СЕЙСМОСТОЙКИЙ СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Полезная модель относится к строительству промышленных и гражданских зданий, сооружений в условиях слабых грунтов, в том числе в зонах сейсмической активности.
Известен свайный фундамент, состоящий из располагающихся рядом свай с оголовками, промежуточной подушки из гранулированных материалов, монолитного ростверка /1/.
Наиболее близким к предлагаемому является свайный фундамент, включающий свайное поле и железобетонный ростверк, промежуточную демпфирующую подушку /2/.
Недостатками известных конструкций фундаментов является невозможность использования их на слабых грунтах.
Известно, что несущая способность свай в горизонтальном направлении, в большинстве случаев в несколько раз меньше, чем в вертикальном. Основным преимуществом фундамента с промежуточной подушкой является то, что расчет свай, входящих в состав свайного фундамента с промежуточной подушкой, на горизонтальные нагрузки не производится.
Согласно нормативным документам такие фундаменты не следует применять в органо-минеральных, органических и просадочных грунтах II типа, на подрабатываемых территориях, геологически неустойчивых площадках (на которых имеются или могут возникать оползни, сели, карсты и т.п.) и на площадках, сложенных нестабилизированными грунтами.
Действующие нормативные положения обусловлены возможностью просадки сыпучего грунта промежуточной подушки под действием собственного веса или в результате разложения грунта, содержащего органические вещества.
Техническая задача заключается в повышении несущей способности фундамента за счет предотвращения просадки песчаной подушки в слабые грунты и сокращение количества свай и снижение себестоимости фундамента.
Поставленная задача решается таким образом, что в сейсмостойком свайном фундаменте, включающем свайное поле и железобетонный ростверк, согласно полезной модели, между сваями и железобетонным ростверком выполнена песчаная подушка, армированная, по крайней мере, двумя слоями высокопрочной геосинтетической сетки, а в поверхность грунта предварительно втрамбован слой щебня толщиной не менее  расстояния между осями свай. Причем, каждая свая поля может иметь уширенный оголовок. Кроме того, высота песчаной подушки фундамента должна быть равна не менее 0,6 м расстояния сваями в свету.
Предлагаемый фундамент отличается от известного тем, что между сваями и железобетонным ростверком выполнена песчаная подушка, армированная, по крайней мере, двумя слоями высокопрочной геосинтетической сетки, а в поверхность грунта предварительно втрамбован слой щебня толщиной не менее  расстояния между осями свай.
Для предотвращения возможной просадки сыпучего грунта промежуточной подушки располагающегося на слабом основании предусмотрены следующие мероприятия.
Армирование промежуточной грунтовой подушки высокопрочными геосинтетическими материалами (геосеткой), прочностные и деформационные характеристики которой назначаются по результатам расчета, включающего учет упруго-пластических свойств грунтов основания; геометрических и жесткостных характеристики элементов глубоких опор фундамента (оголовков свай, армирующих геосеток и т.д.); жесткостные параметры фундаментной плиты; сейсмологические условия площадки строительства; реологические свойства слабых грунтов основания.
- Втрамбовывание слоя щебня в поверхность грунта толщиной не менее  расстояния между осями свай осуществляют с целью включения в работу щебня и исключения продавливания песчаной подушки в слой слабого грунта из условия образования арочного эффекта. Уменьшение толщины слоя щебня приводит к неоправданному повышению материалоемкости фундамента.
- Применение свай с уширенными оголовками.
Толщина песчаной подушки не менее 0,6 м назначается из условия совместной работы двух слоев высокопрочной геосетки и песчаной подушки.
Технический результат заключается в том, что предлагаемый свайный фундамент представляет собой конструкцию повышенной несущей способности, позволяющую устраивать свайный фундамент с армированной промежуточной песчаной подушкой на сплошном плитном ростверке в инженерно-геологических условиях представленных слабыми грунтами.
На фиг.1 представлен разрез сейсмостойкого свайного фундамента; фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вариант выполнения с уширенными оголовками свай.
Сейсмостойкий свайный фундамент состоит из вертикальных элементов - железобетонных или щебенистых, или грунтоцементных свай 1, слоя втрамбованного щебня 2, толщиной не менее  шага свай по осям, железобетонных оголовков 3, армирующих геосеток 4, подушки из сыпучего материала 5, бетонной подготовки 6, гидроизоляции 7 и фундаментной плиты 8.
Сейсмостойкий свайный фундамент возводят следующим образом. Сквозь основание сложенное слабыми грунтами 9 сваи 1 погружают с заделкой в слой прочного грунта 10 обеспечивающие требуемую несущую способность. Устраивают слой втрамбованного в грунт щебня толщиной не менее  шага свай. После срезки голов свай до требуемой отметки при необходимости устраивают железобетонные оголовки 3. По верху бетонных оголовков укладывают слой высокопрочной геосетки 4, по которой слоями отсыпается промежуточная подушка 5 из сыпучего материала, например песка. Каждый слой подушки, кроме последнего, армируется по верху высокопрочной геосеткой. По верху промежуточной подушки устраивают бетонную подготовку 6, слой гидроизоляция 7 и фундамент здания 8.
Источники информации.
1. Патент РФ №2334843, кл. E02D 27/34, публ. 20.11.2006
2. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. М, с.62-64 (прототип).