5. Проектирование свайных фундаментов

Выбор вариантов свайных фундаментов на площадках, примыкающих вплотную к заселенным зданиям в районах старой городской застройки и к эксплуатируемым промышленным объектам, требует детальной проработки, поскольку погружение свай забивкой или вибрированием в этих условиях обычно крайне нежелательно, а применение другой технологии погружения и свай иных типов приводит к значительному удорожанию строительства.

Как было указано в гл. 2, при погружении свай около существующих зданий возникают колебания подземных конструкций, на которые они обычно не рассчитаны, и грунтов основания. Все это может вызвать повреждение конструкций, уплотнение грунтов или потерю устойчивости грунтов с выпиранием их из-под подошвы фундаментов, дополнительную просадку или осадку основания с аварийными последствиями. Поэтому до разработки проекта свайных фундаментов вблизи существующих знаний необходимо установить, какое влияние может оказать забивка или вибропогружение свай на состояние примыкающих зданий. На этой основе выбираются и типы свай.

В «Инструкции по забивке свай вблизи зданий и сооружений» (ВСН 358-76) определен порядок оценки опасности колебаний грунта, распространяющихся от забиваемых свай, для окружающих зданий и сооружений и сформулированы требования к производству работ в случае, когда колебания грунта вызывают повреждения этих сооружений.

Опасность колебаний оценивают по допустимому ускорению колебаний, определяя допустимое расстояние от зданий до ближайших забиваемых свай, на котором здание или сооружение не получит дополнительных повреждений. Если свайное поле находится за пределами этого расстояния (для естественных оснований, сложенных выдержанными по мощности слоями однородных песчаных грунтов средней плотности и плотных, а также глинистых грунтов с показателем их текучести IL < 1 это расстояние принимается не менее 20 м), ограничений на производство сваебойных работ не накладывается. При наличии в зданиях приборов, машин и оборудования безопасное расстояние L определяется допустимой скоростью или ускорением колебаний, принимаемых в зависимости от класса машин и приборов по чувствительности к колебаниям. Если уровень колебаний окажется недопустимым для приборов, машин или оборудования, то следует их виброизолировать, или остановить на время забивки свай, или увеличить расстояние до ближайших забиваемых свай.

Допустимый уровень колебаний на рабочих местах проверяется в соответствии с требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» и «Положения о режиме работников виброопасных профессий, организаций и предприятий Минмонтажспецстроя СССР». Для жилых зданий допустимый уровень колебаний устанавливается в соответствии с «Санитарными нормами допустимых вибраций в жилых домах».

До настоящего времени вопрос о допустимости забивки свай вблизи существующих зданий в должной степени теоретически и экспериментально не изучен. Допустимое расстояние зависит: от характеристик и свойств грунтов, залегающих под существующими фундаментами и в основании проектируемого здания; уровня подземных вод; прочности несущих конструкций существующего здания и наличия в них каких-либо дефектов; назначения здания и размещенных в нем производств; числа забиваемых свай, их типа и др.

Наименьшее удаление свай от края существующих фундаментов должно составлять пять поперечников свай (1,5—2 м). Минимальное расстояние определяется также размерами сваебойного оборудования, которое должно работать в непосредственной близости от стен домов и сооружений.


Применение забивных свай в непосредственной близости от существующих зданий возможно в том случае, если налицо ряд условий, снижающих вероятность образования повреждений существующих зданий и сооружений от вибрации:

  • существующее здание построено на сваях, забитых в относительно плотные грунты;
  • ростверки фундаментов проектируемого здания располагаются не глубже подошвы существующих фундаментов мелкого заложения;
  • в основании существующих зданий отсутствуют слабые и структурно неустойчивые грунты;
  • состояние конструкций существующих зданий хорошее;
  • существующее здание имеет повышенную сейсмическую прочность, т.е. имеет полный каркас, монолитные или сборно-монолитные перекрытия, пояса армирования в стенах на нескольких уровнях, железобетонные фундаменты в виде сплошных плит, перекрестных монолитных или сборно-монолитных лент и т.п.

Забивные сваи, погружаемые обычным способом, использовать не рекомендуется:

  • при II или III категории повреждений существующих зданий и физическом их износе более 40 % (см. табл. 3.2);
  • при относительно низкой сейсмической прочности зданий (массивных несущих стенах, сводчатых и клинчатых перекрытиях и перемычках, перекрытиях по деревянным балкам и т.п.);
  • если в основании существующих домов залегают рыхлые пески или слабые глинистые грунты при высоком уровне подземных вод.

При разработке проектов в указанных случаях целесообразно использовать все технические возможности для увеличения разрыва между существующими фундаментами и ближайшими к ним рядами (кустами) забиваемых свай, поскольку с их удалением интенсивность динамических воздействий падает довольно быстро и уже на расстоянии 2—4 м снижается примерно вдвое, и применять технические приемы, облегчающие погружение свай (например, лидерные скважины, сваи в тиксотропной рубашке) 1 .

1 В непосредственной близости от фундаментов применение подмыва при погружении свай недопустимо. Минимальное расстояние от фундаментов, допускающее такую технологию, — 20 м (СНиП 3.02.01-83).

Уфимским НИИпромстроем разработана технология забивки свай в тиксотропной рубашке. Применение такой технологии позволяет уменьшить необходимое число ударов для погружения свай на заданную глубину в глинистые грунты [9 ]. Этим достигается снижение суммарного динамического воздействия на окружающую среду (по сравнению с обычной технологией), т.е. уменьшается опасность повреждения конструкций существующих зданий, уровень шума, отрицательное влияние технологических факторов на существующую застройку.

Еникиев А.X. Ковалев В.Ф. Опыт устройства свайного фундамента вблизи существующих зданий. // Возведение фундаментов при реконструкции предприятий в стесненных условиях строительства: Материалы семинара

В тех случаях когда забивка свай недопустима, возможно применение набивных свай, в том числе с уширением в нижней части. При выборе типа и конструкции буронабивных свай (включая их длину, диаметр, наличие уширения) рекомендуется руководствоваться следующими положениями:

  • при наличии в основании существующих зданий песков и супесей, способных уплотняться при динамических воздействиях, а также тиксотропных грунтов (ленточные глинистые грунты, илы, супеси) следует применять проходку скважин вращательным бурением под глинистым раствором, а бетонирование производить способом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ);
  • если буронабивные сваи используются только в зоне примыкания, нижние концы их необходимо располагать на той же глубине, что и у забивных свай, чтобы не вызывать искусственного развития неравномерных осадок разных частей нового здания (в водонасыщенных песчаных грунтах может быть утечка грунта в пробуренные рядом скважины).

При проходке скважин, расположенных на расстоянии l ? 2 df от фундаментов существующего здания (здесь df — глубина заложения подошвы этих фундаментов), обязательна обсадка их трубами; скважины, расположенные на расстоянии 2 df ? l ? lh (где lh — длина ствола скважины), можно проходить без обсадных труб, но обязательно под глинистым раствором. В остальной части котлована может быть использована технология, определяемая только особенностями грунтов площадки, т.е. использование обсадных труб и глинистого раствора может оказаться не обязательным.

Применение вдавливаемых свай в непосредственной близости от фундаментов существующих зданий недопустимо при наличии в основании глинистых грунтов, которые могут существенно снизить показатели механических свойств при перемятии (сопротивление сдвигу более чем в 2 раза, модуль деформации более чем в 1,5 раза). Данные о способности грунтов к изменению свойств должны содержаться в материалах изысканий и характеризоваться показателями чувствительности грунта к нарушению его природного сложения.

Таким образом, разработку технической документации в рассматриваемых условиях следует производить после тщательного обследования состояния существующих зданий, сооружений, подземных коммуникаций, а также выполнения детальных инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий. Проектирование таких объектов, как правило, выполняется силами специализированных проектных и исследовательских организаций.

По материалам сайта: http://xn--h1aleim.xn--p1ai