Расчет осадки свайного фундамента

Применение свайных типов оснований в грунтах просадочного типа наиболее оправдано для таких строений, которые характеризуются тяжелым общим весом и представляют собой сооружение, оказывающее большую нагрузку на свое основание. Также свайные фундаменты популярны в сегменте частного малоэтажного каркасного строительства, если при укладке фундамента оказывается возможным изготовление одной сваи под колонну.

Что касается малоэтажного индивидуального строительства, то в данном вопросе чрезвычайно эффективной является технология монтирования ростверков в котлованах с вытрамбованным покрытием. Данная технология позволяет добиться не только тотального усиления свайной несущей способности на вертикальных типах нагрузок, но также и на горизонтальных нагрузках.

Практическое значение расчетов осадки основания

Расчет осадки свайного фундамента показывает наибольшую целесообразность укладки оснований такого типа при их обустройстве ниже уровня нахождения грунтов с просадочными характеристиками, в слоях подстилающего типа, которые характеризуются высоким коэффициентом несущей способности. К таким слоям можно отнести:

• гравийный слой;
• песочный грунт с плотным, крупным зерном;
• глинистая почва с плотной структурой, сцементированная, и т.д.

Монтаж забивных свай в грунты просадочного типа затруднен в связи с их нестандартной структурой, характеризующейся низким уровнем содержания влаги в своем составе, а также повышенными прочностными характеристиками.

Способ выполнения данных работ

Поэтому данный тип работ должен проводиться при помощи специальных скважин лидерного класса, через которые забивные сваи устанавливаются на проектные места.

Однако данные характеристики грунтов с просадочными свойствами, такие как высокая прочность, а также связность, могут эффективно использоваться для надежной установки буронабивных свай.

Дело в том, что проходные работы по скважинам и осуществления бетонирования свай не требуют наличия труб обсадного типа, а технологический процесс их монтажа включает способ установки «на сухую».

Это приводит к значительному снижению трудоемкости работ по монтажу материалов данного типа.

Нивелирование такого процесса, как осадка свайного фундамента

Определение осадочных процессов свайных систем осуществляется для массива с условными характеристиками, в полном соответствии с текущими нормативно-правовыми актами технического типа (ТНПА).

В качестве дополнительного условия при рассмотрении задачи принято, что почва, находящаяся в непосредственной близости от условного основания здания свайного типа, также находится в состоянии проседания.

Данная схема не располагает возможностями адекватно отразить следствие изменения такого фактора, как шаг внутри свайной системы.

Также данная схема не позволяет надлежащим образом учитывать взаимодействие фундамента с ростверком. Многочисленные эксперименты с данной группой свай показали, что условное уменьшение шага в свайной системе, при прежних параметрах условного основания здания, позволяет снизить просадочные процессы в несколько раз.

Применение свайных типов оснований в грунтах просадочного типа наиболее оправдано для таких строений, которые характеризуются тяжелым общим весом.

Расчет осадки экспериментального свайного фундамента позволил добиться положительных результатов, при рассмотрении такого фактора, как внедрение в структуру основания ростверка, который позволяет значительно понизить процесс осадки свайного фундамента.

Эксперименты показали, что бытующее в настоящее время заблуждение о том, что почва между сваями в свайной системе фундамента проседает вместе с ними, не имеет под собой научного обоснования.

О том, что деформационные процессы вертикального характера в почве, находящейся между свай основания, совершенно не соответствуют степени осадочных явлений самих свай, свидетельствуют следующие факты:

• Степень давления на почву, располагающуюся под основаниями свайного фундамента, значительно выше, чем давление, наблюдаемое на том же уровне, но локализующееся в пространстве между свай, и характеризующееся силами трения по продольным частям их фронтальных поверхностей. Это говорит о том, что характер осадочных процессов свай преобладает над осадочными процессами почвы, окружающей свайную систему фундамента.
• Наблюдается значительное уменьшение вертикального напряжения от сил трения, локализующихся по продольным областям фронтальных поверхностей свай, которое обратно пропорционально расстоянию до них.

Влияние ростверка на просадку свайного фундамента

По результатам многочисленных исследований, носящих как теоретический, так и практический характер, удалось сделать ряд выводов, говорящих в пользу позитивного влияния ростверка на скорость осадки свайного основания.

При этом достоверно рассчитать скорость осадки основания свайного типа, рассмотрев его как условный массив, с известными допущениями, можно лишь для свайных систем с определенным шагом свай, а также с такой характеристикой, как передача основной части нагрузок на фундамент их фронтальными поверхностями.

Неточности данного метода

Погрешность данного метода прямо пропорциональная увеличению шагового расстояния между сваями в каркасе фундамента. Также немаловажную роль здесь играет степень вовлеченности в работу фронтальных поверхностей свай.

Расчет осадки свайного фундамента в данном случае допускает целесообразность принятия за основную точку начала расчетов коэффициент осадки одной сваи из рассматриваемой системы, поскольку среди них будет прослеживаться явное взаимодействие.

Почва, окружающая свайный фундамент, в меньшей степени подвержена процессам оседания, нежели система свай данного основания.

В связи с этим, оседание внедренного в систему основания ростверка оказывает непосредственное влияние на фундамент за счет собственного включения в процесс осадки.

Что делает ростверк?

С ростом напряжения под ростверком, вследствие постоянной осадки, оно начинает рассеиваться, полностью или не совсем рассеиваясь по всей протяженности свай.

Таким образом, происходит постепенное снижение коэффициента давления свайных оснований на почву, в которой располагается рассматриваемый фундамент.

Низкий ростверк оказывается предпочтительнее высокого. Потому именно с ним коэффициент сглаживания наибольших топовых значений напряжения под основаниями свайной системы достигает самых низких значений.

Принцип работы низкого ростверка

С использованием ростверка, удается понизить степень неравномерности проявления напряжений вертикального характера на уровне нижних частей свайного каркаса основания.

Расчет осадки рассматриваемого свайного фундамента показал, что происходит это потому, что вокруг ростверка создается обжатие почвы, которое провоцирует возникновение напряжений распорного типа в горизонтальной плоскости.

Параллельно с этим, увеличиваются силы трения, наблюдаемые по продольным частям фронтальных поверхностей свайной системы.

Это доказывает, что использование ростверка приводит не только к эффективному взаимодействию с фундаментом, за счет принятия на себя определенной доли напряжения, которое испытывает свайная система, но также и за счет достижения более равномерного давления на почву в области нижних частей свай фундамента.