Сколько стоит свайный фундамент с ростверком — плюсы и минусы. Фундамент кустовой свайный
4.3. Свайные фундаменты.
Понятия: отказ, ложный и истинный отказы.
Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.
Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.
При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.
Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.
Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.
При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.
При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.
После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».
Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».
Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности.
Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?
В
Почти максимальная несущая способность при забивке
супесях – в 1,1…1,2 разаВ
Необходимо учитывать повышение несущей способности
суглинках – в 1,3…1,5 раз В глинах – в 1,7…6 раз 
Понятие о кустовом эффекте.
При проектировании свайного фундамента расстояние между сваями (в осях) принимается не менее 3d (d – диаметр или сторона поперечного сечения сваи). Если необходимо более тесное расположение свай, несущую способность их нужно дополнительно уменьшать, т.е. увеличивать число или длину свай. Это связано с взаимным влиянием свай друг на друга, т.е. наложением возникающих в грунте напряжений («кустовой эффект»). Расстояние от боковой грани крайней сваи до грани ростверка обычно принимается не менее 15см.
При расчете свайных фундаментов из висячих свай кустовой эффект не учитывают, а ведут расчет свайного фундамента в целом по второму предельному состоянию (по деформациям) грунта основания.
Типы и реконструкции ростверков.
Ростверк — верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку на основание. Ростверк выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки столбов (свай) и служащая опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Ростверком называют также одинарный или двойной металлический настил, который укладывают на грунтовую (гравийную) подушку, и выполняющий роль фундамента для лёгких зданий. Ростверк служит для распределения нагрузки, передаваемой сооружением на сваи. Головы свай обычно заделывают в ростверк. Однако свайный фундамент может состоять и только из одной сваи, которая будет являться продолжением колонны наземной конструкции. Нижняя поверхность ростверка называется его подошвой. Глубиной заложения свайного фундамента называется расстояние от поверхности грунта до плоскости, проведенной через острие свай.
Ростверки могут быть монолитными, сборными и сборно-монолитными.
Сопряжение свайного ростверка со сваями бывает свободно опирающимся и жестким. Свободное опирание ростверка на сваи должно учитываться в расчете как шарнирное сопряжение и при монолитных ростверках должно выполняться путем заделки голов свай в ростверке на глубину 5—10 см. Заделка выпусков арматуры в ростверке в этом случае не обязательна. Свободное опирание принимают для центрально нагруженных свай.
Жесткое сопряжение свай и ростверка предусматривается в следующих случаях: стволы свай располагаются в слабых грунтах, нагрузка приложена с эксцентриситетом, при действии на сваи горизонтальных и выдергивающих нагрузок, а также динамических воздействий. Жесткое сопряжение сваи с монолитным ростверком осуществляется с заделкой головы сваи в ростверк на глубину, соответствующую длине анкеровки арматуры, или с заделкой в ростверк выпусков арматуры на длину их анкеровки, определяемой расчетом. Эта длина должна быть не менее 20d при арматуре периодического профиля и 40 d для гладких стержней (d — диаметр стержня). При жестком сопряжении верхнюю часть головы сваи разбивают и обнаженную арматуру замоноличивают в ростверк. Неразбитую часть головы сваи заделывают в ростверк на глубину 5—10 см.
Конструкцию ростверка и технологию его устройства принимают в зависимости от типа свай. Ростверки объединяют группу свай в одну конструкцию и распределяют на них нагрузки от сооружения. Они чаще всего представляют собой непрерывную ленту по всему контуру здания в плане, включая внутренние стены. В зависимости от типа здания или сооружения ростверки разделяют на высокие и низкие.
Если подошва ростверка уложена непосредственно на грунт, то такой ростверк называется низким. Если подошва находится существенно выше поверхности грунта, то такой ростверк называется высоким. В некоторых случаях, например при пучинистых грунтах, подошву ростверка устанавливают несколько возвышающейся над грунтом на величину порядка 20 см. Однако такой ростверк тоже именуется низким. В некоторых случаях, например при устройстве свайных фундаментов в сейсмически опасных районах, головы свай не заводятся в ростверк, а между ними и нижней поверхностью ростверка устраивается амортизирующая песчаная прослойка.
Способ усиления ростверков выбирают в зависимости от характера повреждений и вызвавших его причин.
При коррозии наружного слоя бетона ростверков, а также для исправления и предохранения от дальнейшего разрушения выветрившейся и трещиноватой их поверхности следует применять торкретирование путем нанесения на поверхность конструкции под давлением цементного раствора. Перед торкретированием поверхность ростверка должна быть тщательно очищена стальными щетками или пескоструйным аппаратом, продута сжатым воздухом и промыта водой под давлением. Торкретирование рекомендуется выполнять по металлической сетке с ячейками размером 5—10 см при диаметре проволоки около 5 мм. Сетку привязывают вязальной проволокой к анкерам диаметром 8—10 мм, заделанным в ростверке на 15—25 см. Расстояние между анкерами принимают 50— 80 см. Торкрет наносят под давлением 0,4—0,6 МПа толщиной 20— 40 мм в 2—3 слоя полосами шириной 1 —165 м сверху вниз. Каждый последующий слой наносят после схватывания предыдущего.
При серьезных повреждениях железобетонных ростверков любых типов (плит, подколонников, лент, насадок), осуществляют более крупные ремонтные работы. Пустоты и трещины в бетоне заделывают нагнетанием цементного раствора под давлением. Для этого в ростверке перфораторами бурят вертикальные или наклонные шпуры диаметром 40—80 VMM, располагая их в таком порядке, чтобы максимально охватить разрушенный массив. Рекомендуемое расстояние между шпурами 0,8—1,5 м. Длина наклонных шпуров не должна быть более 0,4 толщины массива при бурении с обеих сторон массива и не более 0,75— при бурении с одной стороны. Общее число и расположение шпуров устанавливают в зависимости от степени разрушения ростверка, а также от расположения рабочей арматуры, поскольку шпуры должны буриться между стержнями арматуры. После окончания бурения шпуров через инъекционные трубки промывают бетон под давлением 0,2— 0,4 МПа. Для цементации обычно применяют водоцементный раствор состава от 1:10 до 1:1 (отношение цемента к воде по массе). В начале нагнетания применяют более жидкий раствор от 1:10 до 1:4 при давлении до 0,5—1,1 МПа. При малых поглощениях раствора его состав в процессе нагнетания не изменяют, но увеличивают давление до 1,1 МПа.
При недостаточной прочности бетона и значительном разрушении ростверков их усиляют обоймами. Обойму обычно выполняют на всю высоту ростверка по его периметру. Обоймы выполняют по такой же технологии, что и у фундаментов мелкого заложения.
Для свайных фундаментов с высоким ростверком усиление ствола свай является наиболее доступным. В этом случае сваи с поперечными или продольными трещинами и частичным разрушением стволов следует усиливать железобетонными обоймами, толщина стенок которых должна быть не менее 100 мм. Обойма устраивается на всю высоту свободной части сваи с заглублением в грунт не менее чем на 1 м. Известен способ обуривания ствола сваи скважинами малого диаметра. При этом способе вплотную к поверхности сваи пробуривают в грунте скважины диаметром 50—80 мм с расчетом не менее одной скважины вдоль грани сваи. По скважинам нагнетается цементный раствор, который окружает сваю сплошной рубашкой, препятствующей дальнейшему разрушению материала ствола и повышающей прочность окружающего грунта. Усиление стволов свай можно выполнять путем погружения забивной сваи или устройства буронабивной сваи вплотную к стволу. При устройстве буронабивной сваи у ствола бурят одну-две скважины, которые затем армируют и бетонируют. При таком способе следует усилять не все сваи подряд, а каждую вторую или даже третью. Иногда разрушенные стволы свай усиляют забивкой конической сваей.
Усиление всего свайного фундамента осуществляют при значительном разрушении фундамента, при большом увеличении нагрузки на фундамент, а также в связи с недостаточной несущей способностью грунта, на который опирается свайный фундамент.
При исчерпании несущей способности основания под сваями применяют методы закрепления и повышения прочности грунтов. Грунт вокруг стволов и под остриями свай может быть упрочнен цементацией, силикатизацией, смолизацией или обжигом.
studfiles.net
8.3.4. Проектирование свайного поля и ростверков
Основная задача проектирования свайного поля и ростверков сводится к максимальному использованию допускаемой на сваю расчетной нагрузки, обеспечению равнопрочности сваи по грунту и материалу, определению оптимальных типоразмеров свай к ростверков и их унификации, обеспечению минимального заложения ростверков и наименьших объемов земляных работ.
Под сооружениями с несущими стенами сваи располагаются, как правило, в один ряд. Не следует допускать недоиспользование несущей способности свай более чем на 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, от кратковременных нагрузок более чем на 20 %.
Для каркасных сооружений число свай в кустах должно быть минимальным. Не рекомендуется принимать число свай в кустах с нагрузкой до 10 000 кН более 16 шт. при сечении 30×30 см, более 12 шт. при сечении 35×35 см, более 9 шт. при сечении 40×40 см или диаметре 50—60 см.
В табл. 8.20 и 8.21 приведены параметры унифицированных кустов из забивных свай квадратного сечения для одноэтажных и многоэтажных зданий, в табл. 8.22 и 8.23 — унифицированных кустов из буронабивных свай без уширения и с уширенной пятой, в табл. 8.24 — унифицированных кустов из полых круглых свай и свай-оболочек. Данные этих таблиц облегчают определение передаваемой на сваю расчетной нагрузки по формуле
Np = N/n ± kxMx ± kyMy,
где Np, Мx, Мy — расчетные нагрузки, действующие на фундамент на отметке низа ростверка; n — число свай в кусте; kх, ky — коэффициенты, принимаемые по табл. 8.20–8.24.
Для сокращения трудоемкости подбора требуемого куста свай целесообразно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 8.15. Куст свай подбирают по заданным расчетным нагрузкам на фундамент N, М и принятой в проекте расчетной нагрузке на сваю Fh в следующем порядке:
– вычисляются n0 = N/Fh и e = M/(k2N), где коэффициент k2 принимается в зависимости от ширины грани или диаметра сваи:
| Ширина грани илидиаметр сваи, см | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 80 |
| k2 | 0,833 | 1,0 | 1,167 | 1,333 | 1,667 | 2,0 | 2,66 |
– точка пересечения линии n0 и е определяет требуемые параметры куста свай и шаг свай a в продольном направлении;
– шаг свай в поперечном направлении вычисляется по формуле
.
Кусты свай принимаются по табл. 8.20.
ТАБЛИЦА 8.18. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАБИВНЫХ СВАЙ
| Размер сечения или диаметр свай, см | Длина свай, м | Приближенные значения коэффициентов Ks, Kp, Ku | ||||||||
| при гравелистых, крупныхпесках и глинистыхгрунтах с IL = 0,0÷0,1 | при песках среднейкрупности и глинистыхгрунтах с IL = 0,2÷0,3 | при мелких и пылеватыхпесках и глинистыхгрунтах с IL = 0,4÷0,5 | ||||||||
| 30×30 | 3–15 | 1–0,6 + | 0,5–0,4± | ≤ 0,3– | 0,7–0,6+ | 0,5–0,4± | ≤ 0,3– | 0,4–0,3+ | 0,2± | < 0,2– |
| 35×35 | 10–20 | 1–0,7+ | 06–0,4± | < 0,4– | 0,65–0,5+ | 0,4–0,3± | < 0,3– | 0,35–0,25+ | 0,2± | < 0,2– |
| 40×40 | 13–20 | 1–0,8+ | 0,7–0,5± | < 0,5– | 0,8–0,6+ | 0,5–0,4± | 0,4– | < 0,4+ | 0,3± | < 0,3– |
| 40 | 3–20 | 1–0,9+ | 0,8–0,7+ | 0,6–0,5± | 1–0,9+ | 0,8–0,5± | 0,4–0,2– | 0,8–0,7+ | 0,6–0,5± | 0,4–0,1– |
| 50 | 3–25 | 1–0,8+ | 0,7–0,6+ | 0,55± | 1–0,9+ | 0,8–0,5± | 0,4–0,3– | 1–0,8+ | 0,7–0,5± | 0,4–0,1– |
| 60 | 3–30 | 1–0,8+ | 0,7–0,6+ | 0,5± | 1–0,9+ | 0,8–0,5± | 0,4–0,3– | 1–0,9+ | 0,8–0,5± | 0,4–0,1– |
| 80 | 3–35 | 1–0,7+ | 0,7–0,6+ | 0,5± | 1–0,9+ | 0,8–0,4± | 0,3–0,2– | 1–0,9+ | 0,8–0,5± | 0,4–0,1– |
Примечание. Знаки «+», «±» и «–» соответственно обозначают: рекомендуется для применении; применение возможно при соответствующем обосновании; применение не рекомендуется.
ТАБЛИЦА 8.19. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (ПО ТИПОВОМУ ПРОЕКТУ ФУНДАМЕНТПРОЕКТА, ИНВ. № 11740)
| Диаметр сваи1, см | Длина сваи, м | Приближенные значения коэффициентов Ks, Kp, Ku | ||||||||
| при гравелистых, крупныхпесках и глинистыхгрунтах с IL = 0,0÷0,1 | при песках среднейкрупности и глинистыхгрунтах с IL = 0,2÷0,3 | при мелких и пылеватыхпесках и глинистыхгрунтах с IL = 0,4÷0,5 | ||||||||
| 40 | 8–10 | 0,4± | 0,3–0,2– | < 0,2– | 0,4± | 0,3–0,2– | < 0,2– | 0,35± | 0,3–0,2– | < 0,2– |
| 50 | 8–25 | 1–0,8+ | 0,7–0,5+ | 0,4–0,3± | 0,9–0,6+ | 0,5–0,4± | 0,4– | 0,8–0,5± | 0,6–0,5± | < 0,3– |
| 50/120 | 8–25 | 1–0,7+ | 0,6–0,5+ | < 0,5± | 1–0,6+ | 0,5–0,4± | < 0,4± | 1–0,6+ | 0,5–0,4± | < 0,4± |
| 50/160 | 8–25 | 1+ | 1–0,8+ | 1–0,7+ | ||||||
| 60 | 8–25 | 1–0,6+ | 0,5–0,3± | < 0,2– | 0,9–0,5± | 0,4–0,3± | < 0,3– | 0,9–0,5± | 0,4–0,3± | < 0,3– |
| 60/160 | 8–25 | 1–0,9+ | 0,8–0,75+ | 0,75+ | 1–0,9+ | 0,8–0,7+ | 0,6+ | 1–0,8+ | 0,7–0,6+ | 0,5+ |
| 60/180 | 8–25 | 1+ | 1+ | 0,9–0,8+ | 0,7+ | 1+ | 0,9–0,7+ | 0,6+ | ||
| 80 | 8–25 | 0,8–0,6+ | 0,5–0,2± | 0,15– | 0,75–0,5± | 0,4–0,2± | 0,1– | 0,7–0,5± | 0,4–0,3± | 0,1– |
| 80/180 | 8–25 | 1–0,9+ | 0,8–0,6+ | 0,55± | 1–0,9+ | 0,8–0,5+ | 0,4± | 0,9–0,8+ | 0,7–0,5± | 0,35± |
| 100 | 8–25 | 0,7–0,6+ | 0,5–0,3± | 0,15– | 0,6–0,5+ | 0,4–0,2– | 0,1– | 0,6–0,5± | 0,4–0,2– | 0,1– |
| 120 | 8–25 | 0,65–0,5+ | 0,4–0,2– | 0,1– | 0,6–0,5+ | 0,4–0,2– | 0,1– | 0,55–0,5+ | 0,4–0,2– | 0,1– |
1 Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.
Примечание. То же, что и к табл. 8.18.
ТАБЛИЦА 8.20. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
| Номер схемы | Типовая схема свайного куста | Размер сечения сваи, мм | Размеры, мм | kx,y | |||||||
| a | a1 | a2 | A | b | b1 | В | kx | ky | |||
| 1 |  | 300×300 | 450650800 | – | – | 90013001600 | 450 | – | 900 | 0,5556 | 0,55560,38460,3125 |
| 350×350 | 6007501050 | 120015002100 | 0,41670,33330,2381 | ||||||||
| 400×400 | 6007501050 | 120015002100 | 0,41670,33330,2381 | ||||||||
| 2 |  | 300×300 | 650 8009501100 | – | – | 1300 | 650 | – | 1300 | 0,3846 | 0,3846 |
| 160019002200 | 450 | 900 | 0,5556 | 0,31250,26320,2273 | |||||||
| 350×350 | 10751225 | 21502450 | 625625 | 12501250 | 0,4 | 0,23260,2041 | |||||
| 400×400 | 900 105012001350 | 1800 210024002700 | 750 | 1500 | 0,3333 | 0,2778 | |||||
| 600 | 1200 | 0,4167 | 0,23810,20830,1852 | ||||||||
| 3 |  | 300×300 | 90011001250 | – | – | 180022002500 | 450 | – | 900 | 0,5556 | 0,18520,15150,1333 |
| 350×350 | 10501200 | 21002400 | 600 | 1200 | 0,4167 | 0,15870,1389 | |||||
| 400×400 | 12001350 | 24002700 | 0,13890,1235 | ||||||||
| 4 |  | 300×300 | 475625 | 9501250 | – | 19002500 | 800650 | – | 16001300 | 0,31250,3846 | 0,35710,2463 |
| 350×350 | 525675 | 10501350 | 21002700 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,31220,2212 | ||||
| 400×400 | 600675 750825 | 12001350 15001650 | 24002700 30003300 | 1050 | 2100 | 0,2381 | 0,26040,2212 | ||||
| 900 | 1800 | 0,2778 | 0,19050,166 | ||||||||
| 5 |  | 300×300 | 475625 | 9501250 | – | 19002500 | 800650 | – | 16001300 | 0,20830,2564 | 0,23530,1730 |
| 350×350 | 525675 | 10501350 | 21002700 | 900 | 1800 | 0,1852 | 0,21050,1585 | ||||
| 400×400 | 600675 750825 | 12001350 15001650 | 24002700 30003300 | 1050 | 2100 | 0,1587 | 0,18120,1585 | ||||
| 900 | 1800 | 0,1852 | 0,140,1256 | ||||||||
| 6 |  | 300×300 | 900110014001550 | – | – | 1800220028003100 | 900 | – | 1800 | 0,1852 | 0,18520,15150,1190,1075 |
| 350×350 | 1050122513751650 | – | 2100245027503300 | 1050 | 2100 | 0,1587 | 0,15870,13610,12120,101 | ||||
| 400×400 | 12001500 | – | 24003000 | 1200 | 2400 | 0,1389 | 0,13890,1111 | ||||
| 7 |  | 300×300 | 450500 | 13501500 | – | 27003000 | 900 | – | 1800 | 0,1852 | 0,15750,1333 |
| 350×350 | 550600 | 16501800 | 33003600 | 0,11430,0992 | |||||||
| 8 |  | 300×300 | 450500 | 9001000 | 13501500 | 27003000 | 900 | – | 1800 | 0,1389 | 0,12770,1111 |
| 350×350 | 550600 | 11001200 | 16501800 | 33003600 | 0,09780,0868 | ||||||
| 9 |  | 300×300 | 450500550600650 | 13501500165018001950 | – | 27003000330036003900 | 900 | – | 1800 | 0,1389 | 0,10730,09520,08530,07720,0702 |
| 350×350 | 550650 | 16501950 | 33003900 | 1050 | 2100 | 0,119 | 0,08530,0702 | ||||
| 10 |  | 300×300 | 625700 775850925 | 12501400 155017001850 | – | 25002800 310034003700 | 625550 | 12501100 | 25002200 | 0,10990,128 | 0,10990,0962 |
| 450 | 900 | 1800 | 0,161 | 0,08550,07640,069 | |||||||
| 11 |  | 300×300 | 8009251000 | 170018502000 | – | 340037004000 | 450 | 900 | 1800 | 0,1314 | 0,07140,06170,0556 |
| 12 |  | 300×300 | 9001000 | 18002000 | – | 36004000 | 900 | – | 1800 | 0,1111 | 0,06390,0556 |
| 13 |  | 300×300 | 550650 | 16501950 | – | 33003900 | 450 | 1350 | 2700 | 0,0805 | 0,0640,0522 |
ТАБЛИЦА 8.21. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
| Номер схемы | Типовая схема свайного куста | Размер сечения сваи, мм | Размеры, мм | kx,y | |||||
| a | a1 | A | b | B | kx | ky | |||
| 1 |  | 300×300 | 450 | – | 900 | – | – | – | 1,1111 |
| 350×350400×400 | 600 | 1200 | 0,8333 | ||||||
| 2 |  | 300×300 | 300 | 600 | 900 | 450 | 900 | 1,1111 | 1,2821 |
| 350×350400×400 | 400 | 800 | 1200 | 0,89290,8929 | |||||
| 3 |  | 300×300 | 450600 | – | 9001200 | 450 | 900 | 1,1111 | 0,55560,4167 |
| 350×350 | 600750 | 1500 | 600 | 1200 | 0,4167 | 0,41670,3333 | |||
| 400×400 | 600750 | 12001500 | 0,41670,3333 | ||||||
| 4 |  | 300×300 | 650 | – | 1300 | 650 | 1300 | 0,3843 | 0,3846 |
| 350×350400×400 | 900 | 1800 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,2778 | |||
| 5 |  | 300×300 | 900 | – | 1800 | 450 | 900 | 0,3704 | 0,2778 |
| 350×350 | 1050 | 2100 | 600 | 1200 | 0,4167 | 0,2381 | |||
| 6 |  | 300×300 | 475 | 950 | 1900 | 800 | 1600 | 0,3125 | 0,3571 |
| 350×350 | 525 | 1050 | 2100 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,3125 | ||
| 7 |  | 300×300 | 475 | 950 | 1900 | 800 | 1600 | 0,2083 | 0,2353 |
| 350×350 | 525 | 1050 | 2100 | 900 | 1800 | 0,1852 | 0,2105 | ||
| 8 |  | 300×300 | 900 | – | 1800 | 900 | 1800 | 0,1852 | 0,1852 |
| 350×350 | 1050 | 2100 | 1050 | 2100 | 0,1587 | 0,1587 | |||
ТАБЛИЦА 8.22. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
| Номер схемы | Типовая схема свайного куста | Размер сечения сваи, мм | Размеры, мм | kx,y | |||||
| a | a1 | A | b | B | kx | ky | |||
| 1 |  | 5006008008809801000108011801200 | – | – | – | – | – | – | – |
| 2 |  | 400500600800800 | 6007508509001000 | 12001500170018002000 | – | – | – | 0,83330,6670,58820,55560,5 | |
| 880 | 950 | – | 1900 | 0,5263 | |||||
| 9801000 | 1050 | 2100 | 0,4762 | ||||||
| 10801180 | 10001100 | 20002200 | 0,50,4545 | ||||||
| 1200 | 1050 | 2100 | 0,4762 | ||||||
| 3 |  | 400600600600 | 400500570670 | 800100011301330 | 1200150017002000 | 600750850850 | 1200150017001700 | 0,83330,33330,58820,5882 | 0,41670,33330,29530,2509 |
| 800880 | 600630 | 12001270 | 18001900 | 900950 | 18001900 | 0,55560,5263 | 0,27780,025 | ||
| 98010001080 | 670 | 1330 | 2000 | 1000 | 2000 | 0,5 | 0,2509 | ||
| 11801200 | 730700 | 14701400 | 22002100 | 11001050 | 22002100 | 0,45450,4762 | 0,2260,2381 | ||
| 4 |  | 400500600600800880 | 6007508501000900950 | – | 120015001700200018001900 | 600750850850900950 | 120015001700170018001900 | 0,41670,33330,29410,29410,27780,2632 | 0,41670,33330,29410,250,27780,2632 |
| 98010001080 | 1000 | 2000 | 1000 | 2000 | 0,25 | 0,25 | |||
| 11801200 | 11001050 | 22002100 | 11001050 | 22002100 | 0,22730,2381 | 0,22730,2381 | |||
| 5 |  | 500600 | 10501300 | – | 21002600 | 10501000 | 21002000 | 0,23810,25 | 0,23810,1923 |
| 880 | 1200 | 2400 | 1200 | 2400 | 0,2083 | 0,2083 | |||
ТАБЛИЦА 8.23. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАИ С УШИРЕНИЕМ В НИЖНЕЙ ЧАСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
| Номер схемы | Типовая схема свайного куста | Размер сечения сваи, мм | Размеры, мм | kx,y | |||||
| a | a1 | A | b | B | kx | ky | |||
| 1 |  | 500/1200600/1600800/1800 | – | – | – | – | – | – | – |
| 2 |  | 500/1200 | 8501100 | – | 17002200 | – | – | – | 0,58820,4545 |
| 500/1400 | 9501200 | 19002400 | 0,52630,4167 | ||||||
| 500/1600 | 10501300 | 21002600 | 0,47620,3840 | ||||||
| 600/1600 | 10501300 | 21002600 | 0,47620,3846 | ||||||
| 800/1800 | 11501400 | 23002800 | 0,43480,3571 | ||||||
| 3 |  | 500/1200 | 550700 | 11501500 | 17002200 | 11001100 | 22002200 | 0,45450,4545 | 0,28530,2167 |
| 500/1400 | 600800 | 13001600 | 19002400 | 9501200 | 19002400 | 0,52630,3472 | 0,2490,2083 | ||
| 500/1600 | 700850 | 14001750 | 21002600 | 10501300 | 21002600 | 0,47620,3846 | 0,23810,1885 | ||
| 600/1600 | 700850 | 14001750 | 21002600 | 10501300 | 21002600 | 0,47620,3846 | 0,21670,1885 | ||
| 800/1800 | 750900 | 15501900 | 23002800 | 11501400 | 23002800 | 0,43480,3571 | 0,21280,1721 | ||
| 4 |  | 500/1200 | 8501100 | – | 17002200 | 8501100 | 17002200 | 0,29410,2273 | 0,29410,2273 |
| 500/1400 | 9501200 | 19002400 | 9501200 | 19002400 | 0,26320,2083 | 0,26320,2083 | |||
| 500/1600 | 10501300 | 21002600 | 10501300 | 21002600 | 0,23810,1923 | 0,23810,1923 | |||
| 600/1600 | 10501300 | 21002600 | 10501300 | 21002600 | 0,23810,1923 | 0,23810,1923 | |||
| 800/1800 | 11501400 | 23002800 | 11501400 | 23002800 | 0,21740,1786 | 0,21740,1786 | |||
| 5 |  | 500/1200 | 12001600 | – | 24003200 | 12001600 | 24003200 | 0,20830,1563 | 0,20830,1563 |
| 500/1400 | 1500 | 3000 | 1500 | 3000 | 0,1667 | 0,1667 | |||
| 500/1600 | 15002000 | 30004000 | 15002000 | 30004000 | 0,16670,125 | 0,16670,125 | |||
| 600/1600 | 15002000 | 30004000 | 15002000 | 30004000 | 0,16670,125 | 0,16670,126 | |||
1 Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.
ТАБЛИЦА 8.24. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ПОЛЫХ КРУГЛЫХ СВАЙ И СВАЙ–ОБОЛОЧЕК ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
| Номер схемы | Типовая схема свайного куста | Размер сечения сваи, мм | Размеры, мм | kx,y | |||||
| a | a1 | A | b | B | kx | ky | |||
| 1 | | 400 | 600900 | – | 12001800 | – | – | – | 0,83330,5556 |
| 500 | 7501050 | 15002100 | 0,66670,4762 | ||||||
| 600 | 8501000 | 17002000 | 0,58820,5 | ||||||
| 800 | 9001000 | 18002100 | 0,55560,4762 | ||||||
| 1000 | 10501250 | 21002500 | 0,4762 0,4 | ||||||
| 1200 | 11501350 | 23002700 | 0,43480,3704 | ||||||
| 1600 | 13001450 | 26002900 | 0,38460,3448 | ||||||
| 2 | | 400 | 400500700 | 80010001400 | 120015002100 | 600 | 1200 | 0,8333 | 0,69440,50,2976 |
| 500 | 500600700 | 100012001400 | 150018002100 | 750 | 4500 | 0,6667 | 0,50,37880,2976 | ||
| 600 | 570670 | 11301330 | 17002000 | 850 | 1700 | 0,5882 | 0,41320,3215 | ||
| 800 | 600700800 | 120014001600 | 180021002400 | 900 | 1800 | 0,5556 | 0,37880,29760,2404 | ||
| 3 | | 400 | 6007501050 | – | 120015002100 | 600 | 1200 | 0,4167 | 0,41670,33330,2381 |
| 500 | 7509001050 | 150018002100 | 750 | 1500 | 0,3333 | 0,33330,27780,2381 | |||
| 600 | 85010001300 | 170020002600 | 850 | 1700 | 0,2941 | 0,29410,250,1923 | |||
| 800 | 90010501200 | 180021002400 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,27780,23810,2083 | |||
| 4 | | 400 | 900 | – | 1800 | 750 | 1500 | 0,3333 | 0,2778 |
| 105012001350 | 210024002700 | 600 | 1200 | 0,4167 | 0,23810,20830,1852 | ||||
| 500 | 10501200 | 21002400 | 1050 | 2100 | 0,2381 | 0,23810,2083 | |||
| 1350 | 2700 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,1852 | ||||
| 600 | 1300 | 2600 | 1000 | 2000 | 0,25 | 0,1923 | |||
| 17501900 | 35003800 | 850 | 1700 | 0,2941 | 0,14290,1266 | ||||
| 5 |  | 400 | 12001350 | – | 24002700 | 600 | 1200 | 0,2778 | 0,20830,1852 |
| 500 | 15001650 | 30003300 | 750 | 1500 | 0,2222 | 0,16670,1515 | |||
| 600 | 17501900 | 35003800 | 850 | 1700 | 0,1961 | 0,14290,1316 | |||
| 6 |  | 400 | 600676 | 12001350 | 24002700 | 1050 | 2100 | 0,2381 | 0,18940,1575 |
| 750825 | 15001650 | 30003300 | 900 | 1800 | 0,2778 | 0,13330,1143 | |||
| 500 | 825975 | 16501950 | 33003900 | 1350 | 2700 | 0,1852 | 0,11430,0869 | ||
| 7 |  | 400 | 600675 | 12001350 | 24002700 | 1050 | 2100 | 0,1587 | 0,18120,2041 |
| 750825 | 15001650 | 30003300 | 900 | 1800 | 0,1852 | 0,14030,1256 | |||
| 500 | 825975 | 16501960 | 33003900 | 1350 | 2700 | 0,1235 | 0,12560,1031 | ||
| 8 |  | 400 | 1200 | – | 2400 | 1200 | 2400 | 0,1389 | 0,1389 |
| 1500 | 3000 | 0,1111 | |||||||
Пример 8.7. Подобрать куст свай. Дано: N = 8000 кН, M = 2000 кН×м, bp = 35 см, Fh = 1200 кН, k2 = 1,167.
Решение. Определяем: n0 = 8000/1200=7; е0=2000/(1,167 · 8000) = 0,214. По номограмме выбираем куст КС-8 с параметрами:
a0 = 2,39 е0k2 = 2,39 · 0,214 · 1,167 = 0,6 м; bi = 
= 0,86 м > 1,5bp = 0,525 м.
Размеры ростверков в плане принимаются кратными 30 см и на 20 см больше размеров куста свай по наружному контуру. Конструктивная высота ростверков назначается на 40 см больше глубины стакана или с учетом необходимой заделки анкерных болтов. Расчетная высота ростверков должна быть наименьшей. При ее подборе целесообразно сначала увеличить марку бетона ростверков, а затем его высоту. Размеры ростверков по высоте принимаются кратными 15 см.
Ростверки армируют сварными арматурными изделиями. Стенки стакана ростверка армируют пространственным каркасом, устанавливаемым на подготовку, и поперечными сетками, надеваемыми на пространственный каркас. Расстояние между поперечными сетками принимается не более 1/4 глубины заделки колонны и не более 20 см.
Число арматурных сеток, рассчитанных на местное сжатие, должно быть не менее двух под железобетонными колоннами и не менее четырех под стальными колоннами. Расстояние между сетками по высоте принимается 5—10 см.
Фундаменты из свайного поля размером более 10×10 м проектируют по той же схеме, что и кустовой свайный фундамент, но при этом должны быть обоснованы формы расположения свай (сплошная или кольцевая, по прямоугольной сетке, по радиальным прямым или концентрическим окружностям), расстояние между сваями и порядок их забивки, исключающие выпучивание грунта и недобивку свай.
Сопряжение свай с ростверком осуществляется в соответствии с рекомендациями Руководства [3].
Руководство по проектированию свайных фундаментов
Рис. 8.15. Номограмма для подбора куста свай
КС — куст свай; а, а0 — расстояние между сваями по направлению действия момента при прямоугольной шахматной сетке расположения свай
Число свай в фундаменте следует определять из условия восприятия вдавливающих нагрузок и моментов. Если установленное число свай не обеспечивает восприятия горизонтальных нагрузок, следует применять: наклонные сваи, балки-связи, позволяющие распределить горизонтальные нагрузки на менее загруженные фундаменты; короткие дополнительные сваи в кусте, воспринимающие только горизонтальную нагрузку; зуб, устраиваемый на 1—1,5 м ниже подошвы ростверка и бетонируемый враспор.
Проектирование свайных фундаментов при агрессивных грунтовых водах проводится с учетом требований СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.
На стадии изысканий следует установить источник агрессивности подземных вод и, если это возможно, разработать мероприятия по его устранению. В. последнем случае антикоррозионная защита свай и ростверков не требуется. Защита свай и ростверков от коррозии должна проводиться в зависимости от степени и характера агрессивности подземных вод одним из следующих способов:
- – повышением защитных свойств бетона за счет увеличения его плотности, повышением трещиностойкости, применением сталей, вяжущих и заполнителей, наиболее стойких к данной агрессивной среде;
- – применением цементов сульфатостойких, кислотостойких и с умеренной экзотермией;
- – обмазкой или пропиткой свай и ростверков химическими составами.
Обмазку или пропитку следует применять в том случае, если нельзя повысить защитные свойства материала или применить специальные цементы.
При наличии агрессивных подземных вод под ростверки рекомендуется устраивать подготовку из втрамбованного в грунт щебня толщиной не менее 10 см с проливкой битумом.
При устройстве свайного фундамента вблизи подземного сооружения заложение ростверков следует принимать наименьшим независимо от глубины подземного сооружения, принимая дополнительные мероприятия для восприятия сваями горизонтальных нагрузок.
xn--h1aleim.xn--p1ai
4. Расчет свайных фундаментов по предельным состояниям.
4.1 Общие сведения
Расчет свайных фундаментов производится в соответствии с рекомендациями СНиП {7}.
Сваи приняты готовые, сборные, железобетонные, призматические, сплошного квадратного сечения. Способ устройства свай - забивка дизель-молотом. По характеру передачи нагрузки на грунт - сваи висячие. Ростверки приняты монолитные железобетонные в сечениях 1-1 в виде плиты с подколонником; в остальных сечениях - в виде балки (ленты). Сопряжение свай с ростверком - шарнирное. Тип ростверка - низкий.
4.2 Расчет кустового свайного фундамента под центрально - нагруженную колонну
1. Подбор свай. Назначаем марку сваи.
2. Определяем требуемую несущую способность сваи по грунту:
;
где 
- коэффициент надежности, зависящий от способа определения несущей способности сваи {7}.
- коэффициент условия работы сваи в грунте {7};
- коэффициент условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и на боковой поверхности, табл.3 {7};
A - площадь поперечного сечения сваи, м2;
u - периметр сваи, м;
hi -толщина i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;
fi -расчетное сопротивление i-того слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, табл. 2, прим. 3 {7};
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, табл. 1, прим. 3 {7};
Сечение 2-2.
Назначим 
| N РУ | hi | Zi | fi | | |
| BS 2 | 1 | 1.7 | 3.65 | 51.25 | 87.13 |
| 2 | 2 | 5.5 | 45.32 | 90.64 | |
| 3 | 2 | 7.5 | 48.23 | 96.46 | |
| 4 | 0.3 | 8.65 | 49.6 | 14.88 | |
| Σ=289.11 | |||||
Сечение 4-4 (сечение 5-5).
Назначим 
| N РУ | hi | Zi | fi | | |
| 1 | 0.1 | 1.85 | 40.95 | 4.1 | |
| BS 1 | 2 | 0.6 | 2.2 | 43.2 | 25.92 |
| BS 2 | 3 | 2.0 | 3.5 | 40.28 | 80.56 |
| 4 | 2.0 | 5.5 | 45.32 | 90.64 | |
| 5 | 1.3 | 7.15 | 47.78 | 62.114 | |
| Σ=263.33 | |||||
Сечение 1-1 (сечение 3-3).
Назначим 
| N РУ | hi | Zi | fi | | |
| 1 | 0.9 | 1.45 | 38.15 | 34.34 | |
| BS 1 | 2 | 0.6 | 2.2 | 43.2 | 25.92 |
| BS 2 | 3 | 2.0 | 3.5 | 40.28 | 80.56 |
| 4 | 2.0 | 5.5 | 45.32 | 90.64 | |
| 5 | 1.3 | 7.15 | 47.78 | 62.114 | |
| Σ=293.57 | |||||
/
Конструирование ростверков.
Сечение 5-5.
- шаг свай.
, (581,9<612,193)
Сечение 2-2
, принимаем а=4,8м.
(253,92<649,922)
Сечение 4-4.
, (224,75<612,193)
Сечение 1-1.
, принимаем а=4,8м.
(416,6<649,922).
Сечение 3-3.
, принимаем а=6,6 м.
(416,6<649,922).
Расчет осадки основания фундамента
Расчет осадок фундамента в сечении 2-2(свайный фундамент)
| № эл.сл. | hi | zNL | zFL | γi | Δσzgi | σzg | ξ | α | σzpi | σzp /σzg | | Ei | Si |
| DL -3 | 0,5 | 0,5 | — | 18.639 | 3,6 | 3,6 | — | — | — | — | — | — | — |
| WL -2 | 1,9 | 2,4 | — | 18.639 | 25,35 | 28,95 | — | — | — | — | — | — | — |
| BS1 -1 | 0,6 | 3.0 | — | 19.221 | 9,61 | 38,56 | — | — | — | — | — | 42 | — |
| FL 0 | 0,3 | 3.3 | 0,0 | 19.221 | 3,74 | 42,30 | 0,0 | 1,0 | 18,55 | 0.44 | — | — | |
| BS2 1 | 1,7 | 5.0 | 1.7 | 19.221 | 37,40 | 79,70 | 1.67 | 0,63 | 11,69 | 0,15 | 15,12 | 1,90 | |
| 2 | 2.0 | 7.0 | 3.7 | 20.012 | 31,79 | 111,49 | 2,83 | 0,47 | 8,72 | ||||
| 3 | 2.0 | 9.0 | 5.7 | 20.012 | 18,70 | 130,19 | 3,92 | 0,31 | 5,75 | ||||
| 4 | 0.3 | 9.3 | 6 | 20.012 | 24,31 | 154.50 | 5,00 | 0.24 | 4.45 |
| |||
| Σ1,90 |
studfiles.net
Способ строительства кустового свайного основания для бурения и эксплуатации скважин нефтегазовых месторождений
Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии возведения свайных фундаментов для пластичных подстилающих грунтов, и может быть использовано при кустовом бурении для разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений на сильно заболоченной местности в сложных природно-климатических условиях. Способ строительства кустового свайного основания для пластичных подстилающих грунтов и эксплуатации скважин нефтегазовых месторождений в сложных природно-климатических условиях включает подготовку свайного куста с установкой на нем рядами свай с наголовниками, ограждение свайного куста. Для подготовки свайного куста проминают и промораживают при минусовых температурах поверхностный грунт для получения слоя, обеспечивающего безопасное продвижение техники массой более 15 тонн. Организуют площадку, на которой выполняют разбивку осей с подготовкой гнезд под каждую сваю и скважину. Размещают базовую технику, состоящую из ходовых и опорных технических средств для установки свай. На один конец сваи устанавливают съемный наголовник, на котором закрепляют тяговый трос, другой конец тягового троса пропускают через обводной блок опорного технического средства и закрепляют его на ходовом техническом средстве, противоположный конец сваи устанавливают в гнездо погружения и путем перемещения ходового технического средства, связанного с опорным техническим средством посредством тягового троса, вдавливают сваю в грунт, после чего базовую технику устанавливают у следующего запланированного гнезда и каждую последующую сваю располагают с учетом обеспечения проектного шага между сваями и формирования продольных и поперечных рядов скважин относительно края площадки с образованием между ними центрального ряда свай. Установку и погружение свай начинают с центрального ряда края площадки. Верхние части выступающих свай над поверхностью грунта жестко закрепляют крепежными средствами. Затем ограждают листовым металлом по периметру внешнюю сторону кустового свайного основания, в центральной части которого по всей длине площадки изготавливают металлический желоб, в качестве свай используют трубы. Технический результат состоит в сокращении продолжительности, стоимости и трудоемкости производства работ, повышении надежности и простоты в обслуживании скважин в процессе эксплуатации, сохранении окружающей среды. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии возведения свайных фундаментов для пластичных подстилающих грунтов, и может быть использовано при кустовом бурении для разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений на сильно заболоченной местности в сложных природно-климатических условиях.
Известен свайный фундамент, включающий установку ростверка на свайный куст, при этом предварительно выполняют свайный куст из центральной и периферийной свай с ребристым стволом, боковую поверхность которого выполняют из прямолинейных участков, образующих торцевые грани ребер, и соединяющих их промежуточных участков, ростверк выполняют треугольным в плане, одну сваю располагают по его центру с ориентацией ребер в направлении вершин сечения ростверка, а остальные сваи располагают по углам сечения ростверка, при этом одно из ребер каждой периферийной сваи обращают к соответствующей вершине сечения ростверка (патент РФ №2002899, E02D 27/12). Недостатком его является высокая трудоемкость и стоимость строительства, низкие функциональные и эксплуатационные возможности.
Известен способ кустового строительства скважин, включающий сооружение основания, монтаж буровой установки, бурение скважин на кустовой площадке, при этом на отведенном участке со стороны последней запроектированной под бурение скважины производят частичное сооружение кустовой площадки, завозят и монтируют буровой станок в месте для бурения последней запроектированной скважины, одновременно с завозом и монтажом станка продолжают сооружать основание на отведенном участке с противоположной стороны, откуда будет вестись бурение первой запроектированной скважины, после сооружения остальной части кустовой площадки буровой станок и вышку перемещают по ряду на место бурения первой скважины (патент РФ №2169823, Е21В 15/00, Е21В 7/00, 2001.06.27). Анализ данного способа кустового строительства скважин свидетельствует, что предложенное решение может применяться лишь для торфяных болот и предполагает строительство фундамента традиционным способом, а именно производится выторфовка до подстилающих грунтов с последующей отсыпкой и уплотнением привозного, очень дорогостоящего намывного или карьерного песка. Способ строительства фундамента не является свайным и при глубине болота более 6 метров трудноосуществим. Неприемлем предлагаемый способ при типе болота, когда после торфяного слоя толщиной около 1 метра и до подстилающих грунтов находится жижа, не поддающаяся выторфовке и не дающая уплотняться привозному грунту. В результате можно получить плывун, на котором смонтировать буровую и пробурить куст практически невозможно, тем более за один зимний сезон.
При строительстве свайного фундамента перемещение бурового станка от последней проектной скважины к первой излишне, так как погружение свай начинается с первой проектной скважины и наращивается в размерах при одновременном монтаже буровой установки и привышечных сооружений, таких как очистная система, циркуляционная система (емкости) для бурового раствора, блок электростанций, насосный блок и т.д.
Известен способ строительства дороги на промороженном покрове болота в зимнее время, согласно которому насыпь земляного полотна отсыпают послойно, доставку грунта на линейно-протяженную строительную площадку для каждого технологического слоя выполняют транспортом, движущимся по ходу движения технологического потока, и с возвращением порожнего транспорта против хода движения технологического потока укладку грунта на основание, разравнивание и уплотнение осуществляют посредством построечной техники, при этом сооружение насыпи земляного полотна ведут последовательно - делянами, а перед сооружением каждого технологического слоя земляного полотна на деляне линейно-протяженную строительную площадку делят на продольные полосы с чередованием их в каждом слое попеременно, причем отсыпку первого слоя начинают с отсыпки средней полосы с опережениием отсыпки двух крайних полос, а отсыпку второго слоя начинают с двух крайних полос с опережением отсыпки средней полосы с последующим чередованием отсыпки полос в следующих слоях (патент РФ №2293814, Е01С 3/04, 2007.02.20). Недостатком является неусточивость полотна в связи с неравномерной отсыпкой грунтов, а также достаточно высокая стоимость строительства площадки на болотистой местности, так как в местностях, где глубина болота 8-10 метров и более, как правило, отсутствуют сухоройные песчаные карьеры, а доставка материалов для отсыпки увеличит стоимость строительства объекта.
Известен способ строительства основания для кустового бурения и эксплуатации скважин нефтегазовых месторождений в затопляемых зонах (патент №2215089 E02D 27/00). При строительстве основания в затопляемой зоне устанавливают заглубленные сваи-опоры с оголовками, которые располагают, как минимум, двумя парными симметричными рядами. На сваи-опоры на заданную высоту устанавливают опорные стойки, на которые монтируют ростверк в виде коробчатых блоков с разделением плит верхних оснований, а ростверк транспортируют к месту монтажа, где устанавливают на подготовленный свайный куст коробчатых блоков. На коробчатый блок на месте монтажа укладывают нависшими с двух сторон над коробчатым блоком плиты верхних оснований, которые состыковывают боковыми и торцевыми гранями. Затем производят заделку швов и замоноличивание стыков, при этом на запланированном месте площадки ростверка устанавливают с образованием технологического проема, а к образованной ростверка площадке, которую составляют, по меньшей мере, из двух состыкованных между собой ростверк, подводят эстакадные дороги. По внешним сторонам эстакадных дорог и площадки устанавливают ограждающие конструкции и герметичные бордюры для исключения выхода производственно-ливневых стоков за пределы основания, свайный куст готовят в зимнее время.
Недостатком известного изобретения является необходимость учета паводковых вод, сложность и материалоемкость конструкции, а также ненадежность ее работы в условиях вибрационных нагрузок. Кроме того, с учетом наличия течения паводковых вод на значительных территориях железобетонные конструкции с замоноличенными стыками и герметичные бордюры не обеспечат нежелательного воздействия на окружающую среду. При строительстве кустовой площадки по данному способу требуется большое количество специализированной техники: свайные агрегаты, автомобильные краны большой грузоподъемности и значительным вылетом стрелы, бетоносмесители, агрегаты прогрева бетона и т.д. Все это приведет к значительному удорожанию и, вероятнее всего, для месторождений с небольшими запасами будет экономически невыгодно.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в строительстве кустового свайного основания для любых пластичных подстилающих грунтов, в частности, на сильно заболоченной местности, глубиной 8-10 метров и более, и обслуживании скважин в процессе их эксплуатации при большой удаленности от ранее обустроенных промыслов в сложных природно-климатических условиях.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным изобретением, является сокращение продолжительности, стоимости и трудоемкости работ строительства кустового свайного основания, осуществление параллельных работ по строительству кустового основания и монтажа оборудования, повышение надежности и простоты в обслуживании скважин в процессе эксплуатации, сохранение окружающей среды.
Поставленная задача решается тем, что в способе строительства кустового свайного основания для пластичных подстилающих грунтов и эксплуатации скважин нефтегазовых месторождений в сложных природно-климатических условиях, включающем подготовку свайного куста с установкой на нем рядами свай с наголовниками, ограждение свайного куста, размещение ограждающих конструкций, согласно изобретению для подготовки свайного куста проминают и промораживают при минусовых температурах поверхностный грунт для получения слоя, обеспечивающего безопасное продвижение техники массой более 15 тонн, организуют площадку, на которой выполняют разбивку осей с подготовкой гнезд под каждую сваю и скважину, размещают базовую технику, состоящую из ходовых и опорных технических средств для установки свай, при этом на один конец сваи устанавливают съемный наголовник, на котором закрепляют тяговый трос, другой конец тягового троса пропускают через обводной блок опорного технического средства и закрепляют его на ходовом техническом средстве, противоположный конец сваи устанавливают в гнездо погружения и путем перемещения ходового технического средства, связанного с опорным техническим средством с посредством тягового троса, вдавливают сваю в грунт, после чего базовую технику устанавливают у следующего запланированного гнезда и каждую последующую сваю погружают в грунт с учетом обеспечения проектного шага между сваями и формирования продольных и поперечных рядов скважин относительно края площадки с образованием между ними центрального ряда свай, при этом установку и погружение свай начинают с центрального ряда края площадки, верхние части выступающих свай над поверхностью грунта жестко закрепляют крепежными средствами, затем ограждают листовым металлом по периметру внешнюю сторону кустового свайного основания, в центральной его части по всей длине площадки изготавливают металлический желоб, в качестве свай используют трубы.
Строительство кустового свайного основания выполняют последовательно в поперечном, продольном или в обоих направлениях, начиная с центральной сваи, т.е. сваи погружают в трех направлениях, наращивая свайное поле (площадку) до запланированных размеров. Для одновременного строительства свайного поля и монтажа буровой установки погружение свай начинают с края площадки, где планируют бурить первую скважину, наращивают свайное поле в трех направлениях, формируя при этом центральный ряд свай (их два) для скважин куста и эксплуатационной колонны.
В качестве свай используют металлические трубы (стандартные трубы) диаметром 200-400 мм и постоянного по высоте сечения с толщиной стенки 8-10 мм. Трубы диаметром менее 200 мм не обладают достаточной продольной жесткостью, а трубы диаметром более 400 мм изготавливают по специальному заказу, что нецелесообразно. По этой же схеме определяют и толщину стенок труб. Кроме того, нижний конец трубной металлической сваи при необходимости выполняют скошенным, а также он может быть оборудован деревянным башмаком длиной 0.5-4.0 метров и более, в зависимости от требуемой длины сваи и глубины ее захода в подстилающий грунт. Предпочтительно использовать трубы стандартной длины, т.е. 10 метров, которые при необходимости удлиняют свинчиванием или сваркой встык. Для строительства кустового свайного основания желательно использовать трубы одного типоразмера и формы. Подготовку свай: удлинение и наличие башмака - можно производить вне площадки для строительства куста.
Количество свай на площадке выбирают в зависимости от предполагаемых нагрузок по расчетному проекту, например, под куст скважин шаг между сваями по проекту 2 метра, а под жилой поселок - 3 метра. Площадку основания выполняют по направлениям и форме согласно заданному проекту. Причем установку и погружение свай в грунт начинают с центрального ряда (сваи) и ведут затем в продольном и поперечных направлениях относительно края площадки согласно проекту.
Целесообразно при формировании центрального ряда устанавливать и погружать в грунт трубы диаметром 426 мм. Погруженные в грунт трубы диаметром 426 мм являются направлениями в конструкции и устьями будущих скважин. Количество труб и расстояние между ними определяется проектом и соответствует количеству намечаемых скважин и расстоянию между ними. Трубы целесообразнее погружать в грунт одновременно с вдавливанием (погружением) свай, составляющих центральный продольный ряд площадки.
Глубина вдавливания металлической сваи зависит от глубины болота, свойств подстилающих грунтов и высоты, на которую сваи выступают над поверхностью грунта. Вдавливают сваю в грунт до глубины, когда достигается несущая способность, соответствующая проектной.
Для обеспечения жесткости и устойчивости кустового свайного основания закрепляют между собой выступающие части свай над грунтом в продольном и поперечном направлениях относительно движения станка и ряда будущих скважин посредством крепежных элементов.
В качестве крепежного материала выбраны негибкие элементы: труба, двутавровая балка, швеллер; обеспечивающие максимальную устойчивость и придающие определенную геометрическую форму основанию - площадке и перераспределяющие нагрузку свай между собой. Нагрузка (вес бурового станка, оборудования), передающаяся на сваю, будет частично перераспределяться на рядом расположенные сваи. Сечение или диаметр обвязывающего материала выбирают исходя из того, чтобы используемый материал не прогибался при максимально возможных нагрузках, а именно на шаге между сваями 2-3 метра.
Кроме того, например, в центральной части свайного основания, вдоль устьев проектируемых эксплуатационных скважин, устанавливают наклонно приспособление (желоб), предназначенное для сбора жидких отходов при бурении (глинистый раствор, подтеки нефти, химреагентов и других загрязняющих веществ и жидкостей) и атмосферных стоков. При этом желоб выполняют из металлического материала, на конце которого устанавливают приемник или резервуар для сбора отходов с их последующей утилизацией. Желоб изготавливают, например, из листового металла толщиной не менее 5 мм, так как такой металл обеспечивает максимальную герметичность и наиболее прост в изготовлении. Геометрические размеры желоба (ширина и длина) соответствуют габаритам буровой установки, количеству скважин в кусте и длине кустовой площадки. Желоб жестко закрепляют (сваривают) на трубах диаметром 426 мм, которые служат основанием (устьем) для будущих скважин.
Кустовую площадку ограждают с внешней стороны (по всему периметру), например, листовым металлом толщиной не менее 5 мм с заглублением его в грунт на глубину 30-40 см ниже уровня торфяного слоя для предотвращения попадания бурового раствора при бурении, нефти и пластовых вод при освоении и эксплуатации скважин на поверхность болота и растекания их за пределы кустовой площадки. На болоте, как правило, имеют дело с торфяным слоем. Если будет просто вода, то погруженная в воду на глубину 30-40 см стенка не позволит растекаться за пределы площадки нефтепродуктам за счет разницы удельных весов.
На подготовленное кустовое свайное основание, в зависимости от проектных решений, укладывают либо дорожные плиты, либо по поперечной обвязке металлических свай укладывают рельсовый путь. В некоторых случаях укладывают на свайное основание плиты, а поверх них - рельсовый путь для передвижения бурового станка. Ширину рельсового пути выбирают исходя из габаритных размеров вышечного и дизельного основания, размеров циркуляционной системы, насосного блока, других привышечных механизмов и она может быть максимально унифицирована для изготовления двух или трех типоразмеров тележек для перемещения бурового станка.
Площадку формируют прямоугольной формы с размерами по ширине, достаточными для размещения бурового станка и привышечных сооружений, а в длину - по количеству запроектированных скважин, которые бурят согласно проектному расчету.
Сущность заявленного способа поясняется чертежами, где: на фиг.1 приведена схема погружения (вдавливания) сваи в грунт; на фиг.2 изображена схема расположения на глубине сваи в болотно-подстилающем грунте; на фиг.3 приведена схема расположения свайных рядов; на фиг.4 - расположение металлического желоба; на фиг.5 изображена схема продольной и поперечной обвязки свай.
Способ строительства кустового свайного основания и дальнейшую эксплуатацию скважин (эксплуатационных, нагнетательных, водозаборных и т.д.) нефтегазовых месторождений реализуют следующим образом.
На первом этапе - подготовительном - готовят строительную площадку для установки свай и монтажа буровой установки. С наступлением периода минусовых температур проминают и промораживают грунт, подъездные дороги (пути) и саму площадку при помощи легкой плавающей гусеничной техники (ГА3-71, ГТТ) до тех пор, пока глубина промерзания торфяного слоя не обеспечит безопасное передвижение более тяжелой техники (К-700, Т-170), вес которой свыше 15 тонн. С помощью данной техники в дальнейшем расчищают строительную площадку от снега и осуществляют последующую проминку болотного грунта. Разметку свайного поля проводят с помощью теодолита и мерной ленты по сетке, предусмотренной проектным расчетом. Пробуривают гнезда по мере необходимости согласно планово-проектной установке свай.
На втором этапе - осуществляют непосредственно вдавливание свай. На подготовленной площадке устанавливают ходовое техническое средство 1 (фиг.1) и опорное техническое средство 2. На верхнюю часть сваи 3 устанавливают наголовник 4 и на нем закрепляют один конец тягового троса 5, а другой конец троса 5 пропускают через обводной блок 6 опорного технического средства 2 и закрепляют на ходовом техническом средстве 1. Нижний конец сваи 3 размещают в подготовленном гнезде (на чертеже не указан). Перемещая ходовое техническое средство 1 и натягивая тем самым трос 5, поднимают сваю 3 до момента, когда опорное техническое средство 2 начинает приподниматься и упираться в упор 7, и вдавливают сваю 3 в подстилающий грунт 8 (фиг.2), при этом несущая способность сваи 3 достигает величины 7-8 тонн. При необходимости можно увеличить несущую способность сваи до 12-14 тонн с помощью воздействия на нее более тяжелой техники. При этом система: ходовое техническое средство 1, обводной блок 6, снабженный центрирующей рамой (на чертеже не указан) опорного технического средства 2, с тяговым тросом 5 и наголовником 4, при совместной работе обеспечивают ориентированное погружение сваи 3 в болотно-подстилающий грунт сквозь поверхностный слой 9 и болотную жижу 10 (фиг.2). При необходимости для облегчения входа в грунт при прохождении возможных препятствий нижний конец сваи 3 оборудуют деревянным башмаком 11. Затем опорный 2 и ходовой 1 технические средства перемещают к следующему запланированному гнезду согласно проекту и действия по формированию свайного поля повторяют действиям выше описанным согласно расчету по проекту. Для одновременного наращивания свайного поля, т.е. установку продольного ряда скважин 12 и поперечного ряда скважин 13 (фиг.3), монтаж буровой установки - установку и погружение свай в грунт начинают с края площадки 14 (фиг.3), где пробуривают первую скважину центрального ряда 15 края площадки 14. Строят площадку прямоугольной формы (пунктирная линия) с размерами по ширине, достаточными для размещения бурового станка и привышечных сооружений, а в длину - по количеству запроектированных скважин.
Одновременно с формированием центральных рядов 15 (их два: это ряд свай, наиболее близко расположенный к ряду будущих проектных скважин) вдавливают трубы 16 диаметром 426 мм для устьев проектных скважин (Скв.1; Скв.2; Скв.3; Скв.4 и т.д.) и ведут погружение свай от края площадки 14 по направлению погружения свай 17 в трех направлениях. Трубы 16 герметично обвязывают (сваривают) с днищем металлического желоба 18 (фиг.4). Данные трубы служат направлениями в конструкции будущих скважин, т.е. через эти направления затем бурят скважины и в дальнейшем спускают эксплуатационную колонну.
Третий этап - обвязка свай. После вдавливания в грунт первого ряда свай начинают процесс обвязки (продольное и/или поперечное крепление) свай. Выравнивают выступающие над уровнем грунта концы свай. Для того чтобы получить горизонтальную поверхность площадки, выступающую часть свай 3 обрезают. Отметки делают с использованием нивелира. Высота выступающей части не регламентируется и выбирается исходя из технической и технологической целесообразности. Затем выступающие над поверхностью грунта части свай обвязывают (труба продольной обвязки 19, фиг.5), т.е. закрепляют сваркой трубами диаметром 127 мм по направлению движения бурового станка 20 (фиг.2), т.е. по направлению от первой до последующих проектных скважин. По мере готовности продольных рядов осуществляют обвязку в поперечном направлении, труба поперечной обвязки 21 (продольное 19 и/или поперечное 21 крепление относительно направления движения бурового станка 20), с шагом сваи 22. При необходимости устанавливают укосины и косынки (на чертеже не показаны) для придания большей жесткости всей конструкции площадки.
Четвертый этап - сооружение металлического желоба. Желоб 18 с приемником для сбора отходов (на чертеже не указан), шириной 11 метров, изготавливают из листового металла толщиной 5 мм по всей длине кустового свайного основания и устанавливают в центральном ряду свай 15 (фиг.3) с уклоном в одну сторону, т.е. наклонно с возможностью стекания жидкости в емкость для сбора стоков. Днище желоба 18 герметично обвязывают (заваривают с трубами) с задавленными в качестве направлений трубами 16 - устьями будущих скважин (фиг.3, 4).
Кустовое свайное основание ограждают по периметру с внешней стороны (на чертеже не показано) листовым металлом толщиной 5 мм с заглублением листа на 35 см ниже уровня поверхностного (промерзшего) торфяного слоя 9 (фиг.2).
Пятый этап - заключительный. На готовое кустовое свайное основание, в зависимости от проекта, укладывают дорожные плиты. А для перемещения по свайному основанию бурового станка и оборудования укладывают по поперечной обвязке свай рельсовый путь.
Таким образом, готовое свайное поле имеет размеры 10×10метров, погруженные и обвязанные (продольные 19 и поперечные 21) сваи 3 обозначены пунктиром (Фиг.4 и фиг.5). Осуществляют монтаж буровой установки. В дальнейшем, при необходимости, свайное поле можно наращивать в трех направлениях.
Строительство предлагаемого свайного основания возможно для любых пластичных подстилающих грунтов (глина, песок и любые их сочетания), в которые возможно погружение свай. Такие основания целесообразно строить на сильно заболоченной местности, где отсутствуют грунты для отсыпки, где из-за сильной обводненности невозможно производить выторфовку.
Кроме того, эксплуатацию скважин пробуренных на таких площадках предполагается производить без строительства круглогодичных подъездных путей (очень дорого), т.е. каждый куст будет работать автономно. Основная доставка грузов будет осуществляться по зимникам, а оперативное обеспечение в летнее время - вертолетами.
По предложенному способу строительства свайного кустового основания с применением металлических полых труб финансовые затраты сокращаются приблизительно на 30%. За одну рабочую смену устанавливают до 40 свай. Срок строительства кустового свайного основания вместе с монтажом буровой установки составляет 4 месяца и его может строить для любого количества скважин при минимальной степени использования площади почвенного покрова. Для сравнения: строительство насыпного кустового основания на такой же болотистой местности, как правило, занимает не менее 3-х лет при условии работы только в зимнее время. Кроме этого, для бурения эксплуатационных, нагнетательных и водозаборных скважин строительство кустового свайного основания в заболоченной местности позволит осуществлять монтаж буровой установки параллельно со строительством кустового основания, а также использовать для бурения установки с автономным дизельным приводом.
1. Способ строительства кустового свайного основания для пластичных подстилающих грунтов и эксплуатации скважин нефтегазовых месторождений в сложных природно-климатических условиях, включающий подготовку свайного куста с установкой на нем рядами свай с наголовниками, ограждение свайного куста, отличающийся тем, что для подготовки свайного куста проминают и промораживают при минусовых температурах поверхностный грунт для получения слоя, обеспечивающего безопасное продвижение техники массой более 15 т, организуют площадку, на которой выполняют разбивку осей с подготовкой гнезд под каждую сваю и скважину, размещают базовую технику, состоящую из ходовых и опорных технических средств для установки свай, при этом на один конец сваи устанавливают съемный наголовник, на котором закрепляют тяговый трос, другой конец тягового троса пропускают через обводной блок опорного технического средства и закрепляют его на ходовом техническом средстве, противоположный конец сваи устанавливают в гнездо погружения, и путем перемещения ходового технического средства, связанного с опорным техническим средством посредством тягового троса, вдавливают сваю в грунт, после чего базовую технику устанавливают у следующего запланированного гнезда, и каждую последующую сваю располагают с учетом обеспечения проектного шага между сваями и формирования продольных и поперечных рядов скважин относительно края площадки с образованием между ними центрального ряда свай, при этом установку и погружение свай начинают с центрального ряда края площадки, верхние части выступающих свай над поверхностью грунта жестко закрепляют крепежными средствами, затем ограждают листовым металлом по периметру внешнюю сторону кустового свайного основания, в центральной части которого по всей длине площадки изготавливают металлический желоб, в качестве свай используют трубы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проектный шаг между сваями выбран, например, не менее 2-3 м.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве свай используют металлические трубы преимущественно диаметром 200-400 мм и постоянного по высоте сечения.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлические трубы для свай предварительно удлиняют свинчиванием или сваркой в торец.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижний конец металлических труб оборудуют деревянным башмаком длиной 0,5-1,0 м.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве крепежных средств используют, например, металлические трубы, и/или двутавр, и/или швеллер.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрепляют между собой сваи в поперечном и продольном направлениях.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формирования устьев проектных скважин используют трубы диаметром преимущественно 426 мм.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что желоб изготавливают из листового металла толщиной не менее 5 мм.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлический желоб для производственных и атмосферных стоков устанавливают наклонно.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для ограждения кустового свайного основания используют листовой металл толщиной не менее 5 мм.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что на сваи на заданной высоте укладывают дорожные плиты и/или рельсовый путь.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поперечную обвязку свай укладывают рельсовый путь.
www.findpatent.ru
Сколько стоит свайный фундамент с ростверком
Ростверк – металлическая, деревянная либо бетонная лента, которая крепится к верхней части фундамента. Главная задача этой конструкции – перенос нагрузки всего здания на сваи, а они, в свою очередь, передают ее на грунт.
Классический пример выполнения функции ростверка. При постройке строения из сруба, его нижнее бревна являются несущей частью. Нижняя обвязка дома также выполняет эту функцию.
Виды и формы
- Прямоугольный.
- Перевернутая трапеция.
- Ступенчатый – верх должен быть шире.
Для того чтобы основание правильно исполняло положение на него функции и не подвергалось деформациям необходимо особенное внимание придать конструкции опалубки для формирования фундамента.
Ниже поэтапно рассмотрим ее конструкцию:
- Очертить на грунте размеры опалубки, а также вертикально установить направляющие бруски конструкции.
- Соединить вбитые бруски поперечными для сохранения горизонтальности.
- Горизонтальная укладка досок.
- Когда конструкция готова необходимо по всему периметру размотать полиэтиленовую пленку для герметизации утечки бетона.
Для предотвращения негативных функций бетона, а именно – лопанье при растяжении и сгибание его армируют. Арматура отлично работает на растяжении, при использовании этих двух материалов получается арматурный ростверк.
Устройство свайного фундамента с ростверком
Свайный фундамент с ростверком экономит бюджет и время. По сравнению с классическим ленточным фундаментом имеет большую конструктивную надежность.
В состав свайного фундамента с ростверком входят такие элементы:
- Несущие сваи-опоры.
- Основа строения;
Для строительства свайного типа фундамента используются такие конструктивные виды свай:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Деревянные.
- Металлические.
Типы используемых свай:
- Забиваемые – забиваются в грунт специальной техникой;
- Буронабивные – воронки делаются специальным строительным буром;
- Винтовые – ввинчиваются в грунт без использования специальной техники;
- Инъекционные – в исходные и подготовленные отверстия заливается бетон, который усиливается арматурой;
В свайно-ростверковом фундаменте сваи размещаются следующим образом:
- Одиночный – опора стоит на определенной свае.
- Лентовой – сваи распределены по периметру конструкции.
- Полосный – несколько рядов полосных свай.
- Кустовой – сваи размещены группами в местах наивысшей нагрузки.
- Полевой – большое скопление свай под ростверком большой нагрузки;
Плюсы и минусы
Конструкция фундамента с основой имеет как свои плюсы та и минусы, приведем их ниже.
Плюсы:
- Экономия средств – строительство обойдется в несколько раз дешевле в сравнении с ленточным фундаментом.
- Отличная стойкость конструкции.
- Монтаж конструкции может происходить в холодную пору года.
- Минимизация земельных работ.
- Строительство этого типа основы возможно на различных видах грунта. Исключения имеют только редкие породы.
Минусы:
- Отсутствие контроля целостности забитой в грунт сваи.
- Сложные вычисления при расчете конструкции.
- При закладке этого типа фундамента отсутствует возможность застройки утепленного подвала.
- Невозможно использовать эту конструкцию метала на скалистом грунте или там, где имеется прослойка из камней или известняка.
- Необходимость привлечения специализированной техники и дорогостоящих инструментов для закладки свайного фундамента.
Виды ростверков свайных фундаментов
Виды ростверков:
Сборный – собирается из стальных балок. Главный недостаток конструкции такого вида – сложность монтажа, малая прочность соединений, высокая коррозия необработанного метала. Отлично подходит для временного строительства – максимум 15 лет. Такие ростверки в основном укладываться ни гидроизолированные сваи и прикрепляться к ним не монолитно. В домах из сруба этой конструкцией является нижний венец и обвязка.
Сборно-монолитная основа – конструкция применяется в промышленном строительстве, а также сборке многоэтажных зданий. Состоит из отдельных деталей, которые соединяются между собой специальными замками. Этот тип фундамента не используется для частного строительства через свою дороговизну. Для монтажа требуется тяжелая строительная техника и высокая точность при установке свай.
Монолитно-литая основа – железобетонный ростверк который отлитый в виде балки или плиты. Ростверк соединяет сваи специальным креплением. Наиболее выгодный вариант для -одно и двухэтажного строительства.
Как рассчитать
Для расчета конструкции свайной основы с ростверком необходимо учитывать следующие пункты
Определение состава грунта на строительной площадке – особое внимание придается тому шару грунта, который расположен на максимальной глубине расположенного фундамента, от него будут зависеть:
- Длина несущих свай.
- Состав.
- Расстояние между опорами.
- Несущая способность конструкции.
Особое внимание при расчете прочности свайного фундамента с ростверком придается определению нагрузки дома на несущую сваю и грунт
Для вычисления общего веса здания необходимо сложить следующие компоненты его конструкции:
- Вес.
- Вес крыши.
- Вес перекрытий.
- Временные нагрузки (снег, дождь).
- Полезная нагрузка (мебель, инженерные коммуникации, люди и прочее).
Полученный результат умножается на поправочный коэффициент – 1,3.
Дальнейшие вычисления производятся при учете площади постройки. Целесообразно применять свайные фундаменты с ростверком для строений не меньших 300 кв. м, при меньшей площади их конструкция становится нецелесообразной с экономичной точки зрения. Следует отметить, что точный расчет своими силами сделать невозможно, это под силу только дипломированному специалисту.
К постройке свайного фундамента с ростверком необходимо приступать только после изготовления инженерного расчета с указанием количества свай, шага между ними, а также глубиной их установки.
Стоимость
Цена на строительство данной конструкции будет зависеть от нескольких факторов:
- Количество свай.
- Материал свай.
- Длина и диаметр свай.
- Количество материала для устройства ростверка.
Эти показатели должны обязательно соответствовать результатам инженерного расчета.
Также на стоимость строительно-монтажных робот будет влиять грунт строительной площадки. Не следует экономить на заложении фундамента. Как показывает практика – экономия на материалах фундамента как минимум приведет к деформации конструкции, а как максимум к обвалу всей постройки.
Стоимость и прочие затраты на монтаж свайно-ростверковой конструкции как отмечалось выше в несколько раз ниже за затраты и обустройство классического фундамента. Цена монтажа уменьшается за счет уменьшения количества расходных материалов, а также сокращения объема земляных работ.
homehill.ru
Фундамент на сваях - цена и отзывы, что следует учесть?
Винтовые сваи в СПб
Фундамент на сваях - цена и отзывы, что следует учесть?
Фундамент на сваях наиболее часто применяется в двух случаях.
- при строительстве на слабых, плывущих и пучинистых грунтах;
- и при строительстве зданий без обширного подвала.
В первом случае определяющее значение имеет надежность опоры; во втором – простота и экономичность строительства. Также свайный фундамент необходимо применять, если расчет дает ширину ленточного фундамента более 1,5 м.
Фундамент на сваях: цена
Если индивидуальный застройщик предполагает использовать фундамент на сваях, цена строительства окажется значительно ниже прочих вариантов. Помимо надежности на слабых грунтах, существенно уменьшается объем земляных работ, а при использовании винтовых свай необходимость в них полностью отпадает. Расход бетона на заливку свай и устройство силовой связки (ростверка) оказывается в несколько раз меньше, чем для фундамента другого типа.
Расходы на проектирование и сооружение свайного фундамента оказываются несколько выше, но это с лихвой компенсируется удешевлением работ в целом. Построить же дом с подвалом на свайном фундаменте, вопреки распространенному заблуждению, вполне возможно, если дом и подвал будут отдельными строительными конструкциями, не имеющими между собой жесткой связи.
Устройство и принцип работы свайного фундамента
Свайный фундамент на слабых грунтах передает нагрузку от здания глубоко в грунт, до его плотных слоев. Сваи такого фундамента работают в основном на сжатие. Сваи такого типа называются сваями-стойками (опорными). При устройстве свайного фундамента на достаточно устойчивых грунтах сваи работают на сжатие-сдвиг и передают нагрузку за счет трения о грунт. Такие сваи называются висячими.
Верхние концы свай чаще всего объединяют силовой, несущей нагрузку, связью – ростверком. Ростверк может быть верхним, только передающим нагрузку на сваи, и нижним – заглубленным в грунт и передающим на него часть нагрузки. В таком случае ростверк делают только из железобетона. Фундамент такого типа называют свайно-ленточным. От столбчато-ленточного он отличается тем, что основная нагрузка передается глубоко в грунт. При внешнем сходстве методика расчета этих двух типов фундаментов существенно отличается.
Верхний ростверк может быть и металлическим, из швеллера или двутавра. При строительстве легких деревянных зданий роль ростверка иногда выполняет нижний несущий пояс собственно здания. В сущности, такой фундамент можно считать свайно-кустовым (см. ниже), где в каждом кусте всего одна свая.
В строительстве сборно-каркасных зданий, особенно временных с арочными или купольными перекрытиями (склады, торговые и выставочные павильоны и т.п.), часто применяют свайно-кустовой фундамент. При этом каждая опора опирается на несколько расположенных рядом свай – куст свай. По миновании надобности после демонтажа несущего остова сваи можно извлечь и использовать вторично, а оставшиеся после них скважины затампонировать грунтом.
Элементы свайного фундамента
Сваи
Основа свайного фундамента – собственно свая: заглубленный в грунт стержень из прочного стойкого материала. Чаще всего для свай используется бетон или железобетон. Бетонные сваи бывают забивными и набивными. Для особо ответственных конструкций применяют железобетонные сваи с предварительно напряженной арматурой. Изготавливаются такие только на ЖБК.
Забивные сваи изготавливаются на ЖБК из бетона марки не ниже 200 и забиваются, вдавливаются либо заглубляются в грунт виброспособами. Конец забивной сваи заострен или расширен в виде так называемой камуфлетной пяты. Сваи с камуфлетной пятой устанавливаются в специально пробуренные для них скважины. Забивные бетонные сваи с заостренным концом можно, хотя и затруднительно, извлечь из грунта, но вторичному использованию они подлежат ограниченно, после оценки их состояния. Камуфлетные сваи неизвлекаемые.
Набивные сваи выполняются непосредственно в грунте наполнением бетоном, с арматурным каркасом или без него, заранее пробуренных скважин. При бурении нижний конец скважины специальным буровым инструментом расширяют, после заливки бетоном образуется «грибок», действующий как камуфлетная пята. Такие сваи неизвлекаемы, но хорошо держат нагрузку на слабых грунтах, где надежно несущий горизонт недостижим. Пример – торфянистые грунты на площадях под застройку после мелиорации, пухлые глины, солончаковые грунты.
Металлические сваи бывают забивными (редко) и винтовыми. Забивные металлические сваи устанавливают в заранее пробуренные скважины. Винтовые, с широким винтом из 1-10 витков на конце, просто ввинчивают в грунт. Винтовые сваи часто применяют в малоэтажном индивидуальном строительстве, для заборов, хозпостроек. Фундамент из винтовых свай очень дешев (не требуются земляные работы, расход бетона минимален), но ствол сваи (ее полость) нужно бетонировать, иначе вследствие коррозии металла срок службы постройки будет ограничен.
Деревянные сваи – окоренные бревна без сучков, сколов, трещин, следов гнили и плесени. Сбег бревна (его сужение) сохраняется. Деревянные сваи вбивают в грунт узким концом вниз. Применяются они редко, вследствие дороговизны, их несущая способность невысока, но сваи из лиственницы в кислых или солонцеватых грунтах могут стоять столетия.
Ростверк
Нижний ростверк, как указывалось, выполняется железобетонным. Предварительно роется траншея под фундамент, шурфы или скважины под сваи, или вворачиваются и бетонируются винтовые сваи. Затем, после забивки свай, монтируется опалубка, и лента ростверка бетонируется.
Верхний бетонный ростверк может быть сборным из готовых монолитов. Металлический верхний ростверк выполняется сварным. Деревянный ростверк, если это отдельная конструкция, собирается из брусьев на шипах. В таком случае сваи должны иметь монтажные штыри с резьбой, пронизывающие дерево насквозь, и металлические оголовки – «пятаки», «пятки». Деревянная конструкция закрепляется гайками с шайбами.
Возможен такой вариант крепления деревянного ростверка: заостренные концы гладких монтажных штырей после укладки деревянной рамы загибаются буквой Г, и забиваются кувалдой ударами наискось в дерево заподлицо, аналогично гвоздям. При этом на верхнем горизонте ростверка не будет выступающих частей. Но такой вариант трудоемок, и замоноличенные концы штырей могут расшататься в бетоне.
На каких грунтах нужен свайный фундамент?
Свайный фундамент необходим не только на слабых грунтах. Существуют типы грунтов, под воздействием дополнительных факторов (чаше всего – влаги) резко снижающих свою несущую способность, вплоть до ее полной потери и перехода в состояние плывуна. Некоторые грунты обладают также так называемыми реологическими свойствами: хорошо держат кратковременную нагрузку, но от небольшой постоянной деформируются. Примером реологического вещества может быть обыкновенное стекло: если прислонить лист стекла наискось к стене, уже через несколько дней он приобретет заметную на глаз пластическую деформацию – прогнется, да так и останется.
Вот примерный перечень грунтов, при строительстве на которых применение свайного фундамента обязательно:
1. Пухлые глины и суглинки, иольдиевые глины, растительные грунты, мокрые солончаки – они все реологические.
2. Лёссы и другие грунты с содержанием пыли более 50%, твердые солончаки, солонцеватые глины – при смачивании атмосферными осадками или изменении подземного стока размокают до текучепластичного состояния.
3. Плывуны.
На грунтах остальных типов выбор свайного фундамента диктуется экономическими и техническими соображениями.
Примечание 1: иольдиевые глины образовались из остатков холодноводного двухстворчатого моллюска иольдии северной ( Yoldia hyperborea). широко распространенного в ледниковое время. Кроме происхождения, обладают всеми свойствами растительных грунтов.
Примечание 2: к растительным грунтам относятся торф и заторфованные грунты, илы, сапропели. Заторфованные грунты залегают на месте давно высохших торфяных болот. Илистые и сапропелевые грунты естественным образом образуются в речных поймах, на заливных лугах, на месте пересохших водоемов.
Можно ли сооружать свайный фундамент самостоятельно?
Нет. Сваи заходят глубоко в грунт и подвержены всем капризам механики грунтов. Рассчитывать тип, длину и поперечное сечение свай должны опытные специалисты по данным геологии. На сделанном «на глазок» свайном фундаменте постройка, может быть, и будет стоять, но узаконить такой самострой вряд ли удастся. Единственное исключение – легкие нежилые постройки на свайно-винтовом фундаменте.
Может ли дом на свайном фундаменте быть с подвалом?
Да, может, если подвал небольшой. Под одной из будущих комнат роется котлован, в нем устанавливается бетонная, сборная или монолитная, коробка, или от бетонной плиты или стяжки на дне выкладываются кирпичные стены. Но лаз в подвал нельзя доводить до несущих конструкций; нужно оставить промежуток в 15-25 см, на случай раздельной, здания и подвала, усадки и вспучивания грунта. Этот промежуток можно заделать легким непрочным материалом; например – пенопластом и строительной пеной.
Вывод
Свайный фундамент в индивидуальном строительстве целесообразно применять не только на слабых грунтах. Затраты на возведение дома на свайном фундаменте зачастую оказываются существенно ниже, чем при ином его типе. Но проектировать свайный фундамент для жилого дома должен обязательно специалист по данным геологических изысканий на месте стройки.
По материалам сайта: http://svaisp.ru
fix-builder.ru
Фундамент на сваях - цена и отзывы, что следует учесть?
Фундамент на сваях — цена и отзывы, что следует учесть?
Фундамент на сваях — цена и отзывы, что следует учесть?
Зачастую фундамент на сваях используют в двух ситуациях:
— когда производят строительство на зыбких, плывущих, а также подверженных пучению грунтах;
— когда строят здания без большого подвала.
В первой ситуации важную роль играет недостаточная безопасность опоры; а во второй обращается внимание на легкость и экономность строительства. Кроме того, фундамент на сваях следует использовать, когда в результате расчетов ширина ленточного фундамента получилась более 1,5 м.
Стоимость фундамента на винтовых сваях
В случае, когда индивидуальный застройщик желает использовать в строительстве свайный фундамент, денег на постройку будет затрачено гораздо меньше, чем при других вариантах фундаментов. Кроме того, использование фундамента такого типа обеспечит безопасность на слабых, небезопасных грунтах.
Также значительно уменьшится и объем земляных работ, а в случае, если сваи винтового типа, — нужда в них отпадает целиком. Помимо этого количество бетона для заливки свай и устройства силовой связки (ростверка) уменьшится в несколько раз по сравнению с фундаментами других типов.
Однако следует иметь в виду, что в то же время денег на составление проекта и возведение свайного фундамента потребуется больше (ведь составлять их может лишь специалист-геолог), однако удешевление работ в целом полностью компенсирует этот недостаток. Вопреки известному заблуждению, возвести дом с подвалом на свайном фундаменте, вполне реально. Однако необходимо, чтобы дом и подвал являлись обособленными конструкциями, не связанными между собой жесткой связью.
Конструкция и суть работы фундамента на сваях
На зыбких грунтах свайный фундамент благодаря своей конструкции перемещает нагрузку от здания внутрь грунта на глубину, достающую до его более плотных слоев. Сваи такого фундамента называют опорными сваями-стойками, и они нацелены в большинстве своем на сжатие. Если же установить свайный фундамент на относительно устойчивый грунт, сваи будут работать на сжатие-сдвиг и передавать нагрузку благодаря трению о грунт. Сваи такого типа именуют висячими.
Верхние концы свай часто соединяют с помощью специальной конструкции — ростверка. Так называют силовую связь, которая несет основную нагрузку. Ростверк может быть верхним либо нижним. Верхний ростверк только передает нагрузку на сваи, а нижний углублен в грунт и отдает часть нагрузки ему.
В последнем случае ростверк изготовить могут лишь из железобетона. Этот тип фундамента именуют свайно-ленточным. В отличие от столбчато-ленточного фундамента, свайно-ленточный основную нагрузку передает глубоко в грунт. Несмотря на определенное внешнее сходство, два указанных типа фундамента существенно отличаются именно по методике расчета.
Ростверк верхнего типа изготовляют из следующих материалов: металла, швеллера или двутавра. Иногда при возведении легких деревянных зданий в качестве ростверка выступает нижний несущий пояс самого здания. По сути, этот фундамент можно назвать свайно-кустовым (там в каждом кусте только одна свая).
Свайно-кустовой фундамент нередко используется при постройке зданий сборно-каркасного типа, в частности временных строений с арочными или купольными перекрытиями (например, зданий складов, торговых и выставочных павильонов и т.п.). В то же время каждая опора опирается на ряд расположенных вблизи свай – куст свай. Существенный плюс — после демонтирования несущего остова такие сваи можно достать и использовать вторично, а скважины, оставшиеся после них, заделать грунтом.
Составляющие свайного фундамента
Сваи
Свая – это стрежень из прочного металла, который входит глубоко в грунт. Именно свая и явяется основой свайного фундамента. Зачастую сваи изготавливаются из бетона или железобетона. Сваи из бетона могут быть разделены на забивные и набивные. В особо ответственных конструкциях используют сваи из железобетона с предварительно напряженной арматурой. Производят этот вид свай только на ЖБК.
Забивные сваи делают на ЖБК из марки бетона не ниже 200. В грунт такие сваи забивают, вдавливают либо заглубляют виброспособами. На конце такая свая заостряется или расширяется в виде так называемой камуфлетной пяты.
Для установки свай с камуфлетной пятой бурят специальные скважины. Камуфлетные сваи из грунта впоследствии извлечь нельзя. В то же время забивные бетонные сваи, заостренные на конце, возможно извлечь из грунта, хоть это и непросто. Однако повторно использовать их можно лишь после оценки их состояния.
Сваи набивного типа изготавливают сразу в грунте путем наполнения предварительно пробуренных скважин бетоном. В изготовлении могут использовать арматурный каркас, либо обойтись без него. Во время бурения нижний конец скважины расширяют специальным инструментом для бурения.
Впоследствии это расширение заливают бетоном, и образуется, так называемый, «грибок», который действует как камуфлетная пята. Сваи такого типа нет возможности извлечь для повторного использования, однако они хорошо держат нагрузку на ненадежных грунтах, где крепкий несущий горизонт является недосягаемым. В частности, это актуально на торфянистых грунтах, расположенных на площадях под застройку после мелиорации, на пухлых глинах, солончаковых грунтах.
Сваи из металла могут быть как забивного типа (редко), так и винтового. Металлические сваи забивного типа устанавливают в скважины, которые бурят заранее. Винтовые сваи с широким винтом из 1-10 витков на конце, необходимо лишь вкрутить в грунт. Сваи такого типа нередко используют в малоэтажном индивидуальном строительстве, а также для заборов, хозяйственных построек.
Так как фундамент из винтовых свай не требуют земляных работ и большого расхода бетона, поэтому обойдутся они не слишком дорого. Однако следует иметь в виду, что полость внутри сваи надо забетонировать, в противном случае из-за коррозии металла срок службы постройки уменьшится.
Существуют и деревянные сваи – это окоренные бревна, не имеющие сучков, сколов, трещин, следов гнили и плесени. Сужение бревна остается. Сваи из дерева вбивают в грунт узким концом вниз. Используют из редко из-за их большой стоимости и малой несущей способности. Однако сваи из лиственницы в кислых или солонцеватых грунтах могут простоять многие века.
Ростверк
Как уже упоминалось, нижний ростверк изготавливают из железобетона. Сначала следует разрыть траншею под фундамент, а также шурф или скважину под сваи, либо ввернуть и забетонировать винтовые сваи. После того, как забьют сваи, монтируют опалубку, и бетонируют ленту ростверка.
Верхний ростверк из бетона может быть изготовлен либо из готовых монолитов, либо может быть сборным. Верхний ростверк из металла сварной. Деревянный ростверк, в случае, когда это обособленная конструкция, собирают из брусьев на шипах. У таких свай должны быть монтажные штыри с резьбой, которые пронизывают дерево насквозь, и оголовки из металла – «пятаки», «пятки». Такие конструкции из дерева фиксируются с помощью гаек с шайб.
Можно закрепить деревянный ростверк и следующим способом: заостренные концы гладких монтажных штырей после укладки деревянной рамы следует загнуть в виде буквы Г и забить кувалдой. Ударять кувалдой следует наискось в дерево заподлицо, как гвозди. При этом на верхнем горизонте ростверка не образуются выступающие части. Однако этот вариант непрост, и замоноличенные концы штырей в бетоне могут расшататься.
На каких грунтах нужен свайный фундамент?
Фундамент на сваях может потребоваться не только на зыбких грунтах. Некоторые грунты под воздействием вспомогательных факторов (чаще всего – влаги) значительно снижают свою несущую способность, или полностью ее теряют, переходя в состояние плывуна. Есть грунты, которые имеют и так называемые реологические свойства: кратковременную нагрузку выдерживают неплохо, а небольшая стабильная нагрузка приводит к их деформации. В пример такого вещества можно привести самое обыкновенное стекло: если вы прислоните лист стекла к стене, то уже спустя несколько дней и невооруженному глазу бедет заметна его деформация – лист стекла прогнется, и останется таким.
Стоит привести приблизительный список грунтов, при осуществлении строительства на которых следует применять фундамент на сваях:
1. Пухлые глины и суглинки, иольдиевые глины, растительные грунты, мокрые солончаки.Эти грунты обладают реологическими свойствами.
2. Лёссы и иные виды грунтов, содержащие более 50% пыли, твердые солончаки, солонцеватые глины. Эти типы грунтов при попадании на них атмосферных осадков или изменении подземного стока размокают до текучепластичного состояния.
3. Плывуны.
На других типах грунтов выбрать свайный фундамент также может быть целесообразно, но уже из-за соображенийэкономического и технического характера.
Комментарий 1: Иольдиевые глины образуются из остатков холодноводного двухстворчатого моллюска иольдии северной (Yoldia hyperborea), который был широко распространен в ледниковый период. Несмотря на происхождение, они обладают всеми качествами растительных грунтов.
Комментарий 2: К растительным грунтам можно отнести торф и заторфованные грунты, илы, сапропели. Заторфованные грунты образуются на месте давно высохших торфяных болот. Илистые и сапропелевые грунты формируются в речных поймах, на заливных лугах, на месте пересохших водоемов.
Можно ли самому соорудить свайный фундамент?
Не стоит этого делать. Сваи входят довольно глубоко в грунт и часто их монтаж зависит от капризов механики грунтов. Лишь только опытные специалисты по данным геологии могут безопасно рассчитать тип, длину и поперечное сечение свай. Если же свайный фундамент возвести по соственным схемам и «на глаз», то постройка, может, и простоит довольно долгое время, но она будет незаконной. И узаконить такой самострой вряд ли получится. Единственным исключением являются легкие нежилые постройки на свайно-винтовом фундаменте.
Можно ли на свайном фундаменте построить дом с подвалом?
Да, это возможно, если подвал небольших размеров. В таком случае под одной из будущих комнат роют котлован, в нем устанавливают бетонную, сборную или монолитную коробку, либо от бетонной плиты или стяжки на дне выкладывают стены из кирпича. Однако лаз в подвал запрещено доводить до несущих конструкций. На случай, если у здания и подвала раздельная усадка, следует оставить промежуток в 15-25 см, во избежание вспучивания грунта. Этот промежуток можно закрыть с помощью простого непрочного материала; к примеру, – пенопласта и строительной пены.
Вывод
В связи с тем, что затраты на возведение фундамента на сваях зачастую оказываются ниже, чем при использовании фундаментов других типов, его целесообразно применять в индивидуальном строительстве не только лишь на слабых, ненадежных грунтах, но и на грунтах других типов также. В то же время составлять проект в целях возведения свайного фундамента для жилого дома может только специалист по данным геологических изысканий на месте стройки.
Вернуться на свайно-винтовые фундаменты
Купить винтовые сваи — 8-(812)-936-44-72
www.gefestcorp.com
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта