Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Фундаменты глубокого заложения

Необходимость в таких фундаментах возникает тогда, когда несущие слои залегают настолько глубоко, что традиционные конструкции фундаментов (неглубокого заложения) становятся экономически не оправданными. Кроме того, мы прибегаем к устройству фундаментов глубокого заложения в тех случаях, когда в пределах одной и той же площадки имеются разнородные грунты, включения грунтовых слоев малой несущей способности (линзы глинистого грунта и торфяника), вызывающие опасность осадки фундаментов, особенно неравномерной осадки.

В многоэтажном строительстве конструкции фундаментов глубокого заложения в основном сводятся к свайным конструкциям. Свайные фундаменты представляют собой специфическую область строительного дела, а потому в настоящей книге мы ограничимся лишь кратким описанием их конструкций.

Если в подземных (инженерных) сооружениях сваи работают на растяжение и изгиб, то в многоэтажном строительстве применяют в основном сваи, работающие на сжатие. Эти виды свай можно подразделить на готовые сваи (железобетонные с обычным армированием и предварительно напряженные, стальные и деревянные) и набивные сваи (из бетона или железобетона).

Сваи, острия которых при погружении проходят через мягкие слои грунта достаточно глубоко, достигая слоев несущего грунта, называются материковыми, или сваями-стойками. Нагрузка в таких сваях частично передается также и посредством трения боковых поверхностей свай о грунт в верхних слоях основания.

Если сваи не достигнут глубоко расположенного несущего слоя грунта и нагрузка передается на грунт только лишь через боковые поверхности свай, то мы говорим о фундаментах из висячих свай. В этих случаях для того чтобы избежать опасности осадок, поверхность свай делают неровной и шероховатой, что увеличивает силу трения по поверхностям соприкосновения свай с грунтом.

Готовые сваи из обыкновенного или предварительно напряженного железобетона применяют только для ограниченной глубины заложения свайных фундаментов, так как длина свай зависит от наличия транспортных и сваебойных средств, которые могут быть применены на данной стройплощадке. Кроме того, такого рода конструкции следует применять лишь там, где вибрации и шум от сваебойных работ не могут причинить существенного вреда окружающей застройке и проживающему в районе строительства населению.

Грунтовые воды в обычных условиях не представляют собой опасности для железобетонных свай. Если же существует какое- либо опасение по поводу химической агрессивности грунтовой воды, то следует применять хорошо уплотненные бетоны на бедных известью цементах; кроме того, необходимо учитывать требования норм DIN 4030 «Бетоны для работы в агрессивных средах».

Стальные сваи можно изготовлять из прокатных стальных профилей, а также в виде трубчатых свай и свай коробчатого сечения с открытым или замкнутым концом. Сваи из прокатных профилей передают нагрузку на грунт в основном за счет трения поверхности сваи о грунт, а сваи трубчатого и коробчатого сечения — также и за счет трения своих внутренних поверхностей и благодаря тому, что на конце сваи образуется плотная грунтовая пробка. Таким образом, сваи из прокатных профилей работают как висячие сваи, а сваи коробчатого и трубчатого сечения практически работают сваи-стойки. Из-за малого сопротивления погружению таких свай вибрация при их забивании в грунт значительно меньше, чем при забивании железобетонных свай.

Для защиты от воздействия агрессивных сред металлические сваи снабжаются обсадными трубами из асбестоцемента или керамики, причем полость между сваей и обсадной трубой заполняется бетоном; пустоты полых свай после нанесения защитной окрзски также бетонируются.

Деревянные сваи в наше время применяют только для сооружений временного характера. Однако вплоть до начала XX в. для устройства свайных фундаментов использовались исключительно деревянные сваи, хорошо зарекомендовавшие себя как надежные и стойкие к гниению конструкции, особенно в условиях работы в водонасыщенном грунте или под водой (например, старинные здания в Амстердаме). Для деревянных свай использовалась древесина твердых пород (дуб), богатая смолами хвойная древесина (сосна, лиственница) или привозные тропические породы деревьев.

Так как в последнее время наблюдается понижение уровня грунтовых вод в городах, старые свайные фундаменты оказываются под угрозой и должны находиться под постоянным контролем и наблюдением специалистов. Ценные в историческом отношении объекты в таких случаях следует реставрировать, проводя специальные дорогостоящие восстановительные мероприятия (инъектирование бетона).

При устройстве набивных свай в грунт сначала забивается (или ввинчивается) обсадная труба, которая при последующем заполнении ее полости бетоном остается в грунте или выдергивается из него в процессе бетонирования. Существует множество систем набивных свай, применяемых в зависимости от вида грунтов или типа воздвигаемых сооружений.

Буровые конструкции набивных свай ввинчивают в грунт с помощью специальных устройств; для них не нужны тяжелые сваебойные копры, и поэтому их можно применять в неблагоприятных, стесненных условиях строительства. Так как погружение в грунт буровых свай не сопровождается вибрациями, целесообразно использовать эту технологию при устройстве свайных оснований в непосредственной близости от существующих зданий. При забивке свай, напротив, сотрясения грунта и сопутствующий шум неизбежны. Однако неоспоримое преимущество забивки свай заключается в лучшем уплотнении несвязных грунтов (см. примеры расчета свайных фундаментов).

А.Грассник, В.Хольцапфель, Бездефектное строительство многоэтажных зданий. — М.: Стройиздат, 1980

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики