Сваями называются относительно длинные стержни, погружаемые в грунт в готовом виде или изготовляемые в грунте в вертикальном или наклонном положении.
Свайной конструкцией (фундаментом) называется группа свай, объединенная поверху специальными плитами или балками, называемыми ростверками. Ростверки бывают низкие и высокие. Низкий ростверк обычно располагается ниже поверхности грунта и может передавать часть вертикального давления на грунт основания.
В зависимости от конструктивных особенностей здания, интенсивности и характера внешней нагрузки используют следующие виды свайных фундаментов: одиночные сваи, применяемые для легких сооружений, когда нагрузку от колонны здания воспринимает одна свая; ленточные фундаменты, используемые под стены зданий и других протяженных конструкций, при этом размещение свай может быть однорядным и многорядным; свайные кусты возводимые под отдельные конструкции (обычно колонны каркасных зданий), сплошной свайное поле под тяжелые сооружения. По способу передачи давления от сооружения на основание различают сваи-стойки и сваи трения (висячие сваи). Сваи-стойки передают нагрузку на несжимаемые горные породы (обычно скальные), поэтому силы трения по боковой поверхности практически не возникают и их несущая способность зависит только от несущей способности грунта под острием сваи.
Сваи трения (висячие) окружены со всех сторон сжимаемыми грунтами, и нагрузка на основание передается как за счет сил трения по боковой поверхности сваи Rf, так и за счет сопротивления грунта под нижним концом сваи Rs. Несущая способность таких свай определяется выражением. Для расчета и проектирования свайных фундаментов необходимо знать несущую способность одиночной сваи. Несущая способность сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготовлена, и грунта, в который она погружена.
Расчет и проектирование свайных фундаментов осуществляют в такой последовательности:
- Рассчитывают нагрузки на уровне спланированной отметки земли.
- Назначают глубину заложения подошвы ростверка.
- Выбирают тип, вид и назначают предварительные размеры свай.
- Определяют несущую способность свай по грунту и материалу.
- Рассчитывают требуемое число свай в фундаменте по формуле
где yg— коэффициент надежности, равный 1,4; Ф — наименьшая несущая способность одной сваи.
- Размещают сваи в плане и устраивают ростверк.
- Уточняют нагрузку, приходящуюся на каждую сваю, по формуле
- Определяют среднее давление по подошве условного фундамента и сопоставляют его с расчетным сопротивлением.
- Находят осадку фундамента и сравнивают ее с предельно допустимой.
- Уточняют конструкции фундамента по результатам расчета.
- Выбирают оборудование для погружения свай.