Жилищное строительство |
Большое применение свайные фундаменты получили в массовом жилищном строительстве Москвы, Рязани, Уфы, Ленинграда, Волгограда и других городах нашей страны. Еще совсем недавно строители и проектировщики относились к свайным фундаментам зданий с большой предубежденностью. Свайные фундаменты считались очень дорогим проектным решением и применялись главным образом в сложных гидрогеологических условиях площадки строительства: слабые, водонасыщенные, просадочные грунты и т. п. Сваи применялись тяжелые, длиной не менее 8-14 м, а для погружения забивных свай на вооружении строителей было только тяжелое сваебойное оборудование. Особое значение свайные фундаменты имеют при применении их для крупнопанельных домов, которые обладают значительно меньшей погонной жесткостью, чем кирпичные, и при конструктивном отсутствии перевязки вертикальных шагов крайне чувствительны к неравномерным осадкам фундаментов. Свайные же фундаменты дают меньшие осадки, чем ленточные и столбчатые фундаменты. Основным фактором, определяющим целесообразность применения свайного фундамента в крупнопанельном здании, является необходимость исключения неравномерной осадки здания и создания условий, обеспечивающих малые величины абсолютных осадок. В настоящее время строители и проектировщики не располагают в достаточной мере подробными исследованиями, дающими представление о величине возможной осадки крупнопанельных зданий. Но тем не менее приближенные показатели все же имеются. Так, проектные организации Москвы для зданий с поперечно несущими стенами допускают величину неравномерной осадки, равную 15-20 мм, а проектные организации Ленинграда - для каркасно-панельных домов - порядка 25- 30 мм. Внедрение свайных фундаментов для бесподвальных зданий было осуществлено по проектам, разработанным Фундаментпроектом в 1957 г., когда в Москве было начато строительство ряда бесподвальных зданий на свайных фундаментах неглубокого заложения. Главмосстроем в 1961 -1964 гг. построено на свайных фундаментах около 1000 домов. Применение эффективных конструкций свайных фундаментов открывает широкие возможности для механизации свайных работ, позволяет значительно сократить объемы работ, уменьшить трудоемкость и сроки производства работ. В данное время накоплен значительный опыт производства работ по возведению свайных фундаментов в крупнопанельном домостроении. На строительных объектах Главмосстроя успешно прошли производственные испытания навесного сваебойного оборудования на базе крана-экскаватора С-860 и крана «нулевого цикла» (МСТК-90). Опыт вибропогружения и вибровдавливания свай в жилищном строительстве Москвы не дал положительных результатов. Наряду с монолитными ростверками получают применение и сборные элементы железобетонных ростверков. Обобщение опыта работы Главмосстроя дает возможность установить основные затруднения, связанные с устройством свайных фундаментов: 1) смещение свай от проектного положения в плане приводит к эксцентричной передаче нагрузок от здания на сваи и к необходимости забивки дублирующих свай, число которых достигает 10% общего количества свай в фундаменте. Кроме того, вследствие смещения свай от проектного положения становится крайне затруднительным, а в некоторых случаях просто невозможным, монтаж сборных элементов ростверка. Эго затруднение может быть в значительной степени устранено применением свай с большими поперечными размерами (например, трубчатых свай), а также совершенствованием сваебойных механизмов в направлении повышения точности забивки; 2) глубина погружения свай, предусмотренная проектом, в ряде случаев не соответствует фактической, что приводит к необходимости срубать сваи, не добитые до проектной отметки. Для правильного выбора необходимой длины свай и их сечения следует более тщательно производить инженерно-геологические изыскания. В качестве примера массового применения свайных фундаментов для жилых домов может служить строительство крупнопанельных зданий в городе-спутнике Крюково. Только в первом микрорайоне города 33 дома из 39 возведены на свайных фундаментах. Здесь применяются сплошные железобетонные сваи квадратного сечения 25x25 и 30x30 см, длиной 5-6 м. На один четырехсекционный дом серии К-7-2-4 размерами в плане 64x10 м требуется 145 свай. Расход бетона на фундаменты составляет 46 м3. Фундаменты домов в Крюково имеют кустовое решение. В конструкциях этих домов поперечно несущие стены опираются на отдельно стоящие стаканы, под каждый из которых забиваются две сваи. Сваи расположены в плане здания в три основных ряда и два дополнительных - под стойки балконов. Это обеспечивает удобство работ и сокращает число позиций копра. Блоки-стаканы ростверка выполняются из монолитного бетона марки 200. В районах массового жилищного строительства Ленинграда преобладают сильно и неравномерно сжимаемые грунты, состоящие из насыпных слоев, супесей и суглинков с растительными и торфяными прослойками и высоким уровнем грунтовых вод. Расчетное сопротивление для этих грунтовых условий принимается не выше 1,25-1,5 кГ/см2 и при устройстве фундаментов предусматриваются конструктивные мероприятия, гарантирующие минимальные и равномерные осадки зданий, монолитные железобетонные пояса, армирование швов кладки, глубокое заложение фундаментов, замена некачественных грунтов песчаной подушкой и т. п. Указанные мероприятия, помимо усложнения производства работ и увеличения трудоемкости в основном за счет ручного труда, вызывают значительное удорожание стоимости строительства. Первым домом, в котором ленточные фундаменты были заменены на свайные, был жилой кирпичный дом серии 1-528 КП, построенный в 1959 г. в 72-м квартале Большой Охты. Для свайного фундамента этого дома были применены сплошные железобетонные квадратные сваи сечением 35х35 см, длиной 7 м. Под средней продольной стеной здания сваи располагались в шахматном порядке в два ряда на расстоянии 0,6 м, а под наружными и торцовыми - в один ряд, на расстоянии 0,85-0,95. По сваям был сооружен железобетонный монолитный ростверк сечением 60х70 и 60x127 см. Забивка свай производилась механическим молотом на экскаваторе Э-505. В том же 1959 г. свайные фундаменты были применены в проекте школы-интерната на Растапной улице. В этом проекте были приняты фундаменты из железобетонных трубчатых свай-оболочек конструкции ВНИИГСа. Однако из-за трудностей освоения производства свай-оболочек вместо них были применены безраструбные железобетонные трубы по ГОСТ 6482-53, выпускаемые заводом «Баррикада». Для забивки свай здесь были сделаны попытки применить вибропогружатель ВП-1, но в связи с тем, что площадка была расположена на месте бывшей свалки, от погружения свай вибропогружателем пришлось отказаться и применить копер на рельсовом ходу с дизель-молотом. В дальнейшем применение свайных фундаментов в Ленинграде получило массовое распространение и проектные организации (Фундаментпроект, Ленпроект, Ленинградское отделение Горстройпроекта) разработали типовые решения свайных фундаментов для домов массового строительства серий 1-528 КП, 1-335, 1-507, ОД-4, ГИ (газобетонных). Свайные фундаменты для всех серий полносборных домов в. отличие от московских решений приняты трубчатые, со сваями конструкций ВНИИГСа и Ленпроекта и с использованием в качестве свай канализационных железобетонных труб. С 1960 г. в Ленинграде строительство жилых домов на свайных фундаментах получило значительное развитие. Только в 12, 24, 28, 29 и 31-м кварталах Малой Охты за период 1960- 1961 гг. построено 63 дома серии 1-335 на свайных фундаментах сприменением в качестве свай канализационных труб. Необходимо отметить большой экономический эффект от применения свайных фундаментов в этом районе. Например, применение свай под дома в квартале № 28 позволило исключить выторфовывание, которое до этого производилось на глубину до 4 м, и получить большую экономию на каждый дом. В 1962 г. в кварталах 1 и 134 правого берега Невы и Троицкого поля свайные фундаменты для жилых домов серии ОД-4 были выполнены из трубчатых (полых) свай конструкции Ленпроекта. Ростверки свайных оснований для домов серий 1-335 и ОД-4 выполнялись в монолитном или в сборном железобетоне. В Ленинграде для устройства свайных фундаментов применяется три способа погружения свай: -забивка механическим молотом весом 3 т при помощи экскаваторов Э-505 со сменным оборудованием; -погружение путем забивки штанговым дизель-молотом; -погружение свай при помощи вибропогружателя ВП-1 и ВП-2. На строительстве жилых домов в районе Малой Охты при устройстве свайных фундаментов домов серии 1-335 с применением свай-труб погружение осуществлялось преимущественно при помощи дизель-молотов С-268, С-330 и экскаватором Э-505 со сменным оборудованием и механическим молотом весом 3 т. В других районах массового строительства для забивки свай применялся универсальный копер на рельсовом ходу с дизель-молотами С-268 и С-330 с ударной частью 1,8 и 2,5 т. УНР-19 треста 101 Главленинградстроя совместно с институтом Ленпроект разработал и внедрил в практику строительства конструкцию сборного ростверка из железобетонных элементов сечением 40х40 см, который укладывается по осям несущих поперечных и продольных стен. Монтаж его производится краном-экскаватором Э-505 или другим краном с вылетом стрелы не менее 18 м. Монтаж ростверка одного дома из сборных блоков производится за четыре рабочих дня. Применение ростверков из сборных элементов сократило срок устройства свайных фундаментов до 23-25 дней. Для выявления эффективности применения свайных фундаментов вместо сборных железобетонных и определения минимальной глубины их заложения для различных типов домов, при которой стоимость свайных фундаментов не превышает стоимости сборных, институтом Ленпроект был сделан подробный технико-экономический анализ для следующих типовых серий жилых зданий: -пятиэтажные кирпичные дома с продольными несущими стенами серии 1-528 КП; -пятиэтажные крупнопанельные дома с продольными несущими стенами (ДСК№4) серии 1-507; -пятиэтажные крупнопанельные дома с неполным каркасом и с наружными несущими стенами серии 1-335; -пятиэтажные крупнопанельные дома с внутренними поперечно-несущими железобетонными перегородками серии ОД-4; пятиэтажные газобетонные дома с внутренними поперечно-несущими степами серии ГИ. Технико-экономические показатели для различных серий домов, возводимых на сборных и свайных фундаментах, приведены ниже. Технико-экономические показатели различных серий жилых домов (по данным института Ленпроект)
Продолжение
Сваи применяются двух типов с тупым и острым концом. На заводе железобетонных изделий организовано массовое изготовление таких свай на установках для формования многопустотных панелей перекрытий. Применение квадратных свай с круглой полостью в различных инженерно-геологических условиях г. Рязани показало их высокие конструктивные качества. Сваи выдерживают без разрушения до 1500 ударов дизель-молота с весом ударной части до 1250 кг, пробивают слой мерзлого грунта до 1 м. Установки обслуживаются бригадами по четыре человека. Максимальная производительность сваебойной установки при погружении 4-5 м свай составляет более 30 шт., а при погружении 6 м свай - более 25 шт. Замена ленточных фундаментов свайными в Рязани позволила сократить объем земляных работ в 2-5 раз и снизить стоимость квадратного метра жилой площади. Сравнительные технико-экономические показатели ленточных и свайных фундаментов приведены в табл. 7. Башкирским Научно-исследовательским институтом по строительству были разработаны рекомендации по замене ленточных фундаментов свайными с высоким ростверком и навесными цокольными панелями наружных стен. Таблица 7
Рис. 41 Общий вид фундамента на трубчатых сваях со сборными элементами струнобетонного ростверка
первого этажа и исключением внутренних цокольных панелей. Разработаны также конструкции сборных предварительно-напряженных струнобетонных элементов ростверка (рис. 41). Элемент ростверка представляет собой балку сечением 35- 40 см, длиной 11,86 м, марка бетона 400. Под наружные стеновые панели укладываются сборные железобетонные балки-перемычки сечением 20х20 см. Навесные цокольные панели имеют толщину 14 см. Отепление их производится ячеистым бетоном толщиной слоя 12 см. В зависимости от инженерно-геологических условий приняты сплошные сваи квадратного сечения размером 30x30 см. Для домов, где приняты висячие сваи, под каждую поперечную ось здания погружается семь или девять свай длиной 6- 7 м. Для домов на сваях-стойках под каждую поперечную ось погружается пять свай длиной 8-10 м. В табл. 8 приведены сравнительные технико-экономические показатели для различных фундаментов жилого дома серии 1-464 П/Я. Таблица 8 Технико-экономические показатели различных фундаментов жилого дома серии 1-464 П/Я*
Из табл. 8 видно, что при сплошном техническом подполье свайные фундаменты дешевле ленточных на 16-25%, а при прокладке инженерных коммуникаций в технической траншее стоимость снижается до 36%. С 1963 г. специализированный трест в г. Салавате возводит крупнопанельные дома только на свайных фундаментах. Фундаментпроекта), мобильный агрегат С-533 и сваебойный агрегат на базе роторного экскаватора. Механизмы оборудованы дизель-молотами с весом ударной части 1200 и 1800 кг. В Киеве, Запорожье, Харькове и Кривом Роге ряд крупнопанельных и крупноблочных зданий возведен на набивных бетонных сваях с камуфлетным уширением. Сваи с расчетной нагрузкой от 40 до 80 т размещены в один ряд по контуру несущих стен. Нагрузки от здания на сваи передаются через железобетонные рандбалки (ростверки) шириной 40 см и высотой 30-50 см. В зданиях из объемных блок-комнат типа БК-1 блоки опираются углами непосредственно на.; головы железобетонных свай, заделанных в камуфлетные уши-реяия (комбинированные сваи). Длина свай в непросадочных грунтах составляет 2,5-3 м, а в просадочных принимается с таким расчетом, чтобы обеспечить прорезание просадочной толщи и опирание пяты (уширения) сваи на надежное подстилающее основание. Диаметр набивной сваи принимается равным 40 см, сечение свай-стоек 35x35 см. Диаметр камуфлетного уширения в зависимости от нагрузки на сваю и грунтовых условий составляет 0,8-1,4 м. Средняя выработка звена рабочих из восьми человек при совмещении процессов бурения скважин и устройства камуфлетных уширений составляет 13-15 свай в смену. |