Пальовий фундамент

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свайных фундаментов и может быть использовано при строительстве промышленных, жилых и общественных зданий. Известен свайный фундамент [1], включающий сваи, объединяющий их железобетонный ростверк с расширяющимся кверху отверстием, и размещенный в отверстии ростверка стакан под колонну, днище которого выполнено в виде монолитного железобетонного Т-образного в продольном сечении анкера, стенка которого заключена между наклонными гранями свай, а нижняя поверхность полки оперта на верхние торцы свай. Недостатком такого фундамента является невозможность передачи нагрузки на грунт основания через тело ростверка, т.к. последний монтируется на верхние торцы свай с последующим выполнением монолитного железобетонного анкера и подсыпкой грунта высотой, равной высоте ростверка. Одним из недостатков является и то, что исключена возможность передачи нагрузки на фундамент до отвердения бетона анкера. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является свайный фундамент [2], включающий куст из полых свай, объединенных монолитным железобетонным ростверком, на сторонах свай, обращенных друг к другу, выполнены вырезы в верхней части, а ростверк размещен между сваями и в зоне вырезов. При этом предусматривается расположение свай вплотную др уг к другу или, по крайней мере, на близком расстоянии. Основным недостатком известного свайного фундамента является недостаточная его несущая способность вследствие значительных деформаций грунта основания. Очевидно, что с уменьшением расстояния между сваями уменьшается площадь свайного фундамента и площадь в плане массива грунта, который воспринимает нагрузку от свай. А с уменьшением площади свайного фундамента при одинаковой длине свай, увеличивается величина напряжений (давлений) на единицу площади грунта, что приводит к возникновению недопустимых деформаций грунта основания и к снижению несущей способности фундамента. Поэтому строительными нормами предусмотрено расстояние между сваями не менее 2 d, или между осями свай 3 d, где d - размер стороны или диаметр свай. Кроме того, вызывает сомнение возможность погружения свай вплотную друг к другу или на близком расстоянии без разрушения ствола свай или смещения их в плане. А с увеличением расстояния между сваями, увеличивается объем монолитного ростверка и его размеры в плане, что приводит к снижению удельной способности фундамента в целом, т.к. в пространстве между сваями монолитный ростверк соприкасается с неуплотненным сжимаемым грунтом, который практически не воспринимает нагрузки от фундамента, поскольку при устройстве монолитного ростверка не образуется уплотненной зоны грунта, а результате чего деформативность основания выше деформативности свай. И, как следствие, не обеспечивается совместная работа ростверка и свай с грунтом их основания. Одним из недостатков известного фундамента является то, что те хнологический цикл его возведения увеличивает сроки строительства, поскольку необходимо установить арматурную сетку, затем прикрепить ее к закладным деталям при помощи сварки. После этого производят укладку монолитного бетона ростверка с устройством опалубки, затем после отвердения монолитного бетона производят монтаж надфундаментных конструкций. Задачей изобретения является изменение конструкции свай, вследствие чего повышается несущая способность на вертикальные вдавливающие нагрузки при уменьшении деформативности основания и сокращаются сроки возведения фундамента. Задача решается тем, что в свайном фундаменте, включающем пару свай и ростверк, сваи выполнены с обращенными навстречу друг к другу образующими ростверк, расширяющимися к верхнему торцу выступами, расположенными на верхних участках противолежащих боковых граней, примыкающих к обращенным друг к другу граням свай и консольно выступающих относительно них, причем консольные участки выступов каждой сваи объединены понизу горизонтальной перемычкой, при этом удаленная от оси фундамента грань выступа выполнена наклонной, а торцевые грани консольных участков выступов свай выполнены, вертикальными или наклонными, причем каждая свая выполнена с продольным проемом, расположенным под перемычкой. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен свайный фундамент, общий вид; на фи г. 2 - свайный фундамент, вид сбоку. Свайный фундамент включает сваи 1, ростверк 2, верхние торцы 3 сваи 1, выступы 4 ростверка 2, расположенные на верхних участках боковых граней 5 свай 1, консольные участки 6 выступов 4, горизонтальные перемычки 7, объединяющие понизу консольные участки 6, удаленные от оси фундамента наклонные грани 8 выступов 4, торцевые грани 9 консольных участков Б, продольные проемы 10 сваи 1. При возведении свайного фундамента вначале устанавливают вертикально в точку забивки одну (первую) сваю с выступами 4 ростверка 2. После этого с помощью сваебойного агрегата погружают ее в грунт до проектной отметки. Затем следующую сваю (вторую) с выступами 4 ростверка 2 устанавливают вертикально в точку забивки, причем сваи располагают так, чтобы консольные участки 6 выступов 4 были обращены навстречу друг др угу. При этом вторую сваю устанавливают в створке относительно первой сваи и смещают от нее на расстояние, равное сумме выносов консольных участков 6 выступов 4. Затем втор ую сваю погружают до проектной отметки. При погружении свай фундамента полости между контрольными участками 6 необходимо заполнить вкладышами, с тем чтобы исключить попадание грунта в эти полости. При воздействии на фундамент значительных горизонтальных нагрузок или изгибающих моментов, обращенные навстречу друг к др угу консольные участки 6 выступов 4 объединяют сваркой закладных деталей. После этого фундамент готов к монтажу надфундаментной части здания. Свайный фундамент работает следующим образом. При погружении ствола сваи вначале происходит уплотнение грунта под ее нижним торцом. При дальнейшем погружении сваи основная часть уплотненного грунта перемещается вместе со стволом вниз. Но часть вытесняемого грунта раздвигается в стороны, образуя уплотненную зону со стороны боковой поверхности сваи. При этом уплотненный грунт со стороны вертикальных граней боковой поверхности сваи до глубины 2,2-5 м отсутствует. Следовательно, нагрузка на грунт основания от сваи через боковую поверхность верхнего участка ее ствола практически не передается. При последующем погружении сваи в контакт с грунтом вступают выступы 4, их консольные участки 6 и нижняя грань перемычки 7. В результате погружения указанных элементов ствола сваи образуется зона интенсивно уплотненного грунта в уровне расположения этих элементов и на глубине 1-2,5 м от нижних граней. При этом сила отпора грунта, воздействуя на консольные участки и на перемычку 7, образуют изгибающий момент в стволе сваи. А сила отпора грунта, воздействующая на наклонную грань 8, обеспечивает наличие изгибающего момента обратного знака. Вследствие наличия изгибающего момента обратного знака происходит погашение этих моментов, в результате чего ствол не подвергается изгибу, чем обеспечивается уменьшение напряжений в поперечных сечениях ствола и повышение несущей способности сваи. При погружении второй сваи фундамента вначале ее ствол взаимодействует с гр унтом основания аналогично взаимодействию грунта со стволом первой сваи при начальной стадии ее погружения. На завершающем этапе погружения второй сваи консольные участки 6 перемычка 7 погружаются в грунт, который получил уплотнение при погружении этих же элементов первой сваи. С увеличением глубины погружения выступов 4 и их консольных участков 6, перемычки 7 интенсивность уплотнения грунта под ростверком 2 возрастает. Поскольку сваи препятствуют распространению вытесняемого грунта в направлении, перпендикулярном обращенным друг к другу граням свай, то вытесняемый грунт перемещается на противоположную сторону свай через проем 10, чем обеспечивается наличие уплотненного грунта в зоне проема 10 и со стороны грани, противоположной направлению консольных участков 6 выступов 4. С этой же стороны часть уплотненной зоны образуется вследствие вытеснения грунта наклонными гранями 8 выступов 4. Реактивный отпор грунта, воздействующий на наклонные грани 8 выступов 4, и наличие уплотненной зоны грунта со стороны свай, противоположной расположению консольных выступов, предотвращает поворот свай в противоположные стороны вследствие реактивного отпора грунта на консольные выступы 6 и нижние грани перемычек 7. Таким образом исключается появление в стволе свай изгибающих моментов и предотвращается образование зазора между гранями 9 консольных участков 6 на завершающем этапе погружения второй сваи. Так как под консольными участками 6 и нижними гранями перемычек 7 и в зоне проема 10 сваи, а также со стороны наклонных граней 8 выступов 4 имеется массивная уплотненная зона грунта, то этот уплотненный грунт воспринимает значительную часть нагрузки от свай фундамента. Поскольку указанный массив уплотненного грунта расположен на расстоянии от уровня уплотненного грунта, расположенного под нижним торцом свай фундамента, то нагрузка, передаваемая сваями на верхний массив уплотненного грунта, не передается на уплотненный грунт, расположенный под нижним обрезом свай, т.к. происходит уменьшение интенсивности этой нагрузки в результате ее рассеивания в массиве грунта околосвайного пространства. Этим обеспечивается уменьшение несущей способности фундамента при уменьшении деформативности свайного основания. Сокращение сроков возведения фундамента достигается за счет того, что полный объем работ возведения фундамента включает забивку двух свай с элементами ростверка, для чего не требуется производить земляные работы с последующим устройством и разборкой опалубки. Наибольший эффект достигается в случае, когда сваи фундамента выполнены с выступами, консольные участки которых имеют вынос, равный величине 0,3-0,5 м, а продольный проем, расположенный под перемычкой, имеет длину 0,6-1,0 м, причем сваи, по крайней мере, в уровне перемычки 7, имеют в поперечном сечении форму швеллера.