоразмеров, распола­гаемый над трубчатыми сваями (рис. 5, а).
После забивки свай до проектной отметки головы свай выравниваются. Затем полость трубчатой сваи заполняется су­хим грунтом и песком; в верхней части сваи устраивается бетон­ная монолитная пробка. Она же служит для опирания роствер­ка. В местах соединения элементов ростверка между собой над головой сваи производится сварка выпусков арматуры рандбалок со стержнями арматуры, установленной в монолитную проб­ку. После сварки выпусков арматуры ростверка устанавливает­ся опалубка и производится омоноличивание стыка. Соединяют элементы ростверка под продольными и поперечными стенами сваркой.

Четвертый тип сборного ростверка получил применение при строительстве крупнопанельных зданий серии К-7 на свайных фундаментах. Конструкция сборного ростверка представляет собой железобетонный блок с двумя пирамидальными отверсти­ями.
На срубленные головы двух смежных свай устанавливается элемент сборного ростверка, имеющий соответственно располо­женные отверстия. До установки блока ростверка на сваях уста­навливаются инвентарные металлические столики, укрепляемые специальными болтовыми соединениями. После закрепления столиков на сваях устанавливается блок ростверка. Затем по­лость между сваями и блоком ростверка заполняют бетоном М 150.

 

Рис. 5 Конструкция сопряжений квадратных свай с круглой по­лостью и трубчатых свай с оголовками и ростверком: а - сопряжение балок ростверка со сваей; б - сопряжение балок роствер­ка между собой и со сваей; 1 - балка ростверка; 2 - отверстие в балке, заполненное бетоном; 3 - оголовок; 4 - полая круглая свая или квадрат­ная с круглой полостью; 5 - полость, заполненная песком; 6 - арматур­ные скобы

В практике строительства получили применение также кон­струкции сборных ростверков на бетонных оголовках-подушках. Для удобства монтажа ростверковых балок и стеновых па­нелей первого этажа, а также выравнивания отметок голов свай в их верхней части укладывают специальные сборные элементы-оголовки.
Существует два основных типа оголовков-подушек: «колокол» и «пробка».
Оголовок типа «колокол» разработан институтом Фундаментпроект; оголовок «пробка» - трестом Рязаньжилстрой.
Оголовок «колокол» надевается на сваю, оголовок «пробка» вставляется во внутреннюю полость сваи.
В связи с этим и области применения указанных оголовков различны: оголовок «колокол» - при квадратных сваях сплошного сечения и в квадратных сваях с круглой полостью; оголо­вок «пробка» - только в сваях с круглой полостью (рис. 5, б).

Безростверковые свайные фундаменты по сравнению с ростверковыми экономичны по стоимости, затратам труда и расходу материалов.
Наружные стены полносборных зданий при безростверковых фундаментах опирают на оголовки свай. Внутренние поперечные стены в подземной части здания заменены сваями с надетыми на них сборными оголовками типа «колокол». Ствол сваи заделывают в пирамидальное отверстие оголовка на глубину не менее 100 мм. По выровненной плоскости с оголовком укладывают плиты подвального перекрытия.

20. Назначение типа и глубины заложения подошвы ростверка, способа устройства, типа, длины и сечения свай.
Определение числа свай, их размещение в плане. Проверка напряжений в уровне нижних концов свай.
Глубину заложения подошвы ростверка назначают с учетом конструктивных особенностей подземной части здания (наличия подвала, технического подполья и т.д.), высоты ростверка и глубины сезонного промерзания грунтов.
Верх ростверков бесподвальных зданий принимается на 150 мм ниже планировочной отметки. В жилых и общественных зданиях с подвалом отметка подошвы ростверка под наружные стены равна отметке пола подвала, а под внутренние – отметка верха ростверка – отметке пола подвала. В производственных зданиях с подвалом отметка верха ростверка принимается равной отметке пола подвала.
Глубина заложения подошвы ростверка, в зависимости от глубины сезонного промерзания грунтов, принимается в соответствии с требованиями для фундаментов мелкого заложения. Высота ростверка под стену принимается для предварительных расчетов равной 300 мм, ширина не менее 400 мм. В ростверках свайных фундаментов каркасных зданий устраивается стакан под колонну, при этом высота ростверка должна быть такой, чтобы слой бетона ниже дна стакана был не менее 400 мм.

