Проектирование и устройство фундаментов из свай набивных с уплотненным основанием
Обновлено: 04.05.2024
Со временем от технологий устройства фундаментов, о которых идет речь, незаслуженно отошли (несмотря на обеспечиваемый применением таких фундаментов экономический эффект). Сегодня есть нормативный документ — Пособие П19-04 к СНБ 5.01.01-99 «Проектирование и устройство фундаментов из свай набивных с уплотненным основанием», регламентирующий и проектирование этих фундаментов с необходимыми расчетами, и само их устройство, и контроль качества их устройства. К сожалению, в настоящее время внедрение этих решений сильно сдерживает то, что в так называемый переходный период было разбазарено немало специализированной техники. В свое время ею было укомплектовано не менее 60% строительных организаций БССР, сегодня же она состоит на вооружении лишь считанных подрядных организаций Беларуси. Основание, на котором устраиваются подобные фундаменты, можно считать высоконесущим (как и сами фундаменты), так как при их устройстве сильно уплотняется грунт. Комбинируя их конструкции различным образом, можно достичь 30-тонной несущей способности. Впрочем, в последние годы немало таких фундаментов было устроено в белорусской сельской местности в ходе реализации программы строительства на селе. Это могут быть фундаменты с выштампованной пятой, а также без пяты, с микросваями, со стаканами под колонны. Есть опыт применения фундаментов с микросваями в жилых зданиях различной этажности — от 2 до 16 этажей, в промышленном строительстве. Но особенно перспективными они представляются при строительстве животноводческих комплексов.
Как известно, набивной штампованный фундамент с микросваями устраивается с использованием полого стального штампа, технология вдавливания коего в грунт позволяет обходиться без опалубки. Набивные свайные фундаменты — с микросваями, с уширенной пятой, в виде пирамидальной, конической, бипирамидальной сваи — позволяют (при условии четкой организации и бесперебойной подачи бетона) развивать очень высокую производительность при возведении нулевого цикла. В свое время в Москве силами строительного треста №27 (Лида) было возведено 7 высотных гаражей. Эти стройки явились крепкой проверкой эффективности технологии, о которой идет речь — там набивные свайные фундаменты очень хорошо себя зарекомендовали, и стало ясно, что и на родине можно продолжать успешно их применять, в том числе в жилищном строительстве, особенно в каркасном. Нужно сказать, что на базе обычно имеющейся в подрядных организациях строительной техники (гидромолоты, экскаваторы, тракторы «Беларус») вполне возможны индустриальные технологии устройства набивных свайных фундаментов с изготовлением набивных свай в пробитых скважинах.
Итак, при наличии нормативной базы, необходимых техники и оснастки препятствий на пути внедрения и распространения данной технологии быть не должно. Как уже было сказано, это обещает немало экономических выгод, на каковой аспект при проектировании фундаментов почему-то стали обращать меньше внимания. Нельзя, борясь за снижение стоимости квадратного метра, в то же время применять дорогостоящие фундаменты. И нельзя все время, от объекта к объекту, применять одни и те же фундаменты, не сообразуясь с особенностями площадок и самих будущих зданий. Любая строительная площадка есть плацдармом использования творческого потенциала проектного коллектива, подрядной организации. Поэтому лучше не забывать о том, что стоимость нулевого цикла может достигать 20% стоимости строительства.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 36 за 2008 год в рубрике материалы и технологии
СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Design and construction of pile foundations
1 РАЗРАБОТАН Государственным федеральным унитарным предприятием "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова" (НИИОСП) Госстроя России
ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России
2 ОДОБРЕН для применения постановлением Госстроя России N 96 от 21 июня 2003 г.
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНА поправка*, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 5, 2005 г.
* См. ярлык "Примечания".
Поправка внесена изготовителем базы данных.
Свод правил по проектированию и устройству свайных фундаментов разработан в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87.
Свод правил устанавливает требования к проектированию и устройству различных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и для различных видов строительства.
Разработан ГУП НИИОСП им.Герсеванова (д-р техн. наук В.А.Ильичев - руководитель темы; доктора техн. наук: Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: Ю.А.Багдасаров, A.M.Дзагов, Х.А.Джантимиров, В.Г.Буданов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, Л.Г.Мариупольский, В.В.Михеев, Ю.Г.Трофименков, В.Г.Федоровский, П.И.Ястребов).
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий Свод правил (СП) распространяется на свайные фундаменты вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений.
СП не распространяется на проектирование и устройство свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе при глубине погружения опор более 35 м.
Свайные фундаменты зданий и сооружений, возводимых в районах с наличием или возможностью развития опасных геологических процессов (карстов, оползней и т.п.), следует проектировать с учетом дополнительных требований соответствующих нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем России.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем Своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:
СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах
СНиП II-23-81* Стальные конструкции
СНиП II-25-80 Деревянные конструкции
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия
СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты
СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы
СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные
СНиП 3.01.01-85* Организация строительного производства
СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия
СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
СНиП 23-01-99* Строительная климатология
СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения
СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения
СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства
СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства
СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства
ГОСТ 5686-94 Грунты. Методы полевых испытаний сваями
ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 18105-86* Бетоны. Правила контроля прочности
ГОСТ 19804-91 Сваи железобетонные. Технические условия
ГОСТ 19804.2-79* Сваи забивные железобетонные цельные сплошные квадратного сечения с поперечным армированием ствола с напрягаемой арматурой. Конструкция и размеры
ГОСТ 19804.3-80* Сваи забивные железобетонные квадратного сечения с круглой полостью. Конструкция и размеры
ГОСТ 19804.4-78* Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола. Конструкция и размеры
ГОСТ 19804.5-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры
ГОСТ 19804.6-83 Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные составные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры
ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20276-99 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
Термины с соответствующими определениями, используемые в настоящем Своде правил, приведены в приложении А.
Наименования грунтов оснований зданий и сооружений приняты в соответствии с ГОСТ 25100.
4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1 Свайные фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района строительства;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;
г) действующих на фундаменты нагрузок;
д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов.
4.2 При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.
При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.
4.3 При проектировании следует учитывать местные условия строительства, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в аналогичных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условиях. Для этого должны быть выявлены данные о производственных возможностях строительной организации, ее парке оборудования, ожидаемых климатических условиях на весь период строительства и т.п.
Данные о климатических условиях района строительства должны приниматься в соответствии со СНиП 23-01.
4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в приложении Б.
4.5 При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.
4.6 Инженерные изыскания для строительства, работы по проектированию свайных фундаментов и их устройству должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.
4.7 Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерных изысканий, выполненных в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105 и раздела 5 настоящего СП.
Выполненные инженерные изыскания должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий нового строительства, но и получение необходимых данных для проверки влияния устройства свайных фундаментов на существующие здания и сооружения и окружающую среду, а также для проектирования, в случае необходимости, усиления оснований и фундаментов существующих сооружений.
Проектирование свайных фундаментов без соответствующего и достаточного инженерно-геологического обоснования не допускается.
4.8 При использовании для строительства вблизи существующих зданий и сооружений забивных или вибропогружаемых свай, а также свай с камуфлетной пятой, образуемой взрывом, необходимо производить оценку влияния динамических воздействий на конструкции существующих зданий или сооружений, а также на находящиеся в них чувствительные к колебаниям машины, приборы и оборудование, и в необходимых случаях предусматривать измерения параметров колебаний грунта, сооружений, а также подземных коммуникаций при опытном погружении и изготовлении свай.
4.9 В проектах свайных фундаментов необходимо предусматривать проведение натурных измерений (мониторинг). Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в зависимости от уровня ответственности сооружения и сложности инженерно-геологических условий (раздел 16).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И УПРОЧНЕННЫХ ОСНОВАНИЙ ИЗ НАБИВНЫХ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ
Design and performance of the pile foundations with compaction piles and bases, improved by carring out compaction piles in rammed holes
Дата введения 2010-01-25
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ Р 1.0-2004. - Примечание изготовителя базы данных.
Сведения о стандарте:
1. РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН: лабораторией оснований и фундаментов на просадочных грунтах НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - института ОАО "НИЦ "Строительство" и группой специалистов (главн. научн. сотр., д-р техн. наук, проф. Крутов В.И., зав. лаб., канд. техн. наук Когай В.К., вед. научн. сотр., канд. техн. наук Попсуенко И.К.); кафедрой оснований и фундаментов Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС) и ООО "НОВОТЕХ" (зав. каф. ПГУАС, ген. директор ООО "НОВОТЕХ", канд. техн. наук, проф. Глухов B.C.) при участии ОАО НВСП "Техпрогресс" (ген. директор, канд. техн. наук Арутюнов И.С.)
2. РЕКОМЕНДОВАН к ПРИНЯТИЮ научно-техническим советом НИИОСП им. Н.М.Герсеванова и Ученым советом ПГУАС
3. УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО "НИЦ "Строительство" 28.12.2009 N 27
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
В последние десятилетия сформировалось и весьма успешно развивается новое направление в фундаментостроении - устройство фундаментов в уплотненном грунте. К этому направлению относятся фундаменты:
а) мелкого заложения - в вытрамбованных котлованах; из забивных пустотелых и сплошных блоков. Эти фундаменты устраиваются различных форм и видов, в том числе с уширенным основанием, несущим слоем, спаренные, с консолями, ленточные прерывистые, арочные и др.;
б) глубокого заложения, выполняемые из набивных свай в пробитых скважинах с последующим заполнением их бетонной смесью, а также обычные столбчатые, ленточные, плитные фундаменты, устраиваемые на упрочненных (искусственных) основаниях, выполняемых путем пробивки скважин с последующим их заполнением не только местным грунтом, но и жестким грунтовым материалом с уплотнением тем же пробивным снарядом.
Высокая эффективность применения свайных фундаментов из набивных свай в пробитых скважинах, а также особенности взаимодействия свай с грунтом основания, так же, как и фундаментов в вытрамбованных котлованах и из забивных блоков, определяются и характеризуются тем, что:
- в процессе пробивки скважин вокруг и под ними образуются уплотненные зоны грунтов с повышенными значениями их прочностных и деформационных характеристик;
- путем втрамбовывания в дно пробитой скважины жесткого грунтового материала или сухой бетонной смеси образуется уширенное основание диаметром, превышающим диаметр скважины до 1,5-2 раз;
- передача нагрузки от свай на грунт основания как по их подошве, так и по боковой поверхности происходит вначале на более прочный, а затем менее прочный грунтовый материал при одновременном последовательном увеличении площади взаимодействия более прочного материала с менее прочным.
Благодаря отмеченному выше, наиболее полно используется несущая способность грунтов основания и материала свай. В частности, по сравнению с забивными железобетонными сваями удельная несущая способность бетона свай в пробитых скважинах с уширенным основанием повышается до 2-3 раз.
Однако широкое применение свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах сдерживается вследствие отсутствия по ним соответствующих рекомендаций и требований по проектированию и устройству этих видов фундаментов и оснований.
Данный стандарт разработан:
в соответствии и в развитие требований действующих СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01, СНиП 2.02.03, СНиП 3.02.01, СП 50-101, СП 50-102 и др. нормативных документов;
с учетом результатов крупномасштабных полевых исследований рассматриваемых видов фундаментов и оснований;
опыта проектирования, устройства свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах, а также результатов эксплуатации зданий и сооружений, возведенных на этих фундаментах и основаниях.
В дополнение к данному стандарту подготовлено "Пособие по проектированию и устройству свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах".
При использовании данного стандарта необходимо заключить договора со следующими организациями:
а) НИИОСП им. Н.М.Герсеванова на:
- разработку проекта или технических решений по применению свайных фундаментов либо упрочненных оснований по данному СТО для конкретных грунтовых условий, а также проектируемых зданий и сооружений;
- приобретение чертежей навесного оборудования на грузоподъемные и др. механизмы для пробивки скважин;
б) ООО "НОВОТЕХ" на:
- выполнение всего комплекса работ по проектированию и устройству свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах.
1 Основные положения и область применения
1.1 Настоящий стандарт распространяется на проектирование и устройство свайных фундаментов, а также упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах.
Свайные фундаменты и упрочненные основания из набивных свай в пробитых скважинах в соответствии с данным стандартом выполняются одним и тем же оборудованием, по практически аналогичной технологии и отличаются между собой в основном видом материала, заполняющего пробитые скважины.
Стандарт предназначается для строительства жилых, общественных, промышленных и др. зданий и сооружений как на обычных, так и на специфических (просадочных, засоленных, насыпных, намывных, пучинистых и др.) грунтах, в том числе в особых условиях (на подрабатываемых, закарстованных территориях, сейсмических районах и др.).
1.2 К упрочненным основаниям, рассматриваемым в данном стандарте, относятся:
а) уплотненные основания грунтовыми сваями (глубинное уплотнение), в которых пробитые скважины заполняются местным и, как правило, глинистым или песчаным грунтом с послойным уплотнением;
б) армированные основания вертикальными сваями, устраиваемыми в пробитых скважинах с последующим заполнением их с послойным уплотнением жестким грунтовым материалом, в качестве которого обычно используются: щебень из камня твердых пород; крупнообломочные (галечниковые, гравийные) грунты; крупные пески; отходы от разрушенных строительных материалов (бетонных, бутовых, кирпичных); шлаки с устойчивой от распада структурой; жесткая (тощая) бетонная смесь на крупном заполнителе и т.п.;
в) комбинированные основания, включающие упрочненные основания грунтовыми сваями либо армированием, и набивные бетонные сваи.
В комбинированных основаниях глубинное уплотнение грунтовыми сваями или армирование грунтов обычно предназначается для устранения просадок лессовых грунтов от их собственного веса или доуплотнения насыпных, намывных и др. слабых грунтов либо для подготовки оснований под полы, фундаменты технологического оборудования, а набивные бетонные сваи выполняются под наиболее нагруженными фундаментами зданий и сооружений.
1.3 Пробивка скважин под набивные сваи выполняется ударным способом с помощью специального навесного оборудования на грузоподъемные и др. машины путем погружения обсадной трубы или без нее свободным сбрасыванием пробивного снаряда.
На заключительном этапе пробивки для создания уширенного основания в дно скважин отдельными порциями втрамбовывают жесткий грунтовый материал.
1.4 Область применения свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах определяется особенностями грунтовых условий площадок строительства, конструкциями проектируемых зданий и сооружений, нагрузками на фундаменты, а также влиянием динамических воздействий при пробивке скважин и выполнении уширенных оснований на близкорасположенные существующие здания и сооружения окружающей застройки.
1.5 В зависимости от особенностей грунтовых условий площадок строительства свайные фундаменты и упрочненные основания из набивных свай в пробитых скважинах наиболее целесообразно применять в хорошо уплотняющихся глинистых и иногда песчаных грунтах с низкими значениями плотности, прочностных и деформационных характеристик, с влажностью, близкой к оптимальной.
1.6 Исходя из конструктивных особенностей зданий и сооружений свайные фундаменты из набивных свай в пробитых скважинах следует применять практически для любых зданий и сооружений как по их назначению, конструктивной схеме, так и нагрузкам от колонн, стен и др. конструкций.
1.7 С учетом влияния динамических воздействий на близкорасположенные здания и сооружения набивные сваи в пробитых скважинах с применением пробивных снарядов массой 3-6 тс допускается выполнять при расположении свай на расстояниях не менее:
- 10 м от зданий и сооружений, находящихся в удовлетворительном состоянии и не имеющих трещин в стенах и других конструкциях;
- 15 м от зданий и сооружений, имеющих трещины в стенах и др. конструкциях шириной раскрытия не более 0,5 мм, длиной до 0,5 м и находящихся в удовлетворительном состоянии, а также от инженерных водонесущих коммуникаций, выполненных из чугунных, керамических, асбестовых, железобетонных труб с жесткими стыками.
В отдельных случаях следует предусматривать выполнение опытных работ по специальной программе с измерением параметров колебаний грунта, отдельных элементов конструкций зданий, сооружений и подземных коммуникаций.
1.8 Свайные фундаменты и упрочненные основания из набивных свай в пробитых скважинах должны проектироваться на основе и с учетом:
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района, возможности развития карстово-суффозионных, оползневых и других процессов;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности зданий и сооружения и условия их эксплуатации;
г) действующих нагрузок на фундаменты;
д) существующей застройки и влияния на нее нового строительства, принятых технологий производства работ;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов, а также физико-механических свойств материалов фундаментов.
1.9 Результаты инженерных изысканий наряду с общими требованиями СНиП 11-02, СП 11-105, СП 50-101, СП 50-102 и других нормативных документов, согласно которым они должны включить бурение скважин, лабораторные исследования грунтов (ГОСТ 5180, ГОСТ 12248, ГОСТ 12536, ГОСТ 23161), полевые испытания их статическим зондированием, прессиометрами, штампами, сваями и содержать:
данные, необходимые для выбора типа фундаментов, в том числе свайного, и проведения их расчетов с учетом прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов (СНиП 2.06.15), виды и объемы инженерных мероприятий по ее освоению;
достаточные материалы по выбору типа свай, их размеров, расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, и проведению расчетов свайных фундаментов по двум группам предельных состояний с учетом уплотнения грунта основания;
при применении упрочненных оснований - результаты по исследованию уплотняемости всех видов (ИГЭ) грунтов оснований с определением для них максимальной плотности и оптимальной влажности , деформационных и прочностных характеристик уплотненных грунтов до заданных значений коэффициентов уплотнения (ГОСТ 22733).
1.10 В проектах свайных фундаментов и упрочненных оснований следует предусматривать:
статические испытания опытных свай и отдельных элементов (фрагментов) упрочненных оснований;
проведение натурных измерений (мониторинг по ГОСТ 24846).
Состав, объем и методики статических испытаний и мониторинга назначаются в зависимости от уровня ответственности сооружения; сложности инженерно-геологических условий площадки строительства; опыта применения принятых конструкций и технологий устройства свай и упрочненных оснований.
1.11 При проектировании и устройстве свайных фундаментов и упрочненных оснований из набивных свай в пробитых скважинах необходимо:
соблюдать требования нормативных документов по организации строительного производства, геодезическим работам, техники безопасности при производстве строительно-монтажных работ и по охране окружающей среды;
выполнять входной, операционный и приемочный контроль, руководствуясь СНиП 3.02.01.
2 Виды свай, фундаментов и упрочненных оснований
2.1 Набивные сваи в пробитых скважинах, рассматриваемые в данном стандарте, по условиям взаимодействия с грунтом основания относятся к висячим и различаются по: способу пробивки скважин; виду материала для их заполнения; способу повышения несущей способности.
2.2 В зависимости от способа пробивки скважин набивные сваи подразделяются на сваи, выполняемые:
а) без обсадки скважин в суглинках и глинах с природной влажностью, близкой к оптимальной, и степенью влажности 0,65, а при низкой влажности после предварительного их доувлажнения до оптимальной влажности, а также при отсутствии в пробиваемой толще грунтов прослоек песчаных грунтов и маловлажных супесей с числом пластичности 0,04;
б) с обсадкой скважин инвентарными трубами, нижний конец которых закрыт пробивным снарядом или бетонной пробкой, с последующей пробивкой бетонной пробки в дно скважины при подвешенной обсадной трубе;
в) в предварительно пробуренных лидерных скважинах в случаях выполнения свай в грунтовом массиве, характеризующемся залеганием, особенно в верхней зоне, плотных грунтов.
2.3 По виду материала, заполняющего пробиваемую скважину, набивные сваи подразделяются на:
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ВОЗВЕДЕНИЮ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ НАБИВНЫХ ШЛАКОГРУНТОЦЕМЕНТЫХ СВАЙ В ПРОСАДОЧНЫХ ЛЕССОВЫХ ГРУНТАХ
В Рекомендациях изложена технология изготовления свай и подземных сооружений на базе отвальных доменных шлаков металлургической промышленности.
Рекомендации составлены в развитие главы СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты, Руководства по проектированию свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах, ГОСТ 5686-78* Сваи. Методы полевых испытаний, главы СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений, Руководства по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 5686-94, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
Настоящие Рекомендации разработаны на основе исследований, выполненных ВНИИОСП совместно с УКСом Запорожского Горисполкома, ГПИ Запорожпромстройпроект, Запорожским управлением Донецкспецстроя на площадках Главзапорожстроя. При составлении рекомендаций учтены результаты исследований НИИЖБ, института Фундаментпроект, НИИСК, РИСИ, Среднеазиатского филиала ВНИИОСП и дополнительные исследования Запорожского отдела БВ ВНИИОСП.
Рекомендации разработаны ВНИИОСП (д-р техн. наук В.Е.Соколович, канд. техн. наук Ю.А.Грачев), БВ ВНИИОСП (инженер Н.И.Руденко, канд. техн. наук В.Г.Буданов, инженеры В.Е.Очеретный, П.Н.Цыганков, О.Г.Пересыпко) при участии УКСа Запорожского Горисполкома (инж. Э.П.Чихачев), Запорожпромстройпроект (инж. Г.М.Михайленко), ЗСУ Запорожспецстрой (инж. О.П.Левшун), Главзапорожстрой (инженеры С.Я.Киреев и Н.И.Сур).
Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников строительных, проектных организаций и предприятий стройиндустрии и строительных материалов.
Рекомендации одобрены Научно-техническим советом института и рекомендованы к изданию.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации содержат требования по проектированию и устройству свайных фундаментов и подземных сооружений из шлакогрунтоцемента для зданий и сооружений, возводимых на просадочных грунтах с замачиванием.
1.2. При проектировании свайных фундаментов из шлакогрунтобетона в просадочных грунтах следует руководствоваться требованиями глав СНиП 2.02.03-85 (1), СНиП 2.02.01-83 (2), СНиП 2.03.01-84* (4) и настоящими Рекомендациями.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СНиП 52-01-03, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
1.3. Проектирование свайных фундаментов и подземных сооружений производится на основе данных инженерно-геологических и гидрогеологических исследований строительной площадки, выполненных в соответствии с требованиями действующих нормативных документов и настоящих Рекомендаций.
1.4. Настоящие Рекомендации распространяются на устройство свайных фундаментов и подземных сооружений под промышленные и гражданские здания I, II, III классов.
1.5. При устройстве свайных фундаментов в просадочных грунтах следует руководствоваться требованиями глав СНиП III-15-76* (6), СНиП III-4-80** (7) и настоящими Рекомендациями.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 3.03.01-87, здесь и далее по тексту.
1.6. Шлакогрунтоцемент представляет собой смесь щебня из отвального шлака, грунта, цемента и воды. После перемешивания компонентов между собой смесь превращается к 28 сут в прочный камнеподобный материал. Через год прочность шлакогрунтоцемента дополнительно увеличивается на 70-100%.
1.7. Набивные сваи изготавливаются по технологии, аналогичной глубинному уплотнению грунтов грунтовыми сваями. Закладочным материалом является шлакогрунтоцемент. Вокруг скважины при пробивке их ударным снарядом образуется уплотненная зона грунта. В пределах этой зоны повышается удельный вес, улучшаются деформационные характеристики и ликвидируются просадочные свойства грунта.
Уплотненное основание, опорная пята и уширение ствола набивной сваи на любой отметке создаются путем засыпки в пробитую скважину жесткого шлакогрунтоцемента (или других твердеющих смесей) отдельными порциями высотой (1,5-2,0, где - диаметр скважины) с уплотнением каждой порции ударом до отказа или до отметки первоначальной глубины скважины.
Диаметр пяты и уширение зависят от расхода утрамбованного шлакогрунтоцемента.
После образования опорной пяты или уширения скважина заполняется шлакогрунтоцементом на 1,5-2 с уплотнением ударом снаряда. При необходимости оголовок сваи армируется.
В результате получается конструкция сваи (рис.1), аналогичная забивной, но с уширенной пятой и уплотненным грунтовым ядром в основании, развитой гофрированной боковой поверхностью с защитным грунтовым кольцом (рубашкой) вокруг нее; конструкция имеет высокую несущую способность по грунту и материалу. Ствол сваи защищен от влияния отрицательного трения грунтовой рубашкой.
Рис.1. Набивные сваи в пробивных скважинах при опирании в несущий слой (а), при армировании массива (б) и при обводненном основании (в):
1 - ствол сваи; 2 - опорная пята; 3 - уплотненное грунтовое ядро; 4 - несущий слой; 5 - уплотненная зона грунта (рубашка)
1.8. Проходка скважины и изготовление сваи осуществляются одним и тем же ударным снарядом на базе станка ударно-канатного бурения БС-1М. Диаметр снаряда 325-425 мм. Масса 30 кН.
1.9. Набивные сваи с пробивкой скважин ударным способом целесообразно применять в просадочных грунтах при отсутствии труднопроходимых грунтов в гравийно-песчаных, песчаных и супесях, а также в обводненных и связных грунтах со степенью влажности более 0,7.
1.10. Шлакогрунтоцемент должен удовлетворять требованиям раздела 3 настоящих Рекомендаций.
2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШЛАКОГРУНТОЦЕМЕНТА
Свойства шлакогрунтоцемента зависят от состава компонентов, крупности заполняемого щебня, вида грунта, марки цемента, содержания воды в смеси, степени уплотнения и условий хранения материалов.
2.2. В качестве вяжущих для изготовления набивных шлакогрунтоцементных свай, предназначенных для армирования массивов, допускаются алитовые цементы марки 200 и ниже, а также местные вяжущие и другие активизаторы, отвечающие требованиям работы конструкции в данных эксплуатационных условиях.
2.3. При наличии агрессивных грунтовых вод, при полном водонасыщении грунта или в зоне капиллярного подсоса рекомендуется применять низкоалюминатные портландцементы или шлакопортландцементы марки не ниже 400.
2.4. Рекомендуется использовать щебень из отвального доменного шлака, сортовой, фракции 0-70 мм независимо от величины силикатного и железистого распада.
2.5. Грунт (лесс, лессовидные суглинки, лессовидные супеси, карбонатные суглинки и супеси) должен иметь число пластичности не менее 0,03 и не более 0,15, определенное по ГОСТ 5180-84 (5).
2.6. Допускается применение грунтов с хлористыми, серно-кислыми солями натрия, магния и кальция при общем содержании водорастворимых солей не более 2%.
2.7. Для приготовления шлакогрунтоцемента не допускается применять сточные воды, а также воду, загрязненную кислотами, солями, маслами и т.п.
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ШЛАКОГРУНТОЦЕМЕНТ
3.1. Шлакогрунтоцемент представляет собой смесь щебня из отвального доменного шлака, грунта, цемента и воды. Смесь с течением времени отверждается и по своим физико-механическим свойствам тождественна бетонам марки В7.5 (100) и выше.
3.2. Шлакогрунтоцемент, используемый для устройства набивных свай после твердения, должен удовлетворять следующим требованиям:
а) предел прочности при сжатии образцов - кубиков с длиной ребра 70 мм при воздушно-влажном хранении для несущих свай должен быть не менее:
Технология закладки свайно-набивного фундамента широко используется в жилищном и промышленном строительстве.
Силовая конструкция не дает значительной осадки и мало подвержена сезонному вспучиванию грунта.
Одно из преимуществ метода – возможность проведения строительства своими руками.
Что это такое?
Основание с набивными сваями представляет собой самостоятельные опорные элементы, расположенные по отношению друг к другу с определенным шагом.
При необходимости равномерного распределения веса, опорную конструкцию объединяют единым ростверком. В зависимости от потребности в жесткости и устойчивости основания, применяют технологию продольного армирования.
Особенности устройства
Отличие свай по данной технологии заключается в способе монтажа – силовые изделия изготавливают непосредственной на стройплощадке, набивая бетоном класса не ниже В15 предварительно подготовленные шурфы.
По способу изготовления набивные сваи делятся на такие типы:
- С неизвлекаемой оболочкой – бетон подается в обсадные трубы, которые не только служат защитой от обсыпания грунта в процессе монтажа, но и защищают сваи от разрушающего воздействия влаги и агрессивных свойств почвы.
- Опорные элементы без оболочки – эффективны при строительстве на грунтах с небольшой влажностью. Как правило, это неглубокие сваи пирамидальной или конической формы.
- С извлекаемой оболочкой – при закладке фундамента используют обсадные трубы с бетонным башмаком на конце, который сбивается после погружения и служит якорем. После подачи раствора инвентарные изделия извлекают из скважины.
Для выделки скважин используют методы бурения, а также взрывные или ударные технологии. Шурфы могут иметь коническую или пирамидальную форму с плоским дном или расширенной пятой.
Плюсы и минусы
Преимущества технологии устройства свайно-набивного основания:
- метод эффективен практически на всех типах грунта, кроме скальных пород;
- строительные работы не занимают много времени;
- в большинстве случаев закладку фундамента можно проводить своими руками, не арендуя спецтехнику;
- набивные опорные элементы не подвержены коррозии;
- установку можно проводить в любое время года;
- транспортировка материалов связана только с доставкой арматуры, бетона и других сыпучих материалов на площадку;
- силовая конструкция обладает достаточной прочностью и износостойкостью, чтобы прослужить до 100 лет;
- технология устройства опор не требует большого объема земляных работ.
Помимо очевидных преимуществ свайного фундамента, набивной способ отличается такими недостатками:
- невозможность контроля качества набивки;
- подверженность горизонтальным силам в грунте;
- сложность инженерных расчетов;
- значительная часть работ проводится с применением ручного труда.
Область применения
В зависимости от параметров конструктивных элементов, фундамент подходит для строительства:
- одноэтажных и двухэтажных жилых домов,
- хозяйственных построек,
- пристроек к зданиям,
- гаражей,
- бань,
- заборов и других конструкций.
Когда планируется возведение тяжеловесных сооружений, изготавливают набивные опоры с не извлекаемой оболочкой и ростверком.
Фундамент подходит для строительства в таких геологических условиях:
- Под опорной площадью фундамента заложены слабые почвы с несущей способностью менее 1,5 кг/см2.
- Точка промерзания может находиться глубже 2-х метров от поверхности земли.
- Подземные источники расположены близко к силовой конструкции.
- Участок плотно застроен сооружениями различного назначения и нет возможности организовать подъезд спецтехники.
Набивные сваи также подходят для реконструкции и усиления существующих фундаментов. Подача раствора под давлением в перфорированные обсадные трубы – разновидность набивной технологии (инъекционный метод).
Требования к набивным сваям
Строительство набивного основания регламентируется сводом требований, изложенных в СП 24.13330.2011 и СП 50-102-2003:
- Перед проектированием фундамента необходимо учитывать класс ответственности сооружения.
- Проводить геологические изыскания могут компании, ведающие лицензированную деятельность.
- Порядок инженерных исследований контролируется СНиП 11-02-96 (2016), СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97.
- В процессе проектирования изучается влияние проектной конструкции на окружающую среду и эксплуатируемые сооружения вокруг стройплощадки.
- Качество использованных стройматериалов и тип техники должны соответствовать требованиям проекта и отвечать техническим условиям.
- Расчет набивного фундамента ведется по прочности материала и несущей способности почвы. В вычисления учитывают совместное действие силовых факторов и негативное влияние внешней среды. Коэффициенты надежности при расчете нагрузок выбирают по СНиП 2.01.07-85*.
Требования к несущей способности свай различного назначения отражены в таблице:
| Тип постройки | Грузоподъемность, т | Диаметр набивных свай, мм | Рекомендованный шаг, м |
| Двухэтажные легковесные здания | до 7–8 | 300–400 | 1,5–2 |
| Каркасно-щитовые дома | до 5 | 200–300 | 1,5–2 |
| Хозяйственные постройки | до 3 | 150–200 | 1,5–2 |
Этапы монтажа
Перед стройкой необходимо очистить участок от строительного и другого мусора, доставить стройматериалы, а также обеспечить подачу воды и электроэнергии.
Строительство свайно-набивного фундамента заключается в последовательном выполнении следующих процессов:
- Разметка территории: обозначение периметра сооружения и мест, где будут устроены скважины.
- Устройство шурфов на проектной глубине.
- Закладка обсадной трубы (если используется). Для частного домостроения в качестве извлекаемого инвентаря можно использовать металлические трубы и гофрированные кольца.
Стоимость строительства
Ниже приведены среднерыночные цены на строительство свайно-набивного фундамента при ручной закладке, а также стоимость услуги от застройщика под ключ.
Представленные цифры являются ознакомительными, поскольку на практике статьи расходов будут меняться в зависимости от исходных условий в каждом конкретном случае.
| Типовые размеры свайного поля, м | Стоимость строительства своими руками, руб. | Цена за услуги под ключ от застройщиков, руб. | ||
| Ø 150–200 мм, глубина=1,5 м | Ø 200–300 мм, глубина=2 м | Ø 150–200 мм, глубина=1,5 м | Ø 200–300 мм, глубина=2 м | |
| 3 на 3 | 25500 | 28000 | 42500 | 46700 |
| 4 на 4 | 26100 | 28700 | 43500 | 47800 |
| 5 на 5 | 36900 | 40550 | 61500 | 67600 |
| 6 на 6 | 37500 | 41250 | 62500 | 68700 |
| 7 на 7 | 48300 | 53100 | 80500 | 88500 |
| 8 на 8 | 48900 | 53750 | 81500 | 89600 |
| 9 на 9 | 59100 | 65000 | 98500 | 108300 |
| 10 на 10 | 59700 | 65650 | 99500 | 109400 |
| 11 на 11 | 70500 | 77550 | 117500 | 129200 |
| 12 на 12 | 71100 | 78200 | 118500 | 130300 |
Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.
Заключение
Несмотря на большой выбор современных конструкций свай на отечественном рынке, набивные опоры по-прежнему широко применяются в домостроении, а свайно-набивная технология не перестает быть актуальной.
Преимущества метода заключаются в широкой области применения таких фундаментов, доступности строительных материалов, а также удобстве монтажа на плотно застроенных участках.
Читайте также: