Висячая свая используется на рыхлых грунтах при необходимости монтажа фундамента. Такие сваи способны удерживать нагрузку за счет сил трения почвы о боковую и торцевую части опоры. Отсутствие опоры снизу компенсируется длиной сваи и боковым трением. Если рассмотреть конусную висячую винтовую сваю, то у нее боковая поверхность будет принимать нагрузку до 70 %.
Описание
Висячая свая отличается от сваи-стойки тем, что последняя устанавливается опорой на почву. По длине уплотняет землю на боковых стенках. Со временем сцепление лишь возрастает. Осадка происходит за счет уплотнения почвы под острием опоры. Между одиночной висячей сваей и кустом есть отличия. При одинаковых нагрузках куст усаживается сильнее. Осадка увеличивается при тесном расположении свай куста.
Величина осадки будет зависеть от соотношения расстояний между сваями и их длины. Длину сваи можно определить с учетом характеристик почвы. Чем более рыхлой будет земля, тем длиннее должна быть свая. Следует брать в расчет и проектные нагрузки. Свая будет длиннее, чем большую нагрузку она должна будет принимать. Когда обычной длины не хватает, используются висячие составные опоры.
Методы монтажа
Висячая свая может погружаться несколькими способами, которые подбираются исследователями и проектировщиками при геодезических изысканиях. Среди основных способов погружения следует выделить:
- ударный;
- вибрационный;
- виброударный;
- вдавливание;
- завинчивание;
- вибровдавливание.
Описание способов
При вибрационном способе опора погружается методом направленной вибрации, что позволяет разряжать почву. Как только установка будет прекращена, осуществляется схлопывание почвы. Завинчивание подходит для винтовых висячих опор. Исключен метод с подмывом для таких свай, так как рыхлая почва будет ухудшать свои характеристики и необходимого сцепления добиться не удастся. Трения между боковой поверхностью опоры и почвой не будет.
Монтаж висячих опор на готовом фундаменте
Иногда возникает ситуация, когда эксплуатируемый фундамент требует укрепления. В этом случае используется технология буронабивных висячих свай. В фундаменте или вплотную к основанию при этом шагом в 2 м в почве проделываются отверстия. Их глубина должна быть больше линии залегания основных свай, если работать предстоит с двойным основанием. Разница между этими значениями может достигать 2,5 м.
Пробуренные отверстия должны располагаться в свайных промежутках или около старых опор. Если укрепления требует плитный фундамент, то бурение осуществляется по всему периметру плиты. При этом плита сверлится насквозь. Так как фундаментная опора располагается внизу цокольного этажа или в подвале, работы производятся там.
На следующем этапе производится уплотнение почвы под воздействием давления. В шахты заливается бетонный раствор. Рекомендуется применять бетононасос, так как с его помощью можно получить нужное давление смеси. Это позволяет укрепить готовый фундамент любого типа. Такой метод имеет некоторые преимущества. Например, земляные работы минимальны. Сложные манипуляции исключены. Сама технология позволяет получить свайное основание буронабивного типа. Используется бетононасос и бурильная установка. Грунт уплотняется под высоким давлением, благодаря этому возрастает сила трения между сваей и почвой.
Если проводить сравнение с традиционной забивной опорой, описываемая позволяет получить опору, которая удерживается в земле надежнее. Такая технология позволяет укрепить готовый фундамент, если он начал проседать или разрушаться. Однако есть и минусы. Один из них заключается в том, что монтаж сваи такого типа выполнить довольно сложно. Это особенно верно, если у вас нет специальной техники.
Расчет сваи
Расчет висячей сваи осуществляется по формуле: P = km (RH × F + u∑f ⁿili). Опоры могут иметь разные сечения:
- квадратное;
- прямоугольное;
- круглое.
При определении главных параметров используются следующие величины: k - это коэффициент однородности почвы. F - это площадь упора, которая принимается по площади поперечного сечения. Сопротивление нижележащий почвы - это RH. Для глинистого грунта средней консистенции это значение равно 0,3 тонны на квадратный метр. Здесь следует соблюсти глубину забивки в 5 м.
Коэффициент условий работы обозначается буквой m. Толщина слоя почвы по бокам сваи в метрах обозначается в формуле буквами li. Нормативное сопротивление - f ⁿi. Периметр сечения опоры в метрах обозначается буквой u.
Висячий ростверк
Свайные фундаменты обычно возводят под легкие здания. Именно поэтому наиболее популярны высокие свайные ростверки, которые еще называются висячими. Они выполняются в виде монолитной железобетонной ленты, высота которой достигает 40 см. Ее ширина может быть такой же, все будет зависеть от вида материала стен.
Устройство висячего ростверка на сваях начинается с монтажа опалубки. Ее сооружают по технологии, которая будет зависеть от выбранного вида ростверка. Он может быть незаглубленным, заглубленным или высоким. При сооружении заглубленного ростверка на дно траншеи укладывается песчано-гравийная подушка. Сверху устанавливается опалубка для ростверка. В плотном устойчивом грунте опалубка может устанавливаться лишь для его наземной части. При сооружении наземного ростверка опалубка устанавливается на песчано-гравийную подушку. Ее основание должно располагаться на уровне земли. При устройстве висячего ростверка можно установить опалубку несколькими способами. В некоторых случаях ее монтируют на подушку, которая предварительно осыпается и утрамбовывается. Ее высота должна соответствовать высоте подошвы ростверка. Как только бетон затвердеет и опалубка будет снята, подушка из-под ростверка удаляется.
Сваи-стойки
Рассматривая висячие сваи и сваи-стойки, вы должны знать, как определяется их несущая способность. Этот параметр для висячей сваи был рассчитан выше. Теперь можно узнать, какая формула используется для стойки. Она выглядит следующим образом: Fd = Yc × R × A. Разница здесь состоит лишь в том, что значение R, которое определяет сопротивление почвы под нижней частью опоры, принимается не по таблицам, а рассчитывается самостоятельно.
Железобетонная конструкция может работать в почве двумя способами. Один из них – опора-стойка. Такая свая получает устойчивость за счет того, что своей торцевой частью опирается на шар несжимаемой почвы. Висячий тип опоры устойчив за счет сопротивления земли острию и трению грунта с боковыми стенками сваи. На практике можно понять, что разница выражена в длине опоры. Та, что работает в виде стоек, обладает внушительной длиной. Ее острие проходит пласт поверхностной низкоплотной почвы. Далее он упирается в шар грунта.
Увеличение несущей способности. Размеры опоры
Несущая способность висячей сваи определяется по формуле, которая была представлена выше. Но если ее недостаточно, то проблему можно решить несколькими способами. Первый заключается в увеличении диаметра опоры, в некоторых случаях увеличивается и длина. Кустистость тоже можно увеличить на одну единицу площади основания здания.
Изделия иногда расширяются в области питы. При этом повышается площадь трения на конце. Если при определении несущей способности висячих свай было обнаружено, что это значение должно быть увеличено, проблему можно решить методом использования современных технологий. Например, разрядно-импульсной методикой. Но стоит помнить, что увеличение размеров изделия может стать причиной удорожания строительства. Цена фундамента будет складываться из цен на каждый элемент. Чем толще опора, тем сложнее будет вкопать ее в почву. Количество вгоняемых свай для усиления может способствовать утяжелению конструкции как в прямом смысле, так и с финансовой точки зрения. Желаемой пользы при этом можно и не получить.
Иногда висячая забивная свая требует большей несущей способности. Но если использовать для этого кустистость, то конструкция будет больше усаживаться, чем одна опора. Длина стандартной сваи равна 7 м.
Существует практическое наблюдение: если шаг между опорами больше 3 диаметров, то одиночная свая и куст осаживаются примерно одинаково. Уменьшив это расстояние, можно увеличить усадку.
В заключение
При обустройстве фундаментов на слабой почве используются разные сваи. Они могут отличаться по методу погружения, материалу изготовления, форме и размерам поперечного сечения. По способу взаимодействия с почвенными слоями конструкции могут быть представлены стойками или висячими изделиями. В последнем случае столбы опираются на сжимаемые почвы, передавая нагрузки наконечнику и боковым поверхностям.