Размеры свай (длина и поперечное сечение) выбираются в зависимости от грунтовых условий строительной площадки и нагрузок на фундамент.
Сваи по условиям работы в грунте (в зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижним концом) подразделяются на сваи стойки и висячие сваи. Сваи, которые передают нагрузку нижним концом на практически несжимаемые грунты, относят к сваям стойкам. Практически несжимаемыми считаются скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем и глинистые грунты твердой консистенции (I_L < 0). Силы трения грунта по боковой поверхности свай стоек при расчете их несущей способности не учитываются.
Сваи, погруженные в сжимаемые грунты, относят к висячим. Висячие сваи передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом. Висячие сваи должны прорезать слабые грунты и заглубляться в малосжимаемые на величину не менее:
– в крупнообломочные грунты и пески крупные и средней крупности, а также в глинистые с показателем текучести I_L £ 0,1 на глубину не менее 0,5 м;
– в прочие виды нескальных грунтов – 1 м.
Предварительная длина висячих свай принимается с учетом этих требований в пределах 3-12 м с шагом 0,5 м, а размеры сечения от 20´20 см до 40´40 см. При выборе размеров свай следует исходить из того, что почти всегда (за исключением особых условий) рациональнее применять фундамент с меньшим числом длинных свай, чем фундамент с большим числом коротких свай. Окончательные размер свай уточняют после расчета их несущих способностей и определения количества свай в ростверке.

Длина свай назначается с учетом заделки в ростверк и должна быть увязана с типовой длиной. Сопряжение сваи с ростверком может быть шарнирным или жестким. При шарнирном сопряжении заделка сваи в ростверк осуществляется на 5-10 см. Жесткое сопряжение свай с ростверком предусматривается при расположении свай в слабых грунтах (рыхлых песках, глинистых грунтах текучей консистенции и т.д.) при действии на фундамент нагрузки с большим эксцентриситетом или при значительных горизонтальных нагрузках. В этом случае величина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 30 см (из них на 25 см оголяется арматура).
Количество свай в фундаментах предварительно определяют по формуле

, где – коэффициент, приближенно учитывающий вес ростверка и действие момента от горизонтальных сил, принимается ; – расчётная вертикальная нагрузка на фундамент, кН,; – минимальная несущая способность сваи по грунту или по материалу, кН; – коэффициент надёжности, принимаемый для фундаментов опор мостов с низким ростверком равным 1,4.

После определения числа свай их размещают в плане. Сваи можно располагать в рядовом или в шахматном порядке (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Схемы размещения свай: а – рядовой порядок; б – шахматный порядок

Расстояние между осями забивных вертикальных висячих свай должно быть не менее 3 d _св, а между осями свай-стоек – 1,5 d _св, и не более 6 d _св, где d _св – диаметр круглой или сторона квадратной сваи. Если сваи забиваются с наклоном, то расстояние между их осями в плоскости подошвы ростверка может быть сокращено до 1,5 d _св, а расстояние между осями свай в плоскости нижних концов должно выдерживаться не менее 3 d _св.
Расстояние от края плиты ростверка до ближайшей грани сваи должно быть не менее 25 см.

Предварительно распределение свай производится на минимальной площади подошвы ростверка

,

 

где , – соответственно ширина и длина опоры; – ширина обреза, принимаемая в пределах 0,3–0,5 м.

Если эта площадь будет недостаточна для размещения свай, то необходимо произвести увеличение размеров подошвы ростверка в пределах максимального угла развития 30° при принятой высоте ростверка.

Если же и новые размеры ростверка не позволят разместить требуемое количество свай, то необходимо или увеличить их длину и сечение с тем, чтобы увеличить несущую способность и, тем самым, уменьшить количество, или увеличить ширину и высоту ростверка путем заглубления и устройства уступов с соблюдением требования, чтобы линия, соединяющая внутренние ребра уступов, не отклонялась от вертикали на угол свыше 30°.

Высота ступеней принимается в пределах 1–2 м. Высота нижней ступени назначается из условия достаточной прочности на продавливание сваей не менее ,где – величина заделки свай в ростверк, м, которая должна быть не менее 2 d _св.

После размещения свай уточняются окончательные размеры ростверка.

Проверка напряжений на уровне нижних концов свай.

Схема к определениюнапряжений под подошвойусловного фундамента

или где

коэффициент надёжности

коэффициент надёжности по нагрузке

21. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
В последние годы в практике строительства успешно применяется новый метод устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах. Сущность его состоит в том, что котлованы под отдельные фундаменты не отрывают, а вытрамбовывают на необходимую глубину с последующим заполнением вытрамбованного котлована бетоном враспор или установкой сборного элемента фундамента.
В результате вытрамбовывания под котлованом и вокруг него образуется уплотненная зона. Вытрамбовывание котлованов производится после планировки застраиваемого участка путем срезки или подсыпки грунта до основания пола. Благодаря одновременному сочетанию в одном процессе уплотнения грунта и образования котлована, резко сокращаются объемы земляных работ, связанные с отрывкой и обратной засыпкой котлованов, а при бетонировании фундаментов враспор практически полностью исключаются опалубочные работы.
Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах по сравнению с обычными столбчатыми и ленточными фундаментами, а также свайными фундаментами, дает значительное снижение расхода бетона, арматуры, стоимости и трудоемкости работ по устройству фундаментов.
В настоящее время в строительстве применяют методы устройства столбчатых, ленточных прерывистых фундаментов, а также фундаментов в вытрамбованных котлованах с уширенной нижней частью, получаемой путем втрамбовывания жесткого материала (щебня, гравия, жесткого бетона) в дно вытрамбованного котлована.
Вытрамбовывание котлованов осуществляют путем сбрасывания с высоты 3 - 8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента, в одно и тоже место.

Для вытрамбовывания используют краны-экскаваторы, тракторы с навесным оборудованием, включающим направляющую стойку, сбросную каретку и трамбовку.
КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Возможность несложного изготовления трамбовок различных форм и размеров, доступность вытрамбовывания котлованов в разнообразных грунтах с различным взаимным расположением, объемов втрамбованного в них жесткого грунтового материала (щебень, гравий) и другие факторы обеспечили разработку и применение самых различных по конструкциям и методам устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах. Различные виды фундаментов в вытрамбованных котлованах показаны на рисунке 1.

1 - фундамент; 2 - уплотненная зона; 3 - стакан для установки колонны; 4 - втрамбованный жесткий грунтовый материал; 5 - 6 - дополнительные котлованы для создания несущего слоя; 7 - консоли; 8 - дополнительные котлованы под консоли; 9 - ростверк.
Рисунок 1 - Виды фундаментов в вытрамбованных котлованах:
а) с уплотненной зоной; б) с уширенным основанием; в) с несущим слоем; г) - д) с консолями; е) с ростверком; ж) ленточные, прерывистые; з) арочные.

Конструкции фундаментов в вытрамбованных котлованах подразделяются в зависимости от:
а) способа повышения несущей способности по грунту основания на фундаменты:
- с уплотненной зоной;
- с уширенным основанием;
- с несущим слоем;
б) характера взаимодействия с грунтом основания и взаимного расположения фундаментов:
- отдельно стоящие;
- ленточные сплошные;
- ленточные прерывистые;
- консольные;
- с ростверками;
в) метода и технологии вытрамбовывания котлованов под фундаменты:
- в уплотненном грунте;
- в оболочке из глинистого грунта;
- в оболочке из щебеночно-глинистого грунта;
г) способа возведения фундамента:
- монолитные;
- сборные;
д) глубины заложения фундаментов:
- неглубокого заложения, у которых отношение высоты фундамента к его ширине менее 1,5;
- глубокие, у которых это соотношение более 1,5.

Фундаменты с уплотненной зоной устраивают в котлованах, вытрамбованных трамбовками, которые имеют в плане форму квадрата, прямоугольника, шестиугольника или круга шириной по низу 0,4... 1,4 метра, по верху 0,7... 2 м, как показано на рисунке 2.
Обычно применяют трамбовки высотой 1... 2 м с конусностью (уклоном) боковых стенок 1:20... 1:5 с плоским дном; при вытрамбовывании котлованов в плотных грунтах целесообразно применять трамбовки с заостренным под углом 90... 120° нижним концом, за счет которого обеспечивается более интенсивное выпирание грунта в стороны и повышается эффективность вытрамбовывания котлованов.

Рисунок 2 - Основные виды трамбовок для вытрамбовывания котлованов

а) с плоской подошвой; б) с заостренной подошвой; в) удлиненные, для устройства фундаментов с уширенным основанием; г) то же, с уширенной верхней частью; д) для вытрамбовывания котлованов с использованием сваебойного оборудования.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах с уплотненной зоной устраивают как отдельно стоящие - для колонн каркасных зданий, так и ленточные прерывистые - для зданий с несущими стенами. Под колонны каркасных зданий котлованы для отдельно стоящих фундаментов вытрамбовывают квадратной в плане трамбовкой, размеры которой поверху назначают исходя из необходимости опирания колонн и фундаментных балок или только колонн. Для вытрамбовывания котлованов под ленточные прерывистые фундаменты рекомендуется применять прямоугольные в плане трамбовки с расположением длинной стороны вдоль фундамента.
Вытрамбованные котлованы с уширенным основанием устраивают с целью увеличения несущей способности фундаментов от вертикальных и горизонтальных нагрузок. При необходимости повышения несущей способности фундамента на вертикальные выдергивающие нагрузки вместо жесткого грунтового материала в дно котлована втрамбовывается жесткий бетон. Фундаменты с уширенным основанием устраивают одиночными, консольными, с ростверками из монолитного бетона, арочными, а также фундаменты с несущим слоем.
Фундаменты в вытрамбованных котлованах с несущим слоем устраивают удлиненными с использованием трамбовок, применяемых для вытрамбовывания котлованов под фундаменты с уширенным основанием. Несущий слой вокруг фундамента создается с целью повышения его несущей способности от вертикальной и горизонтальной нагрузок путем вытрамбовывания дополнительных, симметрично расположенных в плане относительно оси, двух-трех или реже четырех-шести котлованов. При необходимости повышения несущей способности фундаментов от горизонтальной нагрузки и моментов, действующих в одном направлении, устраивают два дополнительных котлована, а при действии в двух направлениях, а также с целью повышения несущей способности от вертикальных нагрузок выполняют три и более дополнительных котлованов в соответствии с проектом.
Фундаменты в вытрамбованных котлованах с консолями выполняют при необходимости опирания на них фундаментных балок, самонесущих стен и др. конструкций, требующих повышенных размеров верхней части фундамента. Котлованы под фундаменты с консолями вытрамбовывают удлиненными трамбовками, применяемыми обычно для устройства фундаментов с несущим слоем, или специально изготовленными трамбовками с консолями в верхней части. В первом случае, после вытрамбовывания в котлованах на необходимую глубину, вручную отрываются приямки под консоли, а затем втрамбовывают жесткий материал для создания уширения. Этот прием устройства фундаментов с консолями удобен тем, что используют обычно применяемые трамбовки, а консоли могут быть выполнены заданных размеров по месту.
Фундаменты в вытрамбованных котлованах с ростверками рекомендуется устраивать под двухветвевые железобетонные и металлические колонны, в местах температурных и температурно-усадочных швов, под колонны с большими горизонтальными нагрузками или с вертикальными нагрузками до 2500 - 4500 кН. Эти фундаменты состоят из двух или четырех фундаментов в вытрамбованных котлованах на расстоянии 1... 1,5 ширины трамбовки один от другого и ростверка.
Ленточные прерывистые фундаменты в вытрамбованных котлованах выполняют путем вытрамбовывания близко расположенных один от другого котлованов с последующим заполнением их монолитным бетоном враспор без опалубки.
Арочные фундаменты в вытрамбованных котлованах представляют собой конструкцию из отдельно удлиненных фундаментов с консолями-полуарками, которые при смыкании образуют сплошной ростверк под стены. Арочные фундаменты применяют под бескаркасные, жилые, гражданские, промышленные здания с несущими стенами с нагрузкой до 500 - 600 кН/м. Наличие непрерывного железобетонного ростверка обеспечивает возможность их широкого применения под крупнопанельные, кирпичные и крупноблочные здания и сооружения.
Фундаменты из сборных сплошных бетонных блоков в вытрамбованных котлованах выполняют путем вытрамбовывания котлованов на глубину 0,6... 0,95 от проекта глубины заложения фундамента, установки в вытрамбованный котлован сборного железобетонного блока и последующего погружения его до проектной отметки с помощью той же трамбовки.

 

21. Фундаменты в выштампованных котлованах.
К фундаментам налокально уплотненном основании относятся фундаменты в вытрамбованных(выштампованных) котлованах или траншеях, фундаменты из забивных блоков.
Характернойособенностью указанных типов фундаментов является наличие окружающей ихуплотненной зоны грунта, которая формируется при вытрамбовывании иливыштамповывании полостей в основании, погружении блоков путем забивки.
Глубину заложенияфундаментов следует принимать равной 0,5 - 1м.
Фундаменты должныиметь форму усеченной пирамиды с углом наклона граней к вертикали 5 - 10° иразмеры верхнего сечения, большие размеров нижнего сечения.
Применениемелкозаглубленных фундаментов в вытрамбованных (выштампованных) котлованах илитраншеях ограничивается следующими грунтовыми условиями: глинистые грунты споказателем текучести 0,2 - 0.7 и песчаные грунты (пылеватые и мелкие, рыхлые исредней плотности) при залегании подземных вод от подошвы фундаментов нарасстоянии не менее 1 м.
Применениезабивных блоков ограничивается следующими грунтовыми условиями: глинистыегрунты с показателем текучести 0,2 - 0,8 и песчаные грунты (пылеватые и мелкие,рыхлые и средней плотности; при уровне подземных вод, отстоящем отпланировочной отметки не менее чем на 0,5м.
При hfi > 10см (где hfi - расчётный подъём ненагруженного основания на уровнеподошвы фундамента при пучении грунта природной структуры) фундаменты ввытрамбованных (выштампованных) котлованах и забивные блоки следует жесткосоединять между собой фундаментными балками.
При hfi > 10см фундаменты в вытрамбованных (выштампованных) траншеяхследует армировать.

.Степень пучинистости грунтов следует учитывать при выборе типа фундамента испособа подготовки основания.

Рис.1. Зависимость относительной деформации пучения ε_fh от параметра R_f:

а) непучинистый;

б) слабопучинистый;

в) среднепучинистый:

г) сильнопучинистый;

д) чрезмерно пучинистый

1,2 - соответственносупеси и супеси пылеватые (0,02 < J_p ≤< 0,07);

3 - суглинки (0,02 < J_p ≤ 0,07);

4 - суглинки пылеватые(0,07 < J_р ≤ 0,13);

5 - суглинки пылеватые(0,13 < J_р ≤ 0,17);

6 - глины (J_p > 0,17).

Рис.2. Зависимость критической влажности W_cr от числа пластичности J_p и предела текучести грунта W_L.

ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУИРОВАНИЮ МЕЛКОЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ.

При строительстве на непучинистых грунтахмелкозаглубленные фундаменты устраиваются на выравнивающей подсыпке из песка,на пучинистых грунтах - на подушке из непучинистого материала (песокгравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень, котельный шлак идр.), которая может быть как врезной, так и устраиваемой на поверхности грунта.

Мелкозаглубленныеленточные фундаменты следует устраивать:

- на непучинистых ислабопучинистых грунтах - из бетонных (керамзитобетонных) блоков, уложенныхсвободно, без соединения между собой, из монолитного бетона, бутобетона,цементогрунта, бута или глиняного кирпича;

- на среднепучинистыхгрунтах при расчетном значении деформации пучения (подъема) ненагруженногооснования h_fl < 5см - из бетонных (керамзитобетонных) блоков, уложенныхсвободно, без соединения между собой или из монолитного бетона:

- на среднепучинистых(при h_fl > 5см) и сильнопучинистыхгрунтах - из сборных железобетонных блоков, жестко соединенных между собой, илииз монолитного железобетона;

-на чрезмерно пучинистыхгрунтах - из монолитного железобетона.

Насреднепучинистых (при h_fl > 5см), сильнопучинистых и чрезмерно пучинистых грунтахленточные фундаменты всех стен здания должны быть жестко соединены между собой вединую конструкцию - систему перекрестных балок.

Мелкозаглубленныестолбчатые фундаменты на среднепучинистых грунтах (при h_fl > 5 см),сильнопучинистых и чрезмерно пучинистых грунтах должны быть жестко соединенымежду собой фундаментными балками, объединенными в единую систему.

При устройствестолбчатых фундаментов необходимо предусматривать зазор между нижними гранямифундаментных балок и планировочной поверхностью не меньше расчетной деформации(подъема) ненагруженного основания.

При недостаточнойжесткости стен зданий, строящихся на сильнопучинистых и чрезмерно пучинистыхгрунтах, следует производить их усиление путем устройства армированных илижелезобетонных поясов в уровне перекрытий.

Секции зданий,имеющие разную высоту, следует устраивать на раздельных фундаментах.

Примыкающие кзданиям веранды на сильнопучинистых и чрезмерно пучинистых грунтах следуетвозводить на фундаментах, не связанных с фундаментами зданий.

Протяженные зданиянеобходимо разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которыхпринимается: для среднепучинистых грунтов (при h_fl > 5см) до 30м, сильнопучинистых - до 24м, чрезмерно пучинистых - до 18м.

Для обеспечениясовместной работы элементов мелкозаглубленных ленточных фундаментов следуетприменять конструктивные решения, приведенные на рис. 1.

Рис.1 Конструктивные решениясоединений элементов мелкозаглубленных ленточных фундаментов:
а) сборно-монолитный фундамент из железобетонныхблоков с выпусками арматуры;
б) фундамент из бетонных блоков с армопоясами;
в) фундамент из бетонных блоков с железобетоннымпоясом;
г) монолитный железобетонный фундамент. 1 -монолитный бетон; 2 - сборные железобетонные блоки с выпусками арматуры; 3 -армированные пояса; 4 - железобетонный пояс; 5 - монолитный железобетон.

23. Сваи-оболочки. Конструкции. Способы увеличения несущей способности.
Сваи-оболочки могут погружаться без выемки грунта из внутренней полости оболочки; с выемкой грунта; с применением подмыва или без него.
Железобетонные оболочки применяют для фундаментов мостов, гидротехнических и других сооружений в местах, где использование свай оказывается экономически менее выгодным или технически нецелесообразным (например, при строительстве эстакад значительной протяженности, в случае возведения фундаментов мостов в пределах глубоких водотоков и т. п.).
Свая-оболочка представляет собой железобетонный тонкостенный пустотелый цилиндр с обычной или предварительно напряженной продольной и спиральной поперечной арматурой. Такие оболочки готовят преимущественно отдельными секциями, длина которых определяется технологическими возможностями завода-изготовителя (или полигона), условиями транспортирования, а также грузоподъемностью кранового оборудования на строительной площадке. Как правило, длину секции оболочки принимают от 6 до 12 м.
Для предварительного укрупнения оболочек на строительной площадке и их наращивания в процессе погружения применяют специальные стыки различной конструкции.
Нижние концы оболочек обустраивают специальными наконечниками-ножами, конструкция которых зависит главным образом от местных геологических условий строительства.
Оболочки после погружения их в грунт могут быть заполнены бетоном или песком, а также оставлены в конструкции фундамента без заполнения их полости. В последнем случае сечения оболочек и их армирование определяются не только расчетом на монтажные нагрузки и динамические усилия от вибропогружателя, но и на эксплуатационные нагрузки.
Круглые сваи и сваи-оболочки наиболее рациональны при строительстве зданий и сооружений, воспринимающих значительные горизонтальные нагрузки, в слабых несвязных и слабосвязных грунтах,