Свайные фундаменты для новых зданий

Их следует рассматривать как главную и наиболее эффективную меру, поскольку это решение дает вполне надежный (безосадочный) фундамент для нового здания и, как следствие, минимальные осадки существующих соседних. Главной проблемой при этом решении является технология выполнения свай. Применяются сваи нескольких типов:

а) сваи полной заводской готовности (железобетонные, металлические, деревянные). В зависимости от способа погружения они подразделяются на забивные, погружаемые вибраторами, вдавливанием, завинчиванием.

Сваи первых двух технологий погружения, как правило, неприменимы, поскольку вибрационные воздействия на грунт и конструкции старых домов и коммуникаций могут приводить к аварийным последствиям.

Сваи вдавливания во многом лишены указанных недостатков. Однако они имеют ограниченную несущую способность, определяемую величиной силы вдавливания, которую развивают механизмы (обычно она не превышает 600…800 кН). Материал такой сваи не всегда работает эффективно, сваи не удается погрузить в достаточно плотный грунт, поэтому и новое здание, и примыкающие к нему получают осадку, хотя и существенно меньшую, чем при фундаментах мелкого заложения. Главный недостаток этой технологии состоит в том, что сваи, вдавленные в грунт вплотную к существующим фундаментам, вызывают их дополнительную осадку в процессе вдавливания и после его завершения. Имеющийся опыт еще недостаточен, чтобы надежно назначить размер безопасного удаления вдавливаемой сваи от старого фундамента или назвать те виды грунтов, при которых эти сваи безопасны. Возможно, дополнительная осадка существующего здания обусловлена изменением напряженного состояния грунта при вдавливании свай и перемятием его (нарушением природного сложения).

Винтовые сваи изготавливают обычно в металле, для их погружения применяют механизмы, которые имеют только специализированные фирмы. Достаточного опыта применения этих свай в рассматриваемых ситуациях еще нет;

б) сваи, выполняемые в буровых скважинах. Эти сваи имеют многочисленные модификации в зависимости от способа бурения скважин, крепления ствола, геометрических размеров, состава применяемого бетона и др. Главные различия касаются метода бурения скважин и извлечения грунта, включая способы с промывкой водой, глинистым раствором, обсадкой скважин трубами.

Бурение скважин с промывкой производится буровым инструментом, который опускается в скважину на трубе. В трубе и в скважине циркулирует вода или глинистый раствор (водная суспензия бентонита), который удаляет из скважины разрушенную породу (шлам). По достижении проектной отметки в скважину опускается бетонолитная труба. По ней подают пластичную бетонную смесь, которая вытесняет суспензию, а затем в бетон опускают арматурный каркас. Применение этой технологии иногда опасно, так как скважина не закреплена, возможны вывалы грунта (особенно при использовании глины низкого качества), в том числе из-под фундаментов старых домов, что чревато опасными последствиями.

Изготовление свай бурением скважин с обсадкой — наиболее распространенный способ. Существующие машины могут выполнять сваи диаметром до 2 м. При строительстве домов в стесненных условиях наиболее употребимы сваи диаметром 350, 400, 600 мм, длиной до 30 м, несущая способность которых может достигать 3000 кН и больше. Вместе с тем нельзя считать, что все технологические вопросы устройства буровых свай разрешены, поскольку отмечены случаи развития повреждений соседних домов в период производства работ. Необходим строгий технологический регламент, обеспечивающий безопасное ведение работ в стесненных условиях. Завершающим этапом работ этого типа являются заполнение скважин бетонной смесью (способом вертикально перемещающейся бетонолитной трубы) и постановка арматурного каркаса.

Изготовление свай способом «проходного» шнека, по-видимому, — самая безопасная для соседних старых фундаментов технология. Суть ее в том, что лопасть шнека, приваренная к трубе достаточно большого диаметра, завинчивается на проектную глубину непрерывно без выемки грунта.

Затем в трубу, снабженную теряемым наконечником, подается бетонная смесь бетононасосом и шнек с грунтом постепенно извлекается на поверхность. При этом грунт замещается бетоном. Данная технология, по-видимому, обеспечивает безопасное ведение работ около старых фундаментов;

в) сваи, выполняемые в полости, образуемой вытрамбовыванием — выдавливанием грунта. Этот метод весьма эффективен в условиях слабых грунтов, поскольку грунт ниже острия свай не извлекается, а уплотняется. Такие полости можно образовать с помощью различных технологий и машин, например ATLAS и FUNDEX (0 400…600 мм, L — до 30 м).

ЛИТЕРАТУРА

· Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. J1.: Стройиз-дат, 1988.

· Далматов Б.И и др. Механика грунтов. Основы геотехники. Ч. 1. М.; СПб., 2000.

· Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. Механика грунтов. М., 1991.

· Ухов С.Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Изд-во АСВ, 1994.

· Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). М.: Высшая школа, 1973.

· Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. пособие / Под ред. Б.И. Далматова. М.: АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 1999, 2001.

· Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83*). М.: Стройиздаг, 1986.

· Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика / Под ред. Е.А. Сорочана. М.: Стройиздат, 1985.

· Улицкий В М, Шашкин А Г Геотехническое сопровождение реконструкции городов М Изд-во АСВ, 1999