ЮкГ. ТРОФИМЕНКОВ
АА.ОБОДОВСКИЙ
Ю. Г. ТРОФИМЕНКОВ, канд. техн, наук,
А. А. ОБОДОВСКИИ, инж.
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
ДЛЯ ЖИЛЫХ
И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Издание второе, дополненное,и переработанное
ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ
Москва — 1970
УДК 624.154:725/728
В книге рассматриваются вопросы -возведения свай-
ных фундаментов при строительстве жилых и промыш-
ленных зданий. Даются рекомендации по инженерно-
геологическим изысканиям, особое внимание уделяется
проектированию свайных фундаментов, приводятся раз-
личные типы свай и -их конструкции, рекоменда-
ции по выбору типа свай, их сечений и длины, методика
расчета свай н ростверков. Рассматриваются принципы
устройства свайных фундаментов в просадочных грун-
тах, а также в сейсмических районах. Приводится крат-
кое описание оборудования для погружения свай и ме-
тодов производства работ.
Книга предназначена для инженеров и техников-
проектировщиков и строителей
Таблиц—31, иллюстраций — 89, библиография — 58
наименований.
ТРОФИМЕНКОВ Юрий Григорьевич
ОБОДОВСКИЙ Абрам Аронович
Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий
• * •
Стройиздат
Москва, К-31, Кузнецкий мост, д. 9.
• • ♦
Редактор издательства Быстровская Н. А.
Внешнее оформление художника Шаварда А. И.
Технический редактор Кузнецова Т. В.
Корректоры Е. Н. Кудрявцева, Л. С. Рожкова
Сдано в набор 15/Х—1969 г. Подписано к печати 4/V—1970 г.
Т-05486	Бумага 60X90’/ie Л- л. — 7.5 бум. л.
15 печ. л. (15,5 уч.-изд. л.)
Тираж 21 000 экз. Изд. № AV1—1476	Зак. 573 Цена 1 р.
Подольская типография Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР
г. Подольск, ул. Кирова, 25.
3—2—6
117—70
ПРЕДИСЛОВИЕ
Свайные фундаменты известны строителям с древних времен
и широко применяются в мостовом, портовом и гидротехниче-
ском строительстве, а в промышленном и жилищном строитель-
стве до недавнего времени они использовались только в особо
неблагоприятных грунтовых условиях. В связи с массовым стро-
ительством 4—5-этажных бесподвальных жилых домов, начиная
с 1956—1957 гг., свайные фундаменты стали широко применять-
ся в различных районах Советского Союза вместо распростра-
ненных ранее ленточных фундаментов. Этому способствовали
следующие факторы:
1)	создание рациональной конструкции .свайных фундамен-
тов, вследствие чего они оказались •экономически рентабельны-
ми и конкурентоспособными с ленточными фундаментами;
2)	применение свайных фундаментов отвечает требованиям
индустриальности, снижения стоимости и трудоемкости строи-
тельства;
3)	массовое строительство крупнопанельных домов, требую-
щих фундаментов с минимальными общими и неравномерными
осадками.
В последние годы свайные фундаменты нашли также широ-
кое применение для большой номенклатуры промышленных зда-
ний и сооружений. В целом по стране использование свайных
фундаментов в промышленном и гражданском строительстве уве-
личилось за период 1960—1965 гг. в несколько раз. Значитель-
но повысился интерес к свайным фундаментам и за рубежом.
В связи с этим резко возросло число организаций и отдельных
специалистов, занимающихся вопросами свайных фундаментов.
Соответственно увеличилось количество технической литературы,
посвященной этому вопросу. Изменился подход к решению неко-
торых вопросов.
Все это потребовало значительной переработки и дополне-
ния первого издания данной книги.
В этой книге освещены вопросы изысканий и проектирования
свайных фундаментов. Во всех главах выделены наиболее акту-
альные вопросы, возникающие при массовом строительстве
свайных фундаментов. Освещены также вопросы применения
свайных фундаментов в особых условиях (в районах залегания
3
просадочных грунтов и в сейсмических районах), на площадках
залегания насыпей и торфов, где использование свайных фун-
даментов особенно целесообразно.
Приводится ряд характерных примеров возможных осложне-
ний, появляющихся в результате использования неполноценных
изысканий, неправильного проектирования или ведения произ-
водства работ.
Внесены дополнения и изменения, проработанные в институ-
те Фундаментпроект, начиная с 1963 г., в области свайных фун-
даментов для гражданских зданий; разделы дополнены реше-
ниями, относящимися к промышленным зданиям и сооружениям.
Особое внимание уделено проектированию свайных фундамен-
тов, обоснованию ряда положений нормативных документов, а
также ряду специфических особенностей, возникающих в про-
цессе изысканий, испытаний свай и при производстве работ.
Ограниченный объем книги не позволил более подробно оста-
новиться на детальном изложении вопросов изготовления свай
на полигонах и стендах. Авторы полагают, что эти вопросы из-
вестны строителям и работникам заводов железобетонных изде-
лий, давно освоившим изготовление балок и колонн, технология
производства которых аналогична технологии изготовления свай.
В основном материал, изложенный в данной книге, является
результатом многолетней работы по свайным фундаментам, вы-
полнявшейся в Фундаментпроекте под руководством и при непо-
средственном участии авторов. В разработке различных вопро-
сов свайных фундаментов принимал участие большой коллектив
проектировщиков и изыскателей института.
Авторы выражают благодарность всем товарищам по рабо-
те, материалы которых нашли отражение в этой книге, а также
д-ру техн, наук А. А. Луге за ценные замечания, сделанные при
рецензировании книги.
ВВЕДЕНИЕ
Массовое строительство жилых бесподвальных домов в раз-
личных районах Советского Союза побудило строителей искать
наиболее рациональные инженерные и конструктивные реше-
ния. Прежде всего необходимо было разработать типовые про-
екты, в которых были бы заложены индустриальные однотип-
ные изделия.
Потребовалось создать большую сеть автоматизированных
централизованных заводов железобетонных изделий, способных
выпускать в массовом количестве сборные конструкции балок,
перекрытий, кровель и т. д. для каменных зданий, а в дальней-
шем и крупные панели стен, перегородок и пр. для крупнопа-
нельных зданий. Изготовление на заводах железобетонных из-
делий крупных элементов позволяет свести к минимуму строи-
тельные работы непосредственно на площадке, превратив ее в
монтажную.
В последнее время начинает развиваться строительство зда-
ний из объемных элементов на квартиру или комнату, изготов-
ляемых на домостроительных комбинатах, в результате чего соз-
дается возможность монтировать жилые дома в очень короткие
сроки. Отдельными строительными организациями монтаж 4—
5-этажных жилых домов из объемных элементов осуществляет-
ся в течение 10 дней с готовностью дома для заселения.
Глубокая всесторонняя проектная и исследовательская про-
работка, успешно выполненная различными организациями при
решении вопросов конструкции надземной части жилых домов,
не охватила в должной степени подземную часть. Поэтому кон-
струкции фундаментов и в целом нулевого цикла не соответст-
вуют уровню достижений, имеющихся в надземных конструкци-
ях, хотя в последние годы конструкции фундаментов по сравне-
нию с применявшимися ранее (бутовые, бутобетонные, бетонные
и железобетонные монолитные) стали более прогрессивными. К
таким конструкциям относятся фундаменты из сборных блоков,
прерывистые фундаменты и др. Конструкции сборных фунда-
ментных блоков просты в изготовлении и укладке, однако и они
имеют существенные недостатки, например большой расход бе-
тона, прочность которого недоиспользуется. Кроме того, ленточ-
5
ные фундаменты из сборных блоков в принципе не отличаются
от монолитных, и поэтому им присущи недостатки последних.
Заглубление ленточных фундаментов ниже глубины промер-
зания, требующееся во многих случаях по грунтовым условиям,
а также близкое взаимное расположение несущих стен вынуж-
дают разрабатывать сплошные котлованы по всей площади зда-
ния, отвозить грунт на значительные расстояния, а после воз-
ведения фундаментов осуществлять обратную засыпку привоз-
ным грунтом. В связи с этим возникает необходимость в пере-
работке больших масс грунта, из которых существенная часть
выполняется вручную.
Разработка больших по площади котлованов особенно ос-
ложняется на стесненных площадках и при наличии водонасы-
щенных грунтов. При работе в зимнее время возникают допол-
нительные трудности при разработке мерзлого грунта в связи с
предохранением его от промораживания. Трудность тщательно-
го уплотнения обратной засыпки (особенно в зимнее время) при-
водит в процессе эксплуатации к просадке полов.
В районах залегания грунтов, обладающих слабой несущей
способностью, а также на насыпных грунтах глубина заложе
ния фундаментов значительно увеличивается; следовательно,
котлованы должны углубляться и расширяться. Кроме того, в
этих случаях приходится применять монолитные железобетон-
ные фундаментные ленты с развитой опорной площадью, в ре-
зультате чего расход бетона увеличивается. Для устранения воз-
можных неравномерных осадок под ленточными фундаментами
зачастую устраивают песчаные подушки толщиной 1,5—2 м, а в
уровне поэтажных перемычек в швах кладки укладывают арма-
туру по всем несущим стенам.
В связи с указанными осложнениями стоимость фундаментов
4—5-этажных жилых зданий составляет 6—8% общей стоимо-
сти здания даже при благоприятных грунтовых условиях. При
сложных грунтовых условиях стоимость их повышается до 10—
12%.
Сложность и трудоемкость устройства ленточных фундамен-
тов из сборных блоков побудила строителей создавать новые
конструктивные решения фундаментов. В последние годы поя-
вились предложения и экспериментальные конструкции панель-
ных и других фундаментов, применение которых снижает удель-
ный расход бетона. Однако эти конструкции не внесли коренного
улучшения в фундаментостроение, в частности в нулевой цикл.
В 1955—1956 гг. возникла идея применения свайных фунда-
ментов вместо ленточных для бесподвальных домов. Произве-
денные Фундаментпроектом ориентировочные сравнения свай-
ных и ленточных фундаментов показали, что свайные фундамен-
ты представляют интерес с точки зрения уменьшения расхода
бетона и снижения объема земляных работ. Однако до непо-
средственного внедрения в практику потребовалась разработка
6
новой рациональной конструкции свайных фундаментов. Необ-
ходимо было создать такую конструкцию свайных фундаментов,
которую можно успешно применять не только при наличии не-
благоприятных грунтовых условий, но и в районах с благопри-
ятными грунтами, когда близко к поверхности залегают относи-
тельно плотные грунты, позволяющие использовать сравнитель-
но короткие сваи длиной 3—7 м. Районы с такими геологически-
ми условиями охватывают примерно 60—70% территории
Советского Союза.
Применение свайных фундаментов при благоприятных грун-
товых условиях взамен обычных ленточных является принципи-
ально новым решением в фундаментостроении.
Для внедрения этого решения необходимо было создать та-
кую рациональную конструкцию свайных фундаментов, которая
по технико-экономическим показателям была бы лучше ленточ-
ных фундаментов даже с небольшой глубиной заложения. По-
требовалось детально изучить и проанализировать все вопросы
проектирования и производства работ, основными из которых
являются:
а)	оценка методов определения несущей способности свай
и выявление возможностей ее повышения на основании обработ-
ки материалов большого количества испытаний свай статической
нагрузкой;
б)	изучение конструкций зданий и нагрузок, передающихся
на фундаменты, предусмотренных типовыми проектами и ут-
вержденных для массового применения;
в)	типы и конструкции свай и методы их изготовления,
г)	пути уменьшения количества свай, их длины и сечения;
д)	возможность уменьшения размеров ростверка и глубины
его заложения от поверхности планировки;
е)	допустимость применения однорядного расположения свай
по осям несущих стен;
ж)	пути коренного облегчения и модернизации сваебойного
оборудования с целью исключения ряда второстепенных опера-
ций, уменьшения количества обслуживающего персонала и по-
вышения производительности агрегата;
з)	усовершенствование методов производства свайных работ,
Результаты проработки и анализа указанных вопросов мож-
но вкратце осветить следующим образом.
Систематизация результатов около 500 испытаний забивных
свай различных длин и сечений статической нагрузкой показала,
что при заглублении свай в плотные грунты сопротивление ниж-
них концов свай достигает 80—85% общего сопротивления сваи.
Сопротивление грунта под нижними концами свай примерно в
8 раз больше, чем под глубокими фундаментами равной площа-
ди в таких же грунтах. Между тем по действовавшим до 1962 г.
нормативным документам сопротивление грунта под острием
7
сваи принималось равным сопротивлению грунта под подошвой
фундамента с поправкой на глубину.
Приведенные выше данные показали возможность и целесо-
образность значительного повышения несущей способности свай,
опирающихся на плотные грунты, по сравнению с рекомендован-
ными ранее нормами.
Это позволило при близком залегании к поверхности плотных
грунтов (средние и крупные пески, твердые, полутвердые связ-
ные грунты и др.) применять короткие сваи длиной от 3 м, пере-
давая на них значительные нагрузки (до 40—50 т и более).
Изучение планировочных и конструктивных решений жилых
5-этажных домов, построенных -по типовым проектам, имеющим
массовое распространение, позволяет подразделить их по конст-
руктивным схемам и нагрузкам следующим образом.
1.	Несущими конструкциями каменных зданий являются на-
ружные и внутренние продольные стены; погонные нагрузки на
фундаменты от продольных стен колеблются в пределах от 18—
22 