Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчет ФМЗ начинают с предварительного выбора его конструкции и основных размеров (это глубина заложения фундамента и размер его подошвы). Далее производят расчет по двум предельным состояниям: I – Расчет по прочности (устойчивость) II – Расчет по деформациям, которые являются основным и обязательным для всех ФМЗ. А расчет по I группе предельных состояний является дополнительным и производится в одном из следующих случаев: - Сооружение расположено на откосе (склоне) или вблизи него; - На основание передаются значительные по величине горизонтальные нагрузки; - В основании залегают очень слабые грунты (или текучие и текучепластичные глинистые грунты и т.п.), обладающие малому сопротивлению сдвигу; - В основании залегают наоборот, очень прочные – скальные грунты. Установив окончательные размеры фундамента, удовлетворяющие двум группам предельного состояния, переходят к его конструированию

В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03—84 устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле

Qr≤(yc/yn)Qz, (7.6) где Qr — сдвигающая сила, кН, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига; ус — коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9; уn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый как и в формуле (7.5); Qz — удерживающая сила, кН, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига.

Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы, а удерживающие силы — с коэффициентом надежности по нагрузке.

27)Расчетные сечения фундамента назначают из условия работы материала его конструкции. В зависимости от этого фундаменты могут быть жесткими или гибкими.

Под жестким фундаментом понимается такой фундамент, материал которого под действием внешней нагрузки не испытывает деформаций изгиба, проявляющихся в форме скалывания отдельных элементов и трещин в кладке. Практически можно считать, что материал жестких фундаментов работает только на сжатие.

Для жестких фундаментов подлежат определению геометрические размеры в плане и их обрезы:

· Кирпичная кладка удобна в том отношении, что ей можно придать самую разнообразную форму. Однако кирпич как строительный материал для фундаментов недолговечен; он быстро теряет прочность под действием грунтовых вод. Поэтому кирпич применяют для кладки фундаментов, как правило, в менее ответственных сооружениях, причем кладку выполняют только из кирпича-железняка на цементном растворе.

· Некоторое распространение имеет бутовый камень в виде кладки из рваного камня или плитняка. Из бутового камня выполняют ленточные и столбовые фундаменты; их стоимость сравнительно невысокая. Однако основным недостатком таких фундаментов является большой объем кладки и значительные трудовые затраты при их возведении. Кроме того, применение этого материала не дает возможности широко индустриализировать и механизировать строительные работы.

· Бутобетон и бетон обладают значительно лучшими прочностными характеристиками, и их применяют для фундаментов наиболее ответственных сооружений – в массивных фундаментах, а также для устройства жестких фундаментов под колонны, несущие большую нагрузку. Их недостатком являются значительная стоимость и большие объемы при массивных фундаментах.

28) Гибким фундаментом называется такой фундамент, материал которого работает преимущественно на изгиб. Гибкие фундаменты выполняют из ж/б, так как он воспринимает растягивающие напряжения при изгибе.

При расчете гибких фундаментов определяют их геометрические размеры в плане, а затем по расчетным эпюрам моментов перерезывающих сил в зависимости от процента армирования подбирают сечение.

В качестве материала для гибких фундаментов применяют ж/б. Такие фундаменты незаменимы в тех случаях, когда требуется создать значительные опорные площади для передачи больших нагрузок от сооружений, а также для конструкций фундаментов коробчатого типа.

Применение ж/б для возведения фундаментов значительно сокращает объем работ и позволяет широко использовать механизмы при производстве работ. Однако ввиду высокой стоимости ж/б и больших затрат металла на его изготовление необходимость применения ж/б для фундаментов должна быть экономически обоснована.

29) По способу заглубления в грунт надлежит различать следующие виды свай:

а) забивные железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;

б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;

в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;

г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;

д) винтовые.

По материалу: железобетонные, бетонные, металлические, деревянные;

По условиям взаимодействия с грунтом:

а) сваи-стойки, передающие нагрузку на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные или малосжимаемые прочные грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотные, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E ³ 50 МПа (рис.Ф.14.8,а);

б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяют на сваи – стойки и висячие сваи. К первой группе относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на малосжимаемые грунты.

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Несущая способность висячей сваи определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под ней

Группу таких свай, объеденных поверху распределительной плитой или балкой, называют свайным фундаментом.

Виды фундаментов на сваях:

В зависимости от того, какое количество опор будет задействовано при строительстве, от степени тяжести объекта, а также от конфигурации самого здания, различают несколько видов свайных основ под постройку:

1. Одиночные сваи - используются в случаях, когда необходимо передать нагрузку от элемента малой площади основания, например, если в проекте дома имеются колонны. Нередко используется вариант, когда непосредственно сама свая и является колонной.

2. Ленточный свайный фундамент применяется, когда планируется возвести протяженную конструкцию или установить опоры по периметру дома.

3. Свайные "кусты" - при этом нагрузку принимают на себя несколько опор, сконцентрированных под одним из элементов объекта, например, под той же колонной.

4. Свайное "поле" - такой проект подразумевает системное расположение опор по всей площади основания объекта. Обычно такое решение используется в случаях, когда здание планируется крупногабаритным и тяжелым.

Объединительные распределительные балки и плиты называют ростверком. Как правило, они выполнены из монолитного или сборного железобетона. Различают низкие и высокие свайные ростверки

30) В процессе ее погружения в грунте происходят более сложные явления, связанные с его уплотнением и сдвигом одних объемов по отношению к другим. Интенсивность развития таких деформаций в различных точках грунтового массива и в разное время зависит от вида и состояния грунта, способа погружения сваи, ее размеров. При забивке свай в результате воздействия инерционных сил, возникающих при колебаниях грунта, развития дополнительных осадок или выпора грунта вокруг сваи, могут возникнуть опасные деформации существующих зданий. Поэтому при проектировании и строительстве вновь возводимых зданий необходимо предварительно установить степень опасности влияния забивки свай на конструкции существующих зданий, а также выбрать тип свай, погружение которых не вызовет недопустимых вибраций.

· Сваи-стойки : Несущую способность Fd, кН, забивной сваи, сваи-оболочки, набивной и буровой сваи, опирающейся на скальный грунт, а также забивной сваи, опирающейся на малосжимаемый грунт (6.2), следует определять по формуле Fd = с R А,

где с — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки, кПа;

А — площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая для свай сплошного сечения и полых свай с закрытым нижним концом равной площади поперечного сечения брутто, для свай полых круглого сечения с открытым нижним концом и свай- оболочек — равной площади поперечного сечения нетто при отсутствии заполнения их полости бетоном и равной площади поперечного сечения брутто при заполнении этой полости бетоном на высоту не менее трех ее диаметров.

· Висячие набивные, буровые и сваи-оболочки, погружаемые с выемкой грунта и заполняемые бетоном (сваи трения) : Несущую способность Fd, кН, набивной и буровой свай с уширением и без уширения, а также сваи-оболочки, погружаемой с выемкой грунта и заполняемой бетоном, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по формуле

Fd = γc(γcRRA + γcfuΣfihi),

где γc — коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на глинистые грунты со степенью влажности Sr < 0,85 и на лессовые грунты — γc = 0,8, в остальных случаях — γc = 1;

γcR — коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи;

γcR = 1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями и буро инъекционных свай , для которых этот коэффициент следует принимать равным 1,3,и свай с уширением, бетонируемым подводным способом, для которых γcR = 0,9, а также опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимают в соответствии с разделом 14;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по; а для набивной сваи, изготавливаемой по технологии, указанной в 6.4 а, б — по таблице 7.2; A — площадь опирания сваи, м2, принимаемая равной: для набивных и буровых свай без уширения — площади поперечного сечения сваи; для набивных и буровых свай с уширением — площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра; для свай-оболочек, заполняемых бетоном, — площади поперечного сечения оболочки брутто;

u — периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γcf — коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования и принимаемый по таблице 7.6;

fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;

hi — то же, что и в формуле (7.8).

· Висячие забивные, вдавливаемые всех видов и сваи-оболочки, погружаемые без выемки грунта (забивные сваи трения) : Несущую способность Fd, кН, висячей забивной и вдавливаемой свай и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

Fd = γc(γcRRA + uΣγcffihi),

γc — коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.2;

A — площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

u — наружный периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

fi — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3;

hi — толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γcR, γcf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по таблице 7.4.

· Отказом сваи называют значение, определяющее глубину погружения сваи под ударом сваебойного молота. (неспособность продвигаться далее вглубь грунта ввиду его высокой твердости (плотности)).Отказ измеряется с точностью до 1 мм.

Поскольку измерить осадку от единичного удара молотом сложно, отказ принято определять с помощью среднего значения серии из 10 ударов (залог).

Существует два понятия отказа - фактический и проектный. Фактический отказ определяется непосредственно в процессе погружения сваи с помощью оборудования. Проектный отказ вычисляется на основе приведенных в строительных нормах формул еще на стадии проектировании свайного фундамента.

· Отдых сваи- перерыв на несколько суток в процессе забивки сваи при явлениях ложного отказа или засасывания, достаточный для восстановления структуры грунта.

31) Забивные сваи-Указанные сваи рекомендуется применять для фундаментов любых зданий и сооружений, за исключением мостов и портовых гидротехнических сооружений, когда они проходят по номенклатуре и параметрам свай, предусмотренных рабочими чертежами, удовлетворяют результатам расчета и грунтовым условиям строительной площадки. Такие сваи не допускается применять в пучинистых грунтах, если силы пучения превышают величину вертикальной вдавливающей нагрузки на сваю, и при наличии сил выдергивающих, сейсмических, а также при необходимости погружения их в грунт с помощью вибрации.

· Сваи-колонны рекомендуется применять при спокойном рельефе строительной площадки с глинистыми грунтами мягкопластичной, тугопластичной и полутвердой консистенции и с песчаными грунтами средней плотности.

Применение свай-колонн не допускается, когда в пределах погружаемой части или поднижними концами их расположены слабые грунты (заторфованные и торф, илы, глинистые текучей консистенции и др.) либо гравелистые пески, крупнообломочные и плотные песчаные грунты.

Не допускается использование в качестве свай-колонн предварительно-напряженных железобетонных свай с продольной проволочной арматурой, а также предварительно-напряженных свай без поперечного армирования с любым видом продольной арматуры.

· Сваи-столбырекомендуется применять преимущественно для устройства фундаментов опор мостов, строящихся в районах распространения вечномерзлых и пучинистых грунтов, при невозможности забивки свай ввиду мерзлого состояния грунтов, либо наличия плотных песчаных, гравелистых и галечниковых грунтов, в которых столбы должны быть заделаны исходя из условий воспринятия сил морозного пучения.

· Деревянные сваи рекомендуется применять в районах, где лес является местным строительным материалом (например, в многолесных районах) в целях экономии бетона и стали.

· Буронабивные сваирекомендуется также применять: когда необходима прорезка сваями насыпей с твердыми включениями (в виде остатков разрушенных частей каменных, бетонных, железобетонных конструкций и т.п.) или прорезка слоев грунта природного сложения в виде твердых глинистых грунтов, слоев с часто встречающимися валунами и т.п., не позволяющих производить забивку или вибропогружение свай;

1 на стесненных площадках, где сложно транспортировать и устанавливать забивные сваи;

2 вблизи существующих зданий и сооружений, в которых могут возникнуть недопустимые деформации элементов несущих конструкций или оборудования при забивке или вибропогружении свай.

Буронабивные сваи не следует применять при наличии сильно агрессивных грунтовых или производственных вод.

если строительная площадка образована слабыми грунтами (ил, суглинок илистый, торф, глины, текучие суглинки), то при выборе типа фундамента можно рассматривать несколько вариантов:

- в случае ила и текучих суглинка возможно сооружение сплошной фундаментной плиты под всем домом или предварительное обжатие илов грузом;

- в случае торфа и заторфированных грунтов – частичное или полное выторфофывание + последующий намыв песком или подсыпка и устройство фундамента на естественном основании;

- необходимо принимать во внимание, что при устройстве фундаментной плиты на слабом грунте возникают осадки: общие – до 50-60 см и неравномерные – до 25-35 см. После проведения работ по погрузке илов осадки снижаются, но временные затраты на проведение таких работ – не меньше года;

- при значительной мощности торфа работы по выторфофыванию также требуют много времени, трудовых и материальных затрат. Чаще всего технико-экономическое сравнение свайного и плитного фундамента на слабых грунтах показывает преимущество свайных фундаментов, которые обеспечивают меньшие осадки (в пределах допустимых) + экономическую выгоду за счет снижения объема земляных работ, а также расхода бетона и арматуры;

В случае планировки площадки подсыпкой фундамент из забивных свай предпочтительнее фундаментов на естественном основании даже когда плотные грунты расположены близко к естественной поверхности грунта, т.к. в этом случае столбчатый фундамент проектируют глубоким, прорезающим всю толщину подсыпки;

На площадках образованных бытовыми насыпями большой толщи, которые нельзя использовать в качестве несущего слоя, столбчатые фундаменты делают глубокими. Вместо них целесообразнее применять забивные сваи, проходящие через всю насыпь и заглубленные в плотных грунтах, залегающих ниже подошвы насыпи. Если же в насыпи есть твердые включения, которые нельзя пробить, то используют буронабивные сваи;

При строительстве дома близко от балок, оврагов и т.п устраивают фундаменты из забивных свай, а на сухом глинистом грунте – из буронабивных свай;

На просадочных и набухающих грунтах толщиной до 12 м используют забивные сваи, а при толщине 13-30 м – буронабивные сваи с уширениями. При этом прорезаться должна вся просадочная толща, а нижние концы свай должны быть заглублены в непросадочный грунт;

На пучинистых грунтах свайные фундаменты обладают преимуществом перед фундаментами на естественном основании, т.к. оставляя зазор между подошвой ростверка и поверхностью грунта, можно исключить влияние нормальных сил морозного пучения. Однако, надо учитывать касательные силы морозного пучения, значение которых тем больше, чем длиннее сваи;

При значительном изменении кровли несущего слоя из крупнообмолочных и скальных грунтов, предпочтительнее использовать фундаменты 2 видов: на участке, где кровля несущего слоя близка к поверхности (до 2,5-3 м), — закладывают столбчатый фундамент на естественном основании, а на участке, где кровля скального грунта резко понижается, — свайные;

В районах вечной мерзлоты используют фундаменты на вмороженных сваях, которые погружают в скважины, заполненные грунтовым раствором;

На земельных участках вблизи водоемов при высоком уровне грунтовых вод устройство фундамента на естественном основании требует водопонижения на период строительства, а при дальнейшей эксплуатации потребуется устройства дренажа, а свайные фундаменты без заглубления ростверка освобождают от строительного водопонижения;

При высокой вероятности оползней, склоны участков эффективно укреплять буронабивными сваями большого диаметра (от 1 м) без уширений с оставлением обсадных труб и армированием. При активном оползне применяют сваи-оболочки с жесткой арматурой. После укрепления оползневых склонов тип фундамента выбирают без учета влияния оползневых процессов.

Методы устройства буронабивных свай надлежит выбирать с учетом следующих указаний:

а) буронабивные сваи( устраиваемые без крепления стенок скважин( рекомендуется применять в случаях( когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами твердой( полутвердой и тугопластичной консистенции (в том числе глинистыми просадочными и набухающими грунтами)( а горизонт грунтовых вод в период строительства расположен ниже пяты свай;

б) буронабивные сваи( для устройства которых требуется крепление стенок скважин глинистым раствором( рекомендуется применять в случаях( когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами мягкопластичной и текучепластичной консистенции;

в) буронабивные сваи с креплением стенок скважин обсадными трубами рекомендуется применять в случаях( когда строительные площадки сложены водонасыщенными неоднородными глинистыми грунтами текучей консистенции с прослойками песка и супесей;

г) буронабивные сваи( устраиваемые при помощи специальных станков с закреплением стенок скважины извлекаемыми стальными (инвентарными) трубами( рекомендуется применять при условии( когда строительные площадки сложены любыми грунтами( а сваи опираются нижними концами на скальные или другие виды плотных грунтов высокой несущей способности (твердые глинистые грунты( крупнообломочные грунты( плотные пески).

32) Несущую способность сваи обычно определяют, учитывая условия работы материала, служащего для ее изготовления, а также особенности грунта, куда обычно погружается свая. Вот почему сопротивление сваи действию нагрузки в вертикальном положении считают наименьшей величиной, используемой при вычислении, в ходе которого учитывают условия прочности материала сваи и грунта.

Прочность материала для изготовления сваи, механические свойства грунта и метод ее погружения оказывают влияние на несущую способность одиночной сваи. Следует отметить и то, что, независимо от вида одиночных свай, на их несущую способность влияют лишь два условия. А именно: сопротивление грунта основания сваи и сопротивление материала, из которого она изготовлена.

Расчет несущей способности опорного элемента – достаточно сложный и трудоемкий процесс. Специалист, проектирующий фундамент свайного типа, должен учитывать не только прочность элементов, но и экономический аспект, поскольку каждая запасная свая стоит немалых денег.

Несущая способность сваи с учетом материала определяется главным образом в фундаментах, имеющих низкий ростверк, согласно условиям прочности в грунтах с плотной структурой и устойчивости в грунтах со слабой структурой. Определить несущую способность сваи можно как посредством отдельных методов, так и посредством их комплексного использования.

Счетный метод (не очень эффективный).

Пробные статистические нагрузки. Весьма эффективная методика, но требующая высоких затрат материальных средств и времени.

Динамическое испытание. Осуществляется посредством нескольких ударов свайного молотка по установленным сваям, а затем фиксируется ее осадка. Данный метод хорошо тем, что его можно применять прямо на объекте, но он не так точен, как предыдущий.

Зондирование. Этот метод включает комплексное применение статического и динамического методов. Его суть состоит в регистрации нагрузок на поверхность и на основание посредством установленных датчиков.

33) Несущая способность одиночной сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготовлена, и грунта, в который она погружается. Поэтому сопротивление сваи действию вертикальной нагрузки определяется как наименьшая из величин, вычисляемых из условий прочности материала сваи и грунта, удерживающего сваю. В идеальном случае расчетная несущая способность по материалу должна быть равна несущей способности по грунту, однако в реальных условиях такое условие трудновыполнимо, поэтому для получения наиболее экономичного решения необходимо стремиться, чтобы полученные расчетные несущие способности были максимально близкими. Несущую способность свай по грунту и материалу рассчитывают по первой группе предельных состояний.

Несущую способность свай по материалу определяют в фундаментах с низким ростверком из условий прочности в плотных грунтах и устойчивости в слабых — на действие осевой вертикально приложенной сжимаемой силы, как центрально сжатого стержня. В высоких ростверках материал свай рассчитывают на дополнительное действие изгибающих моментов и горизонтальных сил.

34) Для висячих свай, или свай – трения (см. схему) усилия грунту основания передаются через боковую поверхность и нижний конец. Под нижним концом сваи эпюра вертикальных давлений по горизонтальной проекции будет иметь конусообразное очертание, которое можно аппроксимировать треугольником с максимальной ординатой σ1. Под действие в основном данного давления и будет развиваться деформация осадки сваи.

Геометрические размеры ростверка в плане определяются нормативными требованиями к взаимному размещению свай в свайном кусте. Расстояние между сваями должно быть не менее трех диаметров свай (диаметр берется по наименьшему значению). Высоту ростверка рекомендуют принимать не менее 40 см. Более точная высота ростверка определяется расчетом на поперечную силу и на продавливание.

Расположение свай в фундаментах может быть рядовым - по вершинам прямоугольника и шахматным по вершинам треугольника : а - рядовое в кусте; б - шах­матное в кусте; в - рядовое (частаком) в свайном поле; г - шах­матное в свайном поле; д - ря­довое в свайной полосе; е - шах­матное в свайной полосе

35) Расчет осадок свайных фундаментов (расчет по второй группе предельных состояний) допускается выполнять с использованием расчетных схем, основанных на модели грунта как линейно-деформируемой среды, при обязательном выполнении условия.

Для расчета осадки свайного фундамента вводят такое понятие, как условный фундамент. Сделать фундамент условным можно, если нижнюю границу (подошву) его определить по нижним концам свай, верхнюю – по планировке поверхности. Боковые поверхности определить по крайним рядам свай, отступив от их центра на величину, равную половине шага между ними. По этим размерам определяют поперечное сечение. Погонную нагрузку на основание определяют, как сумму веса свай и грунта, находящегося в объеме, определяемом указанным поперечным сечением на длине фундамента, равной 1 м.

36) Учет отрицательных сил трения на боковой поверхности сваи.

Если в силу тех или иных причин осадка окружающего сваю грунта будет превышать осадку самой сваи, то на ее боковой поверхности возникнут силы трения, направленные на верх, как обычно, а вниз. Такое трение называют отрицательным трением.

Отрицательное трение может возникнуть при различных обстоятельствах. Вероятность возникновения отрицательного трения значительно возрастает, если в пределах глубины погружения сваи имеется слой слабых сильносжимаемых грунтов, например торфа.

Несущая способность сваи с учетом сил отрицательного трения определяется по формуле Fd но при этом расчетное сопротивление fi для грунта, расположенного выше слоя торфа, принимается равным значению, табл СНиП но со знаком «-», а для торфа -5 кПа.

Сваи, работающие на выдергивание, должны быть проверены по прочности ствола на растяжение.

Если действующие на сваи горизонтальные силы превышают величину , то при вертикаль­ном расположении свай в фундаменте следует увеличить их се­чение или количество. Если это невозможно, необходимо преду­смотреть погружение наклонных свай по направлению действую­щей горизонтальной силы или козловое расположение свай (с на­клоном в двух противоположных направлениях).

Козловые сваи, обычно, применяются при воздействии на фун­дамент горизонтальных сил, действующих в двух взаимно проти­воположных направлениях.

37) Заглубленные фундаменты чаще всего делают ленточного типа, реже – плитного. Объясняется это тем, что для ленточного фундамента нужно проводить меньше земельных работ: одно дело вырыть траншею, пусть и глубиной 1,5-2 м, и совсем другое дело рыть целый котлован, чтобы уложить монолитную плиту. Кроме того, при большой глубине заложения грунт под основанием обычно достаточно плотный и опорной площади ленточного фундамента более чем достаточно.

Необходимость в фундаментах глубокого заложения возникает, если сооружение должно быть опущено на большую глубину (подземные и заглубленные сооружения); если сооружение создает большие нагрузки, а верхние слои представлены значительной толщей слабых грунтов, подстилаемых прочными скальными грунтами; если сооружение передает на основание значительные горизонтальные нагрузки; если имеется высокое залегание грунтовых вод.

38) Сущность метода состоит в том, что первоначально на поверхности земли возводят стены колодца, оборудованные ножевой частью, а затем внутри его разрабатывают грунт в направлении от центра к периметру стен. За счет подработки грунта стены утрачивают опору с внутренней стороны и под действием собственной тяжести колодец опускается, выдавливая грунт (благодаря специальной конструкции ножа) внутрь.

Опускной колодец представляет замкнутую в грунте обычно симметричную открытую и снизу, и сверху конструкцию. Он либо бетонируется на месте, либо собирается из готовых элементов

Материалами являются камень, кирпич (кладка), дерево, металл, бетон и железобетон. Чаще всего применяется бетон и особенно железобетон.

Рис.Ф.16.2. Опускной колодец:

а - установка на поверхность; б - заглубление; в - наращивание новой секции; г - опускной колодец опущен до прочного грунта; д - у опускного колодца сделано дно.

Опускные колодцы погружаются под действием собственного веса, хотя для погружения сборных элементов дополнительно может применяться вибрация. По мере погружения изнутри из колодца извлекается грунт. Для этого могут применяться экскаваторы грейферного или другого типов, иногда гидроразмыв грунта. После опускания колодца до заданной отметки его внутренняя полость частично или полностью заполняется бетоном. Опускной колодец может быть использован для устройства заглубленных в грунт помещений.

Установка для опускания кессонной опоры состоит из:

1) кессонной камеры;

2) шахты;

3) шлюзового аппарата;

4) компрессорных установок для нагнетания воздуха.

Кессонная камера железобетонная, имеет высоту не менее 2,2 м. В нижней части по периметру имеется ножевое устройство, как и у опускного колодца. Шлюзовой аппарат служит для возможности входа человека в ствол-шахту, где давление воздуха выше атмосферного и, затем, по окончании работ, выхода его оттуда, а также извлечения грунта. В шахте устраивается лифт-подъемник. Над кессонное строение возводят либо сразу на всю высоту, либо ярусами с наращиванием по мере необходимости.