Файл: Книга предназначается для студентов специальности Промышленное и гражданское строительстве.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 281
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Проектирование и устройство свайных фундаментов
Введение
Готовые забивные сваи. Сваи и свайные фундаменты
Несущая способность свай и свайных фундаментов
Оборудование для погружения свай
Работы по погружению свай
Вибрационные методы погружения свай
Свайные работы в особых условиях
Свайные фундаменты на вечномерзлых грунтах
Шпунтовые ограждения
Проектирование работ и организация труда
Набивные сваи. Виды и конструкции набивных свай
Устройство скважин. Машины для бурения скважин
Буронабивные сваи изготовленные сухим способом
Буронабивные сваи с уширенной пятой
Буронабивные сваи изготовляемые под глинистым раствором
Набивные сваи в скважинах, образованных без выемки грунта
ПРЕДИСЛОВИЕ
В книге рассмотрены вопросы проектирования и устройства свайных фундаментов. Подробно излагается технология производства свайных работ, при этом использован опыт московских организаций, КамГЭСэнергостроя и др. Вопросы проектирования свай и фундаментов на них изложены кратко, однако в объеме, достаточном для выполнения несложных расчетов и возможности конструирования на их основе.
Настоящая книга создана в результате переработки выпущенного в 1974 г. учебного пособия «Свайные работы» под ред. И. И. Косорукова. Целью этого издания является обновление материала с учетом достижений науки и производства за последние годы. Материал изложен с учетом новых строительных норм и правил СНиП Н-17—77. Изложение содержания повлекло за собой уточнение наименования книги.
Книга предназначается для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительстве» и других строительных специальностей в качестве пособия для
выполнения курсового и дипломного проектирования, а также работников проектных и строительных организаций.
Издание подготовлено коллективом авторов под общей редакцией заслуженного строителя РСФСР проф. И. И. Косорукова и проф. Л. Г. Дикыана.
Авторами отдельных глав книги являются: проф. И. И. Косоруков — предисловие и введение; канд. техн. наук доц. Н. Г. Самсонов — гл. 1, 2, § 1, 2 гл. 8 и § 5, 6 гл. 10; инж. С. Б. Беленький — гл. Зь-9 (кроме § 1, 2 гл. 8); проф. JI. Г. Дикман — § 1—4 гл. 10 и главы 12—15; канд. техн. наук доц. В. И. Сосков — гл. 11; проф. А. И. Кондратьев — § 3 гл. 9.
Авторы выражают благодарность рецензентам рукописи докт. техн. Наук проф. А. К. Сычеву и преподавателям кафедры «Технология строительного производства» МИСИ им. В. В. Куйбышева (зав. кафедрой заслуженный строитель РСФСР проф. Т. М. Штоль), замечания которых были учтены при подготовке книги к изданию.
Готовые забивные сваи. Сваи и свайные фундаменты
§ 1. Назначение и работа свай в грунте
Сван представляют собой погруженные в грунт или изготовленные в пробуренных в грунте скважинах тонкие стойки, которые передают нагрузку от сооружения на более плотные слои грунта. По длине сваи могут иметь постоянное сечение (призматические и цилиндрические) или переменное (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные). По форме поперечного сечения сваи различают квадратные, прямоугольные, круглые, треугольные, трубчатые, трапецеидальные.
Забитые в грунт сваи перекрывают балкой или плитой, называемой ростверком. Ростверк служит для взаимной связи свай между собой и обеспечивает выравнивание их осадки под нагрузкой. В зависимости от материала свай и положения постоянного уровня грунтовых вод ростверки выполняют из дерева, бетона или железобетона.
Различают свайные фундаменты с высоким и низким ростверком (1.1). При высоком ростверке подошва его не соприкасается с поверхностью грунта. Такие ростверки устраивают в тех случаях, когда поверхность грунта покрыта водой (например, при строительстве набережных, мостовых опор и т. д.). На высоких ростверках можно размещать также гражданские здания (например, при устройстве технического подполья).
В промышленном и гражданском строительстве чаще всего применяются низкие ростверки. Отметка заглубления низкого ростверка в грунт зависит от наличия подвалов и проходящих в них подземных коммуникаций, возможности пучения грунтов, глубины заложения соседних фундаментов и ряда других причин.
Вися ч и е с в а и, называемые также сваями трения, опираются острием на сжимаемые грунты и передают нагрузку на грунт как по площади поперечного сечения, так и по боковой поверхности свай, взаимодействующей с окружающим грунтом
§ 2. Основы классификации свай
Для устройства свайных фундаментов применяют сван, различающиеся по материалу, положению в вертикальной плоскости, форме поперечного и продольного сечений, способу изготовления и погружения в грунт. В зависимости от материала сваи могут быть деревянными, металлическими, бетонными и железобетонными.
В последнее время начали применять грунтобетонные, грунтовые и песчаные сваи, подробно рассматриваемые во втором разделе книги.
По положению в вертикальной плоскости различают сваи вертикальные и наклонные. Наклонные сваи служат для воспринятая горизонтальных нагрузок.
По условиям изготовления сваи подразделяют на две группы: сваи готовые (1.3, а, е), погружаемые в грунт забивкой, вдавливанием, ввинчиванием и т. д., и набивные сваи (1.3, б, в, г, д), изготовляемые непосредственно в скважине, предварительно пробуренной или пробитой в грунте.
Поперечное сечение свай может быть сплошным (полнотелые сваи) пли полым'(пустотелые сваи и сзаи-оболочки). Принципиального различия между пустотелыми сваями и сваями- оболочками нет. Обычно при диаметре (стороне) поперечного сечения сваи до 800 мм и наличии внутренней полости сваи называют пустотелыми. При тех же условиях, но при диаметре более 800 мм сваи относят к сваям-оболочкам.
Пустотелые сваи и сваи-оболочки могут быть с открытым пли с закрытым нижним концом, что сказывается на способе производства работ и на несущей способности сваи.
Для повышения несущей способности набивных свай в нижних концах их устраивают уширенные пяты (разбуриванием или камуф-летным взрывом). Уширенные пяты могут иметь и забивные сваи.
Для изготовления металлических свай используют цельнотянутые трубы диаметром 30—100 см и более. Иногда для этого применяют двухтавровые балки пли сваривают из двух шпунтпн корыт-ного профиля трубобетонные сваи. Трубы большого диаметра погружают в грунт чаще всего с применением подмыва. Погруженную в грунт трубу заполняют бетоном. Такая трубобетонная свая при опирании на твердый грунт может обладать несущей способностью 250—300 т.
Разновидностью металлических свай являются винтовые, которые могут иметь длину до 40 м, а диаметр винтовой лопасти до 2,4 м. Несущая способность винтовых свай достигает 400—500 тс. Их ввинчивают в грунт с помощью кабестана (особого вида лебедки).
Преимущество винтовых свай заключается в возможности быстрого ввинчивания без толчков и сотрясений. Кроме того, винтовые сваи одинаково хорошо сопротивляются сжатию и выдергиванию.
Опыт строительства в СССР показал, что в ряде случаев применять винтовые сваи экономически более выгодно, чем забивные железобетонные.
В последние годы разработаны конструкции свай, в которых металлическая оболочка заменена сборной железобетонной. Погружают такие сваи с помощью размещаемого внутри оболочки стального сердечника, который соединен с винтовой лопастью. После ввинчивания оболочки сердечник отсоединяют и используют для> погружения других свай. Ввиду того, что металлические сваи в зоне переменной влажности подвергаются коррозии, для защиты их окрашивают, обмазывают битумами, каменноугольными смолами, а также покрывают специальными антикоррозийными пленками.
Винтовые лопасти свай можно изготовлять из чугуна, стали, железобетона, пластмасс и стеклопластиков. Последние обладают большой механической прочностью, не подвержены коррозии и хорошо обрабатываются. Лопастям из стеклопластика можно придать любую форму, гладкую поверхность, что резко уменьшает коэффициент трения по грунту при ввинчивании сваи.
Готовые сван изготовляют нескольких типов, тогда как конструкции набивных свай весьма разнообразны. Возможно комбинирование различных методов устройства ствола свай и уширенной пяты.
§ 3. Характеристика отдельных видов забивных свай
Дер ев я ни ы_е... ев а и изготовляют из бревен хвойных пород. Такие сваи могут быть цельными, изготовляемыми из одного брев-ка, и срощенными по длине из двух бревен. Сращивать сваи более
чем из двух бревен не допускается (1.4). Применяют также пакетные сваи, сплоченные из нескольких цельных или срощенных по длине бревен или брусьев, а также клееные из досок толщиной 3—5 см.
Диаметр бревен для цельных и составных свай в тонком отрубе должен быть в пределах 22—34 см, а их длина — 6,5 и 8,5 м. Применять для деревянных свай брезна длиной более 8,5 м можно, только по соглашению с предприятием-изготовителем свай.
Применять деревянные сваи целесообразно в тех районах, где древесина является дешевым строительным материалом и при условии, что головы свай после срезки всегда будут находиться на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды. При устройстве ростверка из древесины верхняя плоскость деревянного ростверка также должна быть заглублена на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды.
Перед забивкой нижние концы деревянных свай заостряют, придавая им форму трех- или четырехгранных пирамид при общей длине заострения. 2
При изготовлении деревянных свай бревна очищают от коры, наростов и сучьев. Естественную конусность (сбег) бревен сохраняют.
Стыки бревен в срощенных по длине и в пакетных сваях устраивают впритык, соединяя их металлическими накладками или патрубками. Стыки бревен в пакетных сваях должны располагаться вразбежку на расстоянии друг от друга не менее 1,5 м.
Забивные железобетонные сваи и свап-оболоч-киТфименяют в различных конструктивных вариантах; изготовляют их из обычного или предварительно напряженного железобетона.
В настоящее время применяется номенклатура железобетонных свай сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола. Кроме квадратных свай изготовляют сваи прямоугольного сечения размерами 200><400 и 250X500 мм.
В последние годы НИИ оснований и подземных сооружений совместно с экспериментально-конструкторским бюро ЦНИИСКа разработаны конструкции свай без поперечного армирования, что позволяет уменьшить расход стали в 2—4 раза по сравнению с расходом ее на предварительно напряженные сваи других конструкций.
При изготовлении сваи предварительное напряжение продольной арматуры'производят в форме.
Испытания предварительно напряженных свай без поперечной арматуры показали, что их прочность и трещиностойкость практически не зависят от места размещения стержней арматуры и определяются только расположением центра тяжести сечения. По этой причине арматуру в сваях размещают в центральной зоне сечения.
Армирование свай лишь в центральной зоне позволяет сущест* венно сократить расход металла, поскольку арматуру нужно ставить только по расчету, а не по конструктивным соображениям. Главное же преимущество такого способа армирования — упрощение технологии изготовления свай. Вместе с тем отсутствие поперечной арматуры иногда приводит к поломке свай в процессе погрузки и транспортирования..
Армирование стволов свай без поперечной арматуры производят высокопрочной проволокой класса Вр-П диаметром 5 мм (по 2—3 нити), стержневой стальной арматурой класса A-IV, термически упрочненной сталью класса Ат-V ИЛИ прядевой арматурой из семнпроволочных прядей класса П-7.
Для изготовления свай без поперечного армирования ствола применяют бетон М300, причем прочность бетона при отпуске натяжения арматуры должна быть не менее 200 кгс/см2, т. е. не менее 70% проектной прочности.