О свайных фундаментах

О свайных фундаментах, которые широко применяется в промышленном, гражданском и жилищном строительстве написано и сказано много. Объясняется такой интерес к свайным фундаментам общим прогрессом строительной техники, применением новых эффективных типов свай и сваебойного оборудования. Если в начале нашего века сваи длиной более 20 м и грузоподъемностью свыше 100 т были редкостью, то теперь зачастую встречаются сваи длиной более 60 м, а несущая способность одной сваи с уширенной пятой (буронабивной или винтовой) достигает 1000 т и более.

Свайное поле. Забивка свай ( с высоты птичьего полета)

Преимущества свайных фундаментов

Технология устройства свайных фундаментов обеспечивает высокую индустриализацию работ, так называемого «нулевого» цикла. Этому немало способствует создание специализированных, хорошо оснащенных механизмами, строительных организаций в Украине, а также сеть заводов сборного железобетона, способных изготовлять сваи.

Следует отметить, что в последнее время сваи во многих случаях вытесняют другие виды фундаментов, например, кессоны и опускные колодцы в мостостроении или фундаменты на естественном основании в гражданском и промышленном строительстве, устройство которых слабо поддается индустриализации. Превосходство свай особенно сильно сказывается там, где грунты основания насыщены водой и при других видах фундаментов требуется выполнение сложных работ по водопонижению. В жилищном строительстве в последнее время даже при грунтах, допускающих использование обычных неглубоких фундаментов, довольно часто применяют короткие (3-6 м) забивные железобетонные сваи заводского изготовления. Прогрессу в этом вопросе способствовали проектно-конструкторские проработки и технико-экономические исследования, выполненные за последние годы. Свайные фундаменты во многих случаях способны обеспечить наиболее рациональное проектное решение, они создают возможность:

-избежать больших и неравномерных осадок основания посредством прорезания верхнего слабого слоя (или прослоек) грунта сваями с опиранием их на нижерасположенный более прочный грунт;

-прорезать слои грунта, которые под влиянием размыва водой, сотрясений и других внешних воздействий могут потерять устойчивость;

-обеспечить устойчивость сооружений, подверженных значительным горизонтальным нагрузкам (например, подпорных стенок);
повысить устойчивость грунтовых массивов на глубинный сдвиг.

Кроме того, применение свай позволяет исключить вовсе или значительно сократить объем земляных работ по отрывке котлованов под фундаменты и обратной засыпке их и уплотнению грунта. Этим обеспечиваются более индустриальные способы выполнения работ, а также отказываются от необходимости производить водопонижение при отрывке котлованов под фундаменты в насыщенных водой грунтах.

Эффективность свайных фундаментов

Необходимо отметить, что с увеличением нагрузки возрастает эффективность свайных фундаментов по сравнению с фундаментами на естественном основании. Так, например, при нагрузке от колонны порядка 800-1000 т площадь подошвы фундамента достигает, а то и превышает 50-60 м², из-за чего нагрузка на основание за счет большого собственного веса фундамента повышается, на 30-40% и более. Между тем собственный вес ростверка свайного фундамента обычно не выходит за пределы 10% полезной нагрузки. Следует также отметить, что при грунтах средней сжимаемости осадка обычного сильно нагруженного фундамента может превысить ее предельную величину.

В настоящее время известны более 100 различных типов и разновидностей свай, отличающихся по конструкции, способу устройства, материалу, форме поперечного и вертикального сечения и другим признакам.

Сборные железобетонные сваи

Было бы неправильным во всех случаях отдавать предпочтение какому-то одному типу свай. Выбор должен производиться с учетом и в зависимости от инженерно-геологической обстановки строительной площадки, величины и характера нагрузок, имеющегося оборудования для забивки или устройства свай и других конкретных условий строительства.

В связи с увеличением этажности зданий и применением более мощного промышленного оборудования и транспортных средств  возросли нагрузки на фундаменты, поэтому в последнее время проявляется тенденция к более широкому применению свай повышенной несущей способности: длинных, если прочный грунт залегает на значительной глубине, и большого диаметра, чтобы увеличить площадь опирания.
При нагрузках на фундамент порядка 400 т и более рекомендуется применять сваи с уширенной пятой.

В последние годы неоднократно высказывались предложения повысить несущую способность забивных свай путем увеличения их площади опирания на грунт. Однако эти предложения не получили достаточно надежных конструктивных решений, и потому не нашли пока что практического применения.

Следует обратить внимание на еще одно важное обстоятельство. Опыт показывает, что действительная несущая способность свай нередко значительно превосходит величину, вычисленную по рекомендациям СНиП. Уточнить ее можно, испытывая пробные сваи статической нагрузкой. Однако из-за сложности таких испытаний выполнить их удается лишь после того, как проект уже выпущен и строители приступают к сооружению фундамента. Выявленная при испытании повышенная против проекта несущая способность свай обычно не используется, так как не хватает времени на переделку проекта.

Чтобы устранить этот недостаток, необходимы методы надежного определения несущей способности свай, выполнимые в полевых условиях в процессе инженерно-геологических исследований. Для этой цели можно воспользоваться инвентарной испытательной сваей.

Наконец, нельзя не отметить, что часть проектировщиков при выборе типа и размеров свай не учитывает технологию их погружения и степень обеспеченности местных строительных организаций сваебойным оборудованием, в результате происходят осложнения на стройке. Нередко возникают затруднения и в отношении методов определения и контроля несущей способности свай в сложных геологических условиях, например, при наличии прослоек заторфованного грунта.