8. Фундаменты глубокого заложения

Различают низкий свайный ростверк (когда головы свай за­глублены ниже поверхности грунта) и высокий свайный ростверк (больверк), когда верхние части свай находятся выше уровня грунта. Ростверком обычно называют подушку, которая связывает го­ловки свай в единый фундамент. Назначение ростверка — передача нагрузок от сооружения на сваи. Ростверки могут быть монолит­ные и сборные. Для свайных фундаментов в виде лент или кустов из двух-трех свай ростверки целесообраз­но устраивать сборными. Набивные сваи изготовляют в скважине, предварительно про­битой или пробуренной в грунте. Затем скважину заполняют бетоном и трамбуют его. Бетон, выходя из обсадной трубы, вдавли­вается в грунт. Чем слабее грунт, тем больше получаются утол­щения. При бетонировании и подъеме обсадной трубы необходимо следить за тем, чтобы бетонная масса все время заполняла ниж­нюю часть трубы. В противном случае в обсадную трубу может прорваться грунт, который нарушит монолитность сваи и резко снизит ее несущую способность. Набивные сваи можно усиливать арматурой, которую в виде каркаса опускают в скважину перед бетонированием. Для так называемых частотрамбованных свай скважины делаются путем забивки стальной трубчатой сваи, снабженной внизу чугунным башмаком, остающимся в грунте. Труба-оболочка после заполнения ее бетоном извле­кается под воздействием частых ударов специального молота. От ударов вверх оболочка постепенно извлекается, а от ударов вниз осаживается назад, но уже на меньшую величину. При этом удары, направленные вниз, уплотняют бетон, который втрамбовывается в окружающий грунт. Несущая способность частотрамбованных свай не уступает несущей способности свай, забиваемых в грунт. Преимущество буровых набивных свай заключается в том, что при их изготовлении не бывает сотрясений, которые могли бы повредить соседним зданиям или сооружениям. Недостатком набивных свай является трудность контроля за их качеством и необходимость выдерживания их до приобрете­ния проектной мощности. Кроме того, набивные сваи сильнее подвергаются агрессивному действию грунтовой воды в период твердения бетона. Деревянная свая — это обычное бревно, чаще всего сосновое или еловое. Длина свай бывает от 4 до 12 м, диаметр в тонком конце от 18 до 34 см. Бревно должно быть очи­щено от коры и сучьев и заострено. Заостренная часть должна иметь три-четыре грани. При забивке в плотные грунты деревян­ных свай на заостренных концах их монтируют металлические башмаки. Деревянные сваи необходимо защищать от гниения, особенно интенсивного в пределах колебания уровня грунтовых вод, т. е. там, где влажность древесины свай может меняться. Поэтому головы свай необходимо располагать ниже самого низкого уровня грунтовой воды. В тех случаях, когда в дальнейшем возможно понижение уровня грунтовой воды (устройство дренажа, канализации, местного осу­шения), применять деревянные сваи нельзя. Недостатком деревянных свай являются: малый срок службы в зоне переменной влажности грунта из-за загнивания, ограниченность ходового сортамента леса и недостаточная несущая спо­собность при особо тяжелых нагрузках. Для увеличения несущей способности деревянных свай можно соединить три-четыре бревна в пакеты. Ж\б сваи применяют независимо от уровня грунтовой воды. К недостаткам железобетонных свай следует отнести значи­тельный расход металла и возможность разрушения бетона под влиянием химически агрессивной, особенно соленой воды. Применяются ж\б сваи квадратного, многоуголь­ного и кольцевого поперечного сечения. Изготовляются они из бетона марки 200—300 с продольной рабочей арматурой и попе­речной арматурой в виде хомутов или спирали. В настоящее время применяются также железобетонные сваи с предварительно напряженной арматурой. На такие сваи тре­буется меньше арматуры, и они более трещиностойки. Ж\б сваи погружают в грунт забивкой, подмывом, вибрированием или завинчиванием. При забивке железобетонной сваи верх ее (голова) защищается специальным наголовником от повреждения бетона ударами – молота. Трубчатые (пустотелые) ж\б сваи диаметром от 0,3 до 2 м и даже до 9 м изготовляют на заводах сборного железобетона центробежным способом или в виброформах. Сваи погружают отд. звеньями, которые сваривают в торцах при помощи колец, связанных продольной арматурой, или же фланцевыми соединениями *на болтах*. Для погружения завинчива­нием эти сваи изготовляют с винтовыми лопастями внизу. Стальные сваи. Эти сваи бывают открытого профиля в виде стального проката или трубчатые. Стальные сваи погружают в грунт забивкой, вибрированием или завинчиванием. В последнем случае на нижнем конце сваи делается винтовая лопасть. Грунт, находящийся внутри полости трубчатой сваи, можно оставить в ней или же удалить и заменить бетоном (трубобетонные сваи). Применять стальные сваи из-за их высокой стоимости и боль­шого расхода стали разрешается лишь в исключительных слу­чаях, например, в очень плотных грунтах, в которые невозможно забить железобетонные сваи. Опускные колодцы. Погружаются под действием собственного веса по мере выемки грунта через верт. полость в колодце с помощью землеройных механизмов. Стенки опускного колодца достигают толщины до 1.5 м для придания опус. колодцу тяжести. При достижении проектной глубины полости колодца заполняют бетоном. Как правило колодцы изготавливают симметричными круговой, квадратной или прямоугольной формы. Для уменьшения трения о грунт наруж. верт. стенки выполняют уступами, а ниж. часть колодца заканчивают ножом. Сам колодец изготавливают, как правило, в том же месте, где и опускают на предварительно утрамбованный площадке на подставках. Удаление грунта при погружении производится грейферами, эрлифтами или гидроэлеваторами. По мере опускания колодца его наращивают, соотв-но увеличивая силу тяжести и вес колодца. В наст время опускные колодца применяют для устройства фундаментов под различные мосты и башни, а также ля подземных соор. При стр-ве подземных канализационных станций колодца опускают на глубину до 70 м. Использование опуск колодцев позволяет до min снизить объем земляных работ и избежать крепления стенок котлована.

Кессоны Редко, но в особо сложных условиях при наличии водонасыщенных грунтов, наличие различных валунов, деревьев, для возведения фундаментов применяют кессонный способ. Кессон представляет из себя жесткую конструкцию, имеющую потолок (1) и боковые стенки, расположенные в ниж части фундамента. В рабочее пространство (2) кессона непрерывно нагнетается сжатый воздух из компрессионной станции (5) с необходимым давлением, уравновешивающим давление столба воды высотой Н и обеспечивающим отсутствие воды в рабочей камере (2). Для сообщения с рабочей камерой с целью прохода людей и выемки грунта на пов-ть, подачи мат-ла и обор-я без понижения давления служит шлюзовый аппарат (4), устанавливаемый на шахтной трубе (3). Одновременно с разработкой грунта в рабочей камере и выдаче его на поверхность ведется кессонная кладка (6). Под действием собст веса фундамент постепенно опускается до проектной отметки, после чего рабочая камера, шахтный колодец закладываются бетонной кладкой.

Во время производства работ, в рабочей камере постоянно находятся люди, поэтому применяются редко.