Монолитные ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты под стены устраивают из сборных бло­ков или монолитными. Монолитные железобетонные ленточные фундаменты выполня­ют в виде армированной в нижней зоне ленты и неармированной или мало армированной фундаментной стены, выше которой устраивают стены здания.

Процесс возведения фундаментов и стен из монолитного железобе­тона включает разбивку осей фундаментов, устройство опалубки, сборку и установку арматуры и бетонирование.

На выбор типа опалубки влияет вид бетонируемых конструкций и их повторяемость. Опалубку выбирают на основе технико-эконо­мических показателей из доступных вариантов, исходя из затрат материалов и труда, себестоимости одного оборота опалубки.

Монтаж арматуры выполняют укрупненными элементами в виде сеток и пространственных каркасов. Нижнюю арматурную сетку фун­дамента устанавливают до монтажа опалубки. Для создания защитного слоя бетона устанавливают фиксаторы в шахматном порядке с шагом 1 м. Затем устанавливают арматурные каркасы и закрепляют их с по­мощью фиксаторов. Временные крепления с каркасов снимают после их крепления к сетке подошвы фундамента. По завершении арматурных работ на захватке приступают к установке опалубки.

а	б
Рис. III-2. Мелкощитовая – а, и несъемная железобетонная – б опалубка при устройстве ленточного монолитного фундамента

 

Перед укладкой бетонной смеси необходимо тщательно подгото­вить грунтовое основание. Рыхлые грунты и органические включения должны быть удалены, места перекопки грунта следует заполнить уп­лотненным песком или щебнем.

Для достижения монолитности железобетонных фундаментов бето­нирование необходимо вести непрерывно, не допуская образования швов.

Ленточные фундаменты бетонируют в зависимости от конструк­тивных особенностей в один, два и три этапа (рис. III-3).

Одноэтапное послойное бетонирование применяется при устройстве ленточных фундаментов прямоугольного сечения в распор или переменного сече­ния при площади поперечного сечения менее 3 м². Ленточные фунда­менты со ступенями при площади поперечного сечения более 3 м² бе­тонируют в два этапа: сначала ступени, затем стену. В три этапа бето­нируют ленточные фундаменты с подколонниками, применяемые в каркасных зданиях.

Рис. III-3. Бетонирование ленточных фундаментов: а - столбчатого при непрерывной подаче бетонной смеси; б - то же, бетонируемого ступенями, в - ступенчатого бетонируемого с использованием виброхобота; г - конструктивное решение фундамента; 1- опалубка фундамента; 2 - бадья с бетонной смесью; 3 - рабочая площадка; 4 - вибра­тор; 5 - бетон; 6 - звеньевой хобот; 7 - продольное армирование; 8 - поперечная арматура, 9 - бетонная подготовка; 10 - уплотненный грунт; 11- оклеечная гидроизоляция

 

При длине стены более 20 м ее делят на участки по 7…10 м и на границе участков устанавливают разделительную перегородку.

Ведущим процессом при устройстве фундаментов является бетони­рование, поэтому количество рабочих в каждом потоке (установка опа­лубки, укладка арматуры, бетонирование, разборка опалубки) опреде­ляется по ведущему потоку. Необходимо, чтобы работа во всех пото­ках шла в одном ритме. Для организации поточной работы фундамен­ты и стены разбивают на захватки, в качестве которых может быть пролет, часть пролета или фундаменты на одной оси.

Сборные ленточные фундаменты состоят из фундамент­ных плит-подушек, выше которых устанавливают стеновые блоки (рис.III-4). Железобетонные фундаментные плиты-подушки и бетон­ные стеновые блоки унифицированы, номенклатура предусматривает их разделение на четыре группы, каждая из которых отличается вос­принимаемой нагрузкой. Для повышения жесткости сооружения, для выравнивания осадок при строительстве на слабых грунтах и в качест­ве антисейсмических мероприятий сборные фундаменты усиливают армированными швами или железобетонными поясами, устраиваемы­ми поверх фундаментных подушек или последнего ряда стеновых фун­даментных блоков по всему периметру здания на одном уровне.

 

Рис. III-4. Основные элементы монолитных – а и сборных – б железобетонных фундаментов

На песчаных грунтах фундаментные блоки укладывают непосред­ственно на выровненное основание, на других грунтах - на песчаную подушку толщиной 10 см. Под подошвой фундаментов нельзя остав­лять насыпной или разрыхленный грунт, его необходимо удалить, вместо него уложить песок или щебень и уплотнить. Углубления в грунтовом ос­новании высотой более 10 см заполняют бетоном. Шири­ну и длину песчаной подготовки основания делают на 20…30 см больше разме­ров фундамента, чтобы блоки не свисали с песчаной подушки.

Сплошные фундаменты (монолитная плита) изготавливают из монолитного железобетона, по конструктивному решению они могут быть выполнены в виде гладкой плиты (с устанавливаемыми по необходимости сборными стаканами под колонны), гладкой плиты с местными утолщениями в виде «подколонника», расположенного по верхней или по нижней грани плиты, ребристой плиты и плиты коробчатого сечения.

 

Рис. III-6. Армирование фундаментной плиты. Внизу - дополнительное армирование опорного узла для восприятия поперечных сил от колонн каркаса здания

 

Фундаментные плиты армируют сварными сетками в два слоя и более. Арматурные каркасы могут быть образованы разными спосо­бами: укладывают горизонтальные сетки и устанавливают поддержи­вающие каркасы или предварительно объединяют плоские горизон­тальные сетки и поддерживающие каркасы в пространственный самонесущий армоблок. Армоблоки устанавливают с зазорами, которые пе­рекрывают одним или двумя рядами плоских горизонтальных сеток, опирающихся на армоблоки (рис. III-6).

Массивные фундаментные плиты бетонируют с использованием несъемной железобетонной опалубки или разборно-переставной из унифи­цированных элементов.

При большой площади плит их разбивают на блоки или карты бетонирования. По краям карт устанавливают деревянную или сетча­тую опалубку без разрезки арматуры на границах карт.

Фронт бетонирования в пределах карты должен быть минималь­ным. Карты бетонируют подряд, т. е. одну за другой; для уменьшения суммарной усадки бетон в разделительные полосы укладывают в рас­пор с затвердевшим бетоном готовых карт после снятия опалубки на их границах.

При сосредото­ченных объемах работ в массе бетонирования 50…100 м³ в смену могут быть использованы стационарные бетононасосы. Плиты даже предельной толщины бетонируют в один слой. При этом затрудняется виброуплотнение, поскольку погружные вибраторы требуется внедрять в смесь на глубину, в 1, 5…2 раза превышающую длину их рабочей части. Для виброуплотнения таких конструкций целесообразно применять навесные вибраторы и вибропакеты (рис. III-7).

Бетонирование необходимо организовать так, чтобы избежать уст­ройства рабочих швов в пределах одной карты бетонирования.

Поверхность плит вырав­нивают по маякам и заглаживают гладилками. В местах примыкания стен, опирания колонн и столбов поверхность бетона оставляют незаглаженной.

Рис. III-8. Классификация свай по конструктивным признакам

 

3. Конструкции забивных, погружных свай и шпунта

Сваи подразделяют по целому ряду признаков на несколько групп:

· по материалу - деревянные, металлические, бетонные и железобе­тонные, комбинированные, грунтовые;

· по конструкции - квадратные, трубчатые, прямоугольные и много­угольные, с уширением и без него, цельные и составные, призматиче­ские и конические, сплошного сечения и пустотелые, винтовые и сваи-колонны (рис. III-8, III-9);

· по способу устройства - забивные, изготавливаемые на заводе или на самой площадке и погружаемые в грунт, набивные, устраиваемые непосредственно в грунте (в заранее пробуренной скважине) и инъекционные, устраиваемые посредством пропитки под давлением грунта вокруг скважины скрепляющими смесями;

· по характеру работы (по способу передачи нагрузки на основа­ние) - сваи-стойки, которые передают нагрузку от здания, упираясь своими кон­цами в скальный или практически несжимаемый грунт, и висячие сваи, передающие нагрузку за счет трения грунта о боковые поверх­ности сваи;

· по виду воспринимаемой нагрузки - центральная, вертикально действующая нагрузка, нагрузка с эксцентриситетом, и усилие вы­дергивания;

· по виду армирования железобетонных свай - с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него;

Свайный куст - несколько расположенных рядом свай, совместно воспринимающих общую нагрузку;

Ростверк - конструкция, объеди­няющая верхушки свай для их совместной работы.

Деревянные сваи изготавливают из древесины сосны, ели, лиственни­цы, кедра, пихты, дуба. Длина таких свай 4…12 м, диаметр в тонком конце 18…34 см.

Деревянные шпунты изготавливают из брусьев, на одной грани которых уст­раивают гребень, на другой - паз, преимущественно прямоугольного сечения. Перед забивкой шпунтины соединяют по 2…3 шт. в пакет, де­лают общий скос на острие и надевают общий бугель. Обычно толщина шпунтин 5…14 см, но может доходить до 26 см.

Металлические сваи применяют в портовом, мостовом, энергетиче­ском и промышленном строительстве, при возведении высотных со­оружений (радиомачт, телебашен). Используют стальные трубы диа­метром 25…100 см, рельсы, двутавры, винтовые сваи со специальным наконечником, завинчиваемые в грунт.

 

Рис. III-9. Виды готовых сборных cвaй: 1 - призматическая; 2 -составная; 3 -со сквозной полостью; 4 -с уширением на конце; 5 - с уширением на стволе; 6 - с уширением на верхнем конце; 7- пирамидальная; 8- ромбическая; 9 - пирамидально-призматическая; 10- бипирамидальная; 11 - с пирамидальным уширением; 12 - забивной блок; 13 - плоско-профилированная; 14 - с замкнутой полостью; 15 - с углублениями; 16 - с оголовком; 17 - лопостная; 18 - с многоярусными уширениями; 19 - трубчатая с открытым концом; 20 - трубчатая с закрытым концом; 21 - трубчатая с закрытым верхним концом; 22 – слабо-коническая; 23 - с опорным уширением; 24 - козловая; 25 - веерная; 26 -с уширением в голове; 27 - винтовая

Сваи-оболочки - металлические трубчатые сваи диаметром 1, 2…2 м и более, длиной до 14 м, при необходимости их наращивают и соединя­ют на сварке. Сваи с открытым нижним торцом по мере заглубления заполняют грунтом, который, уплотняясь, увеличивает несущую спо­собность сваи. Сваи-оболочки с закрытым нижним торцом в виде съемного наконечника забивают в грунт. Металлический наконечник всегда остается в грунте, сама свая может быть оставлена и заполнена бетонной смесью для повышения несущей способности или извлечена. В процессе извлечения сваи-оболочки ее полость заполняется бетон­ной смесью.

Стальной шпунт применяют для устройства водонепроницаемых стенок котлованов, подпорных стенок, пирсов, набережных. Для шпун­та выпускают специальные профили - плоские, корытообразные, Z-образные шириной до 60 cм, в отдельных случаях используют обычный стальной прокат.

Железобетонные сваи выпускают сечением от 20× 20 до 60× 60 см и длиной от 3 до 16м с обычной и предварительно напряженной ар­матурой. Предварительное напряжение позволяет сократить расход бе­тона на 15…20%, металла до 50…60% по сравнению с обычным арми­рованием. Армирование необходимо для транспортирования и забивки свай, для нормальной работы на сжатие достаточно косвенного арми­рования. Предварительное напряжение при забивке препятствует воз­никновению деформаций, трещин, стягивает имеющиеся трещины.

Полые сваи квадратного и трубчатого сечения длиной 2…6 м при­меняют в плотных грунтах и малых нагрузках от строящегося соору­жения, наружный диаметр может доходить до 80 см.

Устройство свайных фундаментов является комплексным процес­сом, включающим в себя (на примере метода забивки):

§ подготовку территории для ведения работ;

§ геодезическую разбивку с выносом в натуру положения каждой сваи;

§ доставку на стройплощадку, монтаж, наладку и опробование оборудования для погружения свай;

§ транспортировку готовых свай от места их изготовления к месту их погружения;

§ забивку свай;

§ срезку оголовков забитых свай по заданной отметке;

§ вывоз со строительной площадки срезанных обрезков свай;

§ устройство монолитного или сборного ростверка;

§ демонтаж и вывоз оборудования.

Анализ грунтов, их несущей способности показывает, что для большей части территории России плотные грунты залегают на срав­нительно небольшой глубине, что позволяет использовать сваи длиной 3…7 м.

4. Технология погружения забивных свай

С предприятий стройиндустрии сваи доставляют в готовом для по­гружения в грунт виде. В зависимости от характеристик грунта суще­ствует ряд методов устройства свай: ударный, вибрацион­ный, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва, а также различные комбинации этих методов.

Ударный метод основан на использовании энергии удара (воздей­ствия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней заостренной частью внедряется в грунт. Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальные меха­низмы (рис. III-10):

ü свободно падающие молоты, которые приводятся в действие силой тяжести: ударная часть молота, поднятая с помощью лебедки или гидравлики сбрасывается на наголовник сваи;

ü дизельмолоты, работа которых основана на передаче энергии сго­рающих газов ударной части молота;

ü вибропогружатели - передача колебательных движений рабочего органа на сваю (использование вибрации);

ü вибромолоты - сочетание вибрации и ударного воздействия на сваю.

Свободно падающий молот с гидроприводом	Дизельмолоты трубчатого и штангового типа	Вибропогружатель (сменный рабочий орган для экскаватора)	Вибромолот
Рис. III-10. Механизмы для забивки и погружения свай

 

Вибропогружатели и вибромолоты чаще используют при погруже­нии трубчатых свай-оболочек большого диаметра, при погружении в грунт и извлечении шпунтовых свай. Вибропогружатели часто используют в случаях, когда нужно максимально уменьшить динамические воздействия на соседние здания, передаваемые через грунт при погружении свай.

Дизель-молоты применяются наиболее часто: отличаются высокой производительностью, простотой в эксплуатации, авто­номностью действия и не высокой стоимостью. Автономность обес­печивается за счет рабочего хода двухтактного дизель­ного двигателя. На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты.

а	б	г
в
Рис. III-11. Сваебойные установки (копры) на базе: трактора – а; крана – б; автомобиля – в; в составе универсальной сваебойно-бурильной машины - г

 

Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6…10 м, которые забивают с помощью самоходных сваебойных установок. Такие установки маневренны и имеют механические устройства для подтаскивания и подъема сваи на необходимую высоту, закрепления головы сваи в наголовнике, вертикального выравнивания стрелы со сваей перед забивкой. Забивка свай состоит из трех основных повторяющихся операций:

■ передвижение и установка копра на место забивки сваи;

■ подъем и установка сваи в позицию для забивки;

■ забивка сваи.

Отказ - глубина погружения сваи от одного удара. Отказ измеряют с точностью до 1 мм. Осадку от одного удара в конце забивки сваи измерить трудно, поэтому отказ определяют как среднее значение при серии ударов, называемых залогом.

При погружении свай свободно падающими молотами одиночного действия залог принимается равным 10 ударам, при погружении свай молотами двойного действия и вибропогружателями залог принимают равным числу ударов за 1 мин забивки.

Замеры проводят с точностью до 1 мм, забивку прекращают при получении заданного проектом (расчетного) отказа. Если средний от­каз в трех последовательных залогах не превышает расчетного, то про­цесс забивки сваи считается законченным. Если при погружении свая не дошла до проектной отметки, но уже получен заданный отказ, то этот отказ может оказаться ложным, вследствие возможного перенапряжения в грунте от забивки предыдущих соседних свай. Через 3…4 дня свая может быть погружена до проектной отметки.

5. Погружение свай вибрационным способом осуществляют с использованием вибрационных механизмов (рис. III-12), оказывающих на сваю циклические динамические воздействия, которые позволяют преодолеть сопротивление трения на боковых поверхностях сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину.

Рис. III-12. Погружение свай вибропогружателем а - сваепогружающая установка; б, г — вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой; в – вибромолот; 1- вибропогружатель; 2 - сваебойная установка; 3 - свая; 4 – электро- или гидравлический привод; 5 - пригрузочные плиты; 6 - вибратор; 7 - дебалансы; 8 - наголовник; 9 - пружины; 10 - ударная часть с электро- или гидравлическим приводом; 11 - боек; 12 - наковальня; г - погружение стальной трубчатой сваи вибропогружателем на гидравлическом приводе.

 

Амплитуда виброколебаний и масса вибросистемы, в которую вхо­дят свая, наголовники и вибропогружатель, должны обеспечить виб­рацию примыкающим слоям грунта, включение их в эту систему, в результате происходит раздвижка зерен грунта под контуром по­груженной части сваи

Более универсальным является виброударный способ погружения свай с помощью вибромолотов

Метод вибровдавливания основан на комбинации вибрационного или виброударного воздействия на сваю и статического пригруза от веса машины. Применяется для погружения стальных трубчатых свай или шпунта.

а	б
Рис. III-13. Вибровдавливание шпунта: транспортное - а и рабочее - б положение вибропогружателя

Вибровдавливающая установка состоит из экскваватора с жестко закрепленным на его рукояти вибропогружателем, оборудованным гидравлическим захватом (рис. III-13). В транспортном по­ложении вибропогружатель зажимает захватом сваю, поднимает её и устанавливает ее на место забивки. В рабочем положении при включении вибропогружателя свая погружается за счет собственной массы, массы вибро­погружателя и части массы трактора, передаваемой рукоятью экскаватора через вибропогружатель на сваю, а также дейст­вия вибрации, создаваемой самим вибропогружателем.

Рис. III-14. Шагающая сваевдавливающая машина Sunward ZYJ240. Зажимная коробка для квадратной – а и круглой – б сваи

6. Погружение свай вдавливанием с использованием шагающих сваевдавливающих агрегатов – сравнительно новый и перспективный метод устройства свайных оснований. Этот метод основан на погружении зажатых в специальной зажимной коробке свай за счет гидравлических приводов и веса самой установки с пригрузом (рис. III-14) и имеет ряд преимуществ перед традиционными технологиями погружения свай:

· высокая производительность;

· электропривод силовых гидравлических систем дает возможность проведения малошумного, круглосуточного комплекса работ в жилой зоне, а отсутствие вредных выбросов – высокую экологичность работ;

· отсутствие вибраций и ударных нагрузок позволяет проводить работы вблизи аварийных строений, в стесненных условиях плотной городской застройки, в непосредственной близости от существующих зданий;

· система давления зажима сваи и давления при погружении позволяет сохранять боковую поверхность и голову сваи от повреждений;

· возможность перемещения установки «вперед-назад-влево-вправо» и нивелировка платформы в горизонтальной плоскости позволяет произвести максимально точное погружение сваи в плане и по вертикали;

· при погружении составных свай не ограничена ни длина, ни количество элементов свай.

Погружение свай завинчиванием основано на завинчивании стальных и железобетонных свай со стальным наконечником с помощью мобильных установок, смонтированных на базе автомобилей или других самоходных средств. Метод применяют чаще всего при устройстве фундаментов под мачты линий электропередач, радио- и сотовой связи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию, а также в малоэтажном строительстве.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Ленточные черви, жизненный цикл которых связан с водной средой
2. Ленточные черви, использующие человека в качестве окончательного хозяина
3. Ленточные черви, использующие человека в качестве промежуточного хозяина
4. ЛЕНТОЧНЫЕ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ
5. Определение нагрузок, действующих на фундаменты
6. Определение объёмов земляных работ по устройству котлована под фундаменты