Свайные фундаменты

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Люди издревле использовали свайные фундаменты при строительстве своих домов. Многие здания и даже хижины в регионах, затапливаемых водой, строились на деревянных сваях, возвышающих здания на несколько метров над уровнем земли. Свайные постройки служили надежным убежищем и от диких зверей, так как вход в жилище был поднят над землей. В древности сваи изготавливали и забивали в грунт вручную. Занятие это было далеко не простое и очень трудоемкое. Для того чтобы изготовить при помощи топора сотни свай (а под некоторые здания их требовалось тысячи), перевести их к месту постройки, вбить в почву, требовалось множество рабочих рук. Трудно себе представить, сколько дубовых свай было забито при строительстве Петербурга, если при перестройке Петропаловскои крепости в каменную (1706 - 1740 г.) потребовалось 40 тысяч свай. Эта перестройка длилась с перерывами более 30 лет.

В XIX веке был создан паровой копер, способный в течение одного часа забить 10 - 15 свай. Постепенно паровой копер был заменен на более современные конструкции, которые в настоящее время легко забивают сваи длиной 12 м и более.

Свайные фундаменты возводят на участках со слабым грунтом под здания в несколько этажей. Эти фундаменты дают возможность полностью исключить земляные работы в бесподвальных зданиях или сократить их объем при наличии технического подполья. Сваи принимают нагрузку от стен здания и сооружения и передают их нижележащим слоям грунта. Сваи либо забивают в грунт при помощи специальной сваебойной техники (забивные сваи), либо устраивают буро-набивные сваи, заполняя пробуренные скважины бетоном (набивные сваи). Требуемая длина свай заранее рассчитывается, но обычно в индивидуальном домостроении она составляет 4- 6 м.

ЗАБИВНЫЕ СВАИ

Свайные фундаменты устраивают в виде :

одиночных свай (под отдельно стоящие опоры);

лент (под стены зданий и сооружений);

кустов (под колонны) с расположением свай в плане в зависимости от геометрических размеров фундамента;

сплошного свайного поля, предназначенного для восприятия нагрузок от здания (под плиту).

Сваи могут быть вертикальными и наклонными. Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя все нагрузки от зданий и сооружений, равномерно распределяя их на сваи. Фрагмент свайного фундамента приведен на рис.1.

      
Рис.1. Фрагмент свайного фундамента:

1 - деревянные сваи в шахматном порядке

Различают сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки прорезают слабые верхние слои грунта и передают нагрузку на более плотные и прочные нижние горизонты.

Висячие сваи передают нагрузку за счет сил трения, возникающих между боковыми поверхностями сваи и уплотненным грунтом. Со временем грунт, как бы "засасывает" сваю, увеличивая силы бокового сцепления.

Забивные сваи изготавливают из железобетона, металла и дерева.

Деревянные сваи изготавливают из хвойных пород: сосны, кедра, лиственницы, реже из дуба. Диаметр деревянной сваи в тонком конце должен быть не менее 13 см. Нижний конец сваи заостряют на длину, равную 1,5-3 диаметра бревна, и на него надевают стальной наконечник - башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время его погружения в грунт. На верхний конец сваи надевают стальное кольцо - бугель, предохраняющий древесину от раскалывания и размочаливания во время ударов молота. У читателя может возникнуть сомнения по поводу долговечности деревянных свайных фундаментов. Они могут быть развеяны тем, что при строительстве многих мировых памятников архитектуры использовались деревянные сваи. Примером такого памятника может служить церковь Санта Мария делла Салюта, построенная в XVII веке, фундамент которой надежно покоится на 110 тысячах деревянных свай.

Железобетонные сваи чаще всего бывают квадратного сечения с заостренным концом и со стальным башмаком или обоймой на обратной стороне сваи. Железобетонные сваи могут быть с ненапрягаемой и предварительно напряженной арматурой. Размеры забивных железобетонных свай приведены в таблице1.

Металлические сваи изготавливают из проката различного профиля (труб, швеллера, двутавра и т.д.). Трубчатые сваи могут заполняться бетоном - трубобетонные сваи. Преимущество трубчатых свай заключается в их легкости и возможности забивки на большую глубину с наращиванием длины сваи по мере ее погружения. Разновидностью трубчатых свай являются винтовые сваи, которые завинчивают в грунт, повышая тем самым их несущую способность в несколько раз.

Таблица1

     
Забивные железобетонные сваи квадратного сечения (ГОСТ 19804.0-78)