Что такое висячая свая и свая стойка

Висячие сваи и сваи стойки – виды, особенности и расчеты на несущую способность

При устройстве фундаментов на слабых грунтах используются сваи разных видов. Они различаются по материалу изготовления, методу погружения, размерам и форме поперечного сечения. По способу взаимодействия с грунтовыми слоями такие конструкции относятся к одной из двух групп – висячие сваи или стойки.

В первом случае столбы опираются не на твердое основание, а на сжимаемые грунты, передавая нагрузки боковыми поверхностями и наконечником. Вторая группа свай удерживается мало- или несжимаемыми грунтами, которые принимают на себя усилия от острия или расширенной пяты фундаментных стволов. При таком взаимодействии, силы сопротивления грунтов на боковых стенках фундаментных опор в расчете их несущей способности не учитываются.

Виды и особенности свай

По способу установки в проектное положение как висячие, так и сваи стойки подразделяются на:

Они бывают бетонными и железобетонными, металлическими и деревянными, пустотелыми и сплошными. Висячая свая не опирается на несущий грунтовый слой, как фундаментные столбы-стойки, и в этом заключается ее основной недостаток. В целях повышения надежности «безопорного» фундамента используется несколько способов:

Но данные методики далеко не всегда оправдывают себя. К примеру, увеличение размеров всегда приводит к дополнительным материальным вложениям, повышению трудоемкости работ, а также к необходимости заказа более мощной и дорогостоящей техники. Использование дополнительных свай в кустах может привести к обратному эффекту, так как утяжеление конструкции потянет за собой бóльшую осадку строения. Кстати, уменьшение шага между точечными опорами приводит к тому же результату. Но в некоторых ситуациях вариант увеличения кустистости спасает ситуацию и оказывается более подходящим, нежели установка сваи стойки.

Уширенная пята выгодна тем, что появляется возможность дополнительной опоры висячего ствола на грунт. Однако для забивной сваи, в этом случае, появляются свои неудобства. Технология не позволяет выполнить ее погружение.

Неравномерные осадки фундамента влекут за собой появление трещин на стенах здания и возможное его разрушение.

Длина висячих свай определяется в зависимости от расчетной нагрузки строения и «слабости» залегающих на участке грунтов. Чем больше первая составляющая и меньше вторая, тем глубже устанавливаются свайные опоры. В некоторых случаях их делают составными.

Сваи стойки опираются на прочный слой грунта, передавая ему нагрузки от наземной части сооружения. Нередко они утапливаются на некоторое расстояние вглубь, что увеличивает надежность фундамента и предотвращает какие-либо осадки. Длина стволов может составлять 20м и более.

Расчет висячей забивной сваи

Несущая способность (F_d, кН) висячих, а также свай оболочек, определяется по формуле, указанной в соответствующем разделе СНиП 2.02.03-85. Расчет основывается на нескольких реальных показателях. В их число входят:

Расчет включает в себя и табличные значения:

Сам расчет на сжимающую нагрузку ведется по формуле:

F_{d= Yс * (Ycr * R * A + u * Σ Ycf * Fi * Hi).}

Висячие сваи, имеющие наклонные боковые грани, просчитываются по несколько иной формуле, в которой учитывается величина наклона и разные значения площадей сечения фундаментного столба.

Еще один расчет несущей способности забивной сваи и оболочки, не предусматривающей выемки грунта, выполняется на выдергивающую нагрузку. Обозначения здесь те же, что и в предыдущей формуле, однако коэффициент условий работы (_Yc) имеет другие показатели. При заглублении опоры до 4 метров он равняется 0,6, а более 4 метров – 0,8. Следует отметить, что эти значения не касаются фундамента под опоры ЛЭП. Формула для расчета выглядит следующим образом:

F_du = Yс * u * Σ Ycf * Fi * Hi

Набивные и буровые виды висячих свай рассчитываются по тем же формулам, но с учетом условий устройства скважины и бетонирования ствола, которые влияют на коэффициент γ_cf. Он определяется по табл.5 того же СНиП. В нормативе описываются и некоторые другие особенности расчета.

Сваи стойки

Их несущая способность определяется по упрощенной формуле:

Буквенные обозначения здесь соответствуют ранее описанным. Разница состоит лишь в том, что значение R, определяющее сопротивление грунта под нижней частью сваи стойки, принимается не по таблицам, а рассчитывается по формулам.

Источник

Висячие сваи и их особенности

На странице мы расскажем о том что такое висячие сваи, где они применяются и зачем, предоставим подробную информацию про их особенности и особенности их применения. Самая подробная информация про висячие сваи!

Применение: На очень слабых, рыхлых грунтах для монтажа фундамента применяются висячие сваи.

Что такое висячая свая

Отсутствие опоры снизу сваи компенсируется длиной сваи и боковым трением. Например, у конусной висячей винтовой сваи боковая поверхность принимает на себя 60-70 % нагрузки.

Отличие от других типов свай

Разница между висячей сваей и например сваей стойкой в том, что свая-стойка устанавливается с опорой на грунт. Висячая по всей длине уплотняет грунт боковых стенок. С течением времени сцепление увеличивается.

При этом осадка происходит точно так же за счет уплотнения грунта под острием сваи. Есть разница между одиночной висячей сваей и кустом:

Факторы, определяющие длину свай

Расчет висячей сваи (формула)

По форме висячие сваи бывают полыми круглыми, прямоугольными, квадратными. При расчете несущей способности используются следующие величины:

Способы погружения висячих свай

Висячие сваи могут быть погружены различными методами, которые подбираются проектировщиками и исследователями грунта (геодезические изыскания). Перечень методов погружения висячих свай:

Важно! Категорически исключен для висячих свай метод с подмывом: рыхлый грунт станет еще хуже, не будет образовываться необходимое сцепление между ним и боковой поверхностью сваи.

Цены и стоимость на висячие сваи

Цена висячей сваи определяется

Стоимость погружения висячих свай

Погружение висячих свай возможно осуществить силами нашей компании, у нас имеется большой парк специализированной для этого техники, а так же опытные специалисты по проведению таких работ. Итоговую стоимость мы вычислим для вас исходя из следующих факторов. Стоимость зависит от:

Внимание! Работы по погружению висячих свай составляют около 350 руб за метр погонный.

Заказать погружение висячих свай

Наша компания уже более 12-ти лет занимается свайными работами, мы являемся одной из тех компаний, которые работают долго, делают исходя из опыта и следят за собственной репутацией. Ещё у нас получается держать одну из самых низких цен на монтаж свайного фундамента в Москве. Расчет стоимости работ производится индивидуально с помощью консультанта и с учетом результатов испытания свай. Мы предлагаем забивку свай для любых объектов и будем рады помочь вам.

Источник

Виды свай

Свайный фундамент в последнее время становится все более популярным по множеству причин, в частности из-за относительно невысокой цены и быстроты изговления. Однако определение «свайный фундамент» мало о чем говорит специалисту, потому как на сегодняшний день существует достаточно много различных видов свай. А в зависимости от вида определяется несущая способность свай, что очень важно при расчете фундамента.

Впрочем, данная статья посвящена не расчету того или иного вида свай (всему свое время), а всего лишь классификации имеющихся видов. Статья написана на основании действующих нормативных документов, в частности СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

По виду взаимодействия с грунтом

Сваи делятся на 2 основных вида: висячие сваи и сваи-стойки. Принципиальная разница между этими видами свай следует из определения и может быть проиллюстрирована следующей картинкой:

Висячие сваи

К сжимаемым грунтам относятся глины от текучей до полутвердой консистенции, суглинки, супеси и пески.

Примечание: При расчете висячих свай следует учитывать влияние отрицательных сил трения (если таковые имеются), уменьшающих несущую способность свай. Отрицательными (негативными) силами трения называются силы, которые возникают на боковой поверхности свай при осадке околосвайного грунта. Отрицательные силы трения направлены вертикально вниз.

В свою очередь в пучинистых грунтах в зимнее время в результате пучения из-за промерзания грунта на боковой поверхности висячих свай могут возникать положительные силы трения, т.е. направленные вверх. Эти силы как бы пытаются выдавить сваи на поверхность. С одной стороны это приводит к повышению несущей способности висячих свай в зимнее время. А с другой стороны в материале свай кроме сжимающих могут возникнуть и растягивающие нормальные напряжения. Соответственно материал таких свай следует проверять расчетом на действие подобных растягивающих напряжений. Для восприятия этих растягивающих напряжений в ж/б сваях используется соответствующая арматура.

Сваи-стойки

Сюда относятся все виды свай, которые опираются на скальные грунты, а кроме того забивные сваи, опирающиеся на малосжимаемые грунты.

К малосжимаемым грунтам относят крупнообломочные грунты с плотным или средней плотности песчаным заполнителем, а также твердые глины, имеющие модуль деформации Е > 50 МПа (500 кг·с/см 2 ) в водонасыщенном состоянии.

Модуль деформации грунта Е отличается от модуля упругости Е, тем, что при определении его значения учитываются не только упругие, но и пластические (остаточные) деформации.

Примечание: При расчете несущей способности по грунту основания свай-стоек силы сопротивления грунтов (силы трения на боковой поверхности) не учитываются, так как опирание на скальные (практически несжимаемые) грунты минимизирует вероятность осадки свай-стоек, а значит и силам трения на боковой поверхности, появляющимся при проседании висячих свай, взяться неоткуда. Исключение составляют все те же отрицательные сил трения. Они, если есть, при расчетах учитываются, так как снижают несущую способность свай.

По материалу

Различают металлические (как правило стальные), деревянные, бетонные, бутобетонные и железобетонные сваи. Железобетонные сваи в свою очередь могут быть как готовыми элементами, так и изготавливаться непосредственно в скважине.

По форме

В зависимости от геометрии продольного, поперечного сечения и нижнего конца сваи принято различать

По форме поперечного сечения

Сплошные сваи прямоугольного (1), квадратного (2), круглого (3), таврового (4) и двутаврового (5) сечений, а также полые круглого (6) сечения (трубы, оболочки) и квадратные с круглой полостью (7).

Рисунок 484.2. Геометрия поперечных сечений свай.

Сваи-оболочки от свай-труб отличаются относительно большим наружным диаметром и относительно малой толщиной стенок сваи по сравнению с наружным диаметром. Соответственно устраиваются сваи-оболочки в грунтах с очень низкой несущей способностью, а такая форма свай позволяет экономить значительное количество материала.

По форме продольного сечения

Сваи постоянного по длине сечения: цилиндрические (1), призматические (2) и сваи с наклонными боковыми гранями: ромбовидные (3), пирамидальные (4), трапецеидальные (5).

Рисунок 484.3. Геометрия продольных сечений свай

По конструкции нижнего конца

Сваи с плоским нижним концом (рис. 483.1.1), с заостренным нижним концом (рис.483.3.2), полые с открытым (1) или закрытым (2) нижним концом, булавовидные с плоским или объемным уширением (3), с камуфлетной пятой (4), винтовые (5).

Рисунок 484.4. Конструкции нижнего конца свай.

Примечание: в нормативных документах классификация по форме дается только для забивных свай (само собой винтовые сваи к ним не относятся). Однако такой подход мне кажется не совсем верным, поэтому я выделил геометрию свай в отдельную категорию.

По методу заглубления в грунт

Погружаемые в грунт без выемки грунта

Забивные

Сваи всех видов для заглубления в грунт которых используются молоты, вибропогружатели, вибровдавливающие или вдавливающие устройства.

Другими словами забивные сваи погружаются в грунт под воздействием ударной, вибрационной или динамической нагрузки, соответственно материал забивных свай должен рассчитываться на воздействие таких нагрузок.

Кроме того забивные железобетонные сваи диаметром ≤ 80 см и сваи-оболочки диаметром ≥ 100 см дополнительно подразделяются

По способу армирования

На сваи с ненапрягаемой и предварительно напряженной продольной арматурой вне зависимости от наличия поперечного армирования.

По конструктивным особенностям

На сваи цельные и составные (из нескольких секций).

Примечание: К забивным сваям также относят железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью.

Классификация забивных свай по геометрическим признакам приводилась выше в отдельной категории.

Набивные

Сюда относят бетонные и железобетонные сваи, устраиваемые путем укладки в скважины бетонной смеси. Для образования скважин грунт принудительно отжимают (вытесняют).

В свою очередь набивные сваи

по способу устройства

Набивные, устраиваемые с использованием инвентарных труб

Нижний конец труб у таких свай при погружении в грунт закрыт бетонной пробкой или оставляемым в грунте башмаком. По мере заполнения скважин бетонной смесью трубы извлекаются.

Набивные, виброштампованные

Такие сваи делаются путем заполнения жесткой бетонной смесью пробитых скважин. Бетонную смесь уплотняют виброштампом в виде трубы с нижним заостренным концом. Ну трубу крепится вибропогружатель.

Набивные в выштампованном ложе

В грунте производится выштамповка скважин конусной или пирамидальной формы, после чего скважины заполняются бетонной смесью.

Винтовые

Сваи со стальным или железобетонным корпусом (стволом) с лопастью (или лопастями) на конце (рис. 484.4.5), погружаемые в грунт завинчиванием, иногда в сочетании с вдавливанием.

При расчете винтовых свай следует учитывать крутящий момент, возникающий при завинчивании.

Устраиваемые с выемкой грунта

Буровые

В свою очередь буровые сваи

по способу устройства

Буронабивные сплошного сечения

Для устройства таких свай бурятся скважины. Стенки скважин не крепятся, если скважины пробурены в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод. При бурении скважин ниже уровня грунтовых вод в любых грунтах стенки скважин закрепляются глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами, извлекаемыми после устройства скважин. Затем скважины заполняются бетонной смесью. На конце свай может быть уширение.

Буронабивные полые

Сваи круглого сечения, устраиваемые с использованием многосекционного вибросердечника.

Буронабивные с уплотненным забоем

Перед заливкой бетонной смеси в забой скважины втрамбовывается щебень для повышения несущей способности грунта.

Буронабивные с камуфлетной пятой

Буроопускные с камуфлетной пятой

Отличие буроопускных свай с камуфлетной пятой от буронабивных в том, что после взрыва в скважину опускаются готовые железобетонные сваи, а не бетонная смесь.

Буроинъекционные

Сваи малого диаметра (15-25 см) устаиваются нагнетанием (инъекцией) в пробуренные скважины мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора.

В последнее время буроинъекционные сваи получили большое распространение в малоэтажном частном строительстве. Их еще называют микросваями.

Буроопускные сваи-столбы диаметром или со сторонами ≥ 80 см

После бурения в скважины укладывается омоноличивающий цементно-песчаный раствор. Затем в скважину опускаются призматические или цилиндрические элементы сплошного сечения

Вибропогружные

Железобетонные сваи-оболочки, погружаемые в грунт с выемкой грунта и полностью или частично заполняемые бетонной смесью.

При устройстве свай без выемки грунта или с частичной выемкой физические свойства основания в результате уплотнения могут значительно изменяться. При устройстве свай с выемкой грунта физические свойства основания как правило изменяются не значительно и это тоже необходимо учитывать при расчете свай и оснований под сваями.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Источник

Применение висячих свай

Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются строители — это слабый грунт. На такой почве довольно трудно заложить надёжное основание даже для небольшого одноэтажного дома, не говоря уже о массивных многоэтажках. Наиболее эффективным выходом из данной ситуации является свайный фундамент. В зависимости от типа опирания на грунт, данная технология подразделяется на две разновидности: сваи стойки и висячие сваи.

Два вида свайной технологии

Каждый из двух подтипов свайной технологии имеет свои плюсы и свои недостатки. Общим для обоих методов является то, что и в том, и в другом случае постройка опирается своим весом на сваи, заглублённые в грунт. Однако, способы заглубления в обоих случаях абсолютно разные, как и принципы работы стоечной и висячей опорной конструкции.

Свая-стойка

Сваи стойки представляют собой опору, которая проходит сквозь слабые слои почвы и углубляется в твёрдый грунт. Степень заглубления в прочные слои зависит от массивности строящегося здания, и не должна быть меньше 0,5 м. Принцип действия опоры в данном случае такой: свая, подобно жёсткому стержню, воспринимает на себя вес постройки, и передаёт его плотным слоям почвы. В этом случае основную работу по перераспределению массы производит нижняя часть сваи, опирающаяся на прочный несжимаемый грунт.

Подобный метод отлично подходит для тех случаев, когда слабый слой почвы не слишком большой, и не превышает в глубину нескольких метров. При более глубоком залегании несжимаемых грунтов финансовые расходы на установку свай-стоек резко возрастают. Прежде всего, это связано с необходимостью соблюдать минимальное соотношение длины стойки и её сечения, для сохранения её жёсткости и прочности, что значительно увеличивает размеры каждой опоры.

Принцип работы сваи-стойки (слева) и висячей опоры

Висячие сваи

Висячие сваи, в отличие от свай-стоек, «работают» по совершенно другому принципу. Опирание в данном случае происходит на слабый просадочный грунт, а не на прочные несжимаемые породы. Опоры находятся в полуподвешенном состоянии, но, тем не менее, способны нести на себе значительные нагрузки. Происходит это за счёт силы трения боковых поверхностей опор об окружающий её слабый грунт.

При этом до 70% всего веса постройки передаётся почве через боковые стенки сваи, в результате силы трения. И лишь около 30% – непосредственно через нижнюю торцевую часть. Для свай-стоек данная пропорция обратная: практически 90% нагрузки передаётся прочным породам через остриё опоры.

Виды опор

В качестве материала для свайных опор могут выступать дерево прочных пород (лиственница, дуб, сосна), металлические трубы, железобетонные конструкции. Согласно нормативам ГОСТ, все виды железобетонных опор, как стоечного, так и висячего типа, подразделяются на несколько классов, в зависимости от:

В поперечном сечении они чаще всего имеют форму квадрата или круга, реже – прямоугольника или двутавра. Продольное сечение бывает прямоугольным, в виде призмы, ромба или трапеции. Могут быть цельнолитыми или пустотелыми, и выполняться как совсем без армирования, так и с продольным или продольно-поперечным способом установки арматуры. Железобетонная опора обычно исполняется в виде монолитного бетонного столба, но особо габаритные конструкции могут делаться составными, из нескольких стыкуемых друг с другом деталей. Такой метод используется при необходимости опускания сваи на значительную глубину, или при значительной массивности опоры – для удобства транспортировки и заглубления.

По типу заглубления висячие сваи могут быть:

Область применения

Используется висячая технология при возведении зданий самой различной массы и этажности – от небольших малоэтажных строений, до больших заводских цехов и многоквартирных домов. Выбор висячего или стоечного фундамента производится ещё на стадии проектирования здания в зависимости от геологических условий и конструктивных особенностей постройки. Перед этим в обязательном порядке производятся предварительные геодезические исследования, цель которых – определение показателей плотности грунта и глубины залегания твёрдых пород.

Особое внимание следует уделить возможности подвижек слабой почвы в результате сезонных или тектонических воздействий – замерзания и таяния, землетрясений, селей и оползней. Данные характеристики могут стать противопоказаниями к использованию при строительстве висячей технологии.

Не рекомендуется использования висячих свай на грунтах, сложенных илистыми и болотными осадками, торфяниках, а также на искусственных насыпях. Категорически запрещается монтаж висячих фундаментов на слабых поверхностях, имеющих уклон к горизонту, из-за высокой вероятности оползней.

Инженерные расчёты

Технология висячего фундамента достаточно сложна, и требует произведения тщательных расчётов ещё на этапе планирования. Данные вычисления отличаются от расчётов для свай-стоек – в них учитывается гораздо больше прямых и косвенных значений и параметров. Связано это с ненадёжностью слабых просадочных грунтов, как несущей опоры.

Определить необходимую несущую способность фундамента можно по формуле, данной в разделе №2-02-03-85 СНиП. Инженерные расчёты достаточно сложны, и производить их следует специалистам, обладающим соответствующим образованием. Для точного вычисления понадобятся следующие параметры:

Также в формулу входит ряд табличных значений:

Рассчитывается нагрузка на сжатие каждой отельной опоры в соответствии со следующей формулой.

Это базовая формула для висячих опор, заглубляемых забивным методом. Имеется ещё одна формула, позволяющая рассчитать несущую способность сваи. Выполняется она на определение минимальной выдёргивающей нагрузки.

Параметры, используемые в данном случае аналогичны ранее приведённым, с той лишь разницей, что коэффициент условий работы имеет другое значение.

Недостатки технологии и способы их устранения

Главным недостатком висячего фундамента является его недостаточная несущая способность. Чтобы решить данную проблему и повысить надёжность конструкции, разработан целый ряд технологических методик.

Практическое применение перечисленных методик имеет неплохую отдачу, однако, далеко не во всех случаях. Увеличение сечения и длины сваи неизбежно ведёт к удорожанию сметной стоимости постройки. Более габаритную сваю также сложнее транспортировать до места строительства, а работа с ней более трудоёмка.

При работе на слабых грунтах любое увеличение массы конструкции ведёт к ещё большей осадке фундамента. Это касается методики «кустистых» свай, когда опоры заглубляются пачками по 2 – 4 штуки.

Как показали наблюдения, в данном случае технология хорошо работает, если расстояние между отдельными «кустами» не превышает их 3-х диаметров. В противном же случае усадка «кустов» из-за их большей массы аналогична усадке одиночной сваи, а иногда и превышает этот показатель.

В настоящее время ведётся разработка новых, более эффективных способов увеличения прочности висячих фундаментов:

На видео показаны основные виды свайных фундаментов.

Источник