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)

 

Технико-экономические  показатели различных серий жилых домов

Продолжение


Трест Рязаньжилстрой применяет для устройства фундамен­тов сваи квадратного сечения с круглой полостью длиной 4- 6 м.

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


Технико-экономические показатели  ленточных  и  свайных фундаментов (по данным треста Рязаньжилстрой)

 

Технико-экономические показатели  ленточных  и  свайных фундаментов


Поперечные ряды свай  поверху объединяются  монолитным ростверком сечением 40x50 см с размещением его под полом

 

Общий вид фундамента на трубчатых сваях

 

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*


Технико-экономические показатели различных фундаментов жилого дома

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.
Для забивки свай применяются следующие сваебойные ме­ханизмы: мостовая установка с копром С-429 на рельсовом хо­ду  (конструкции

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.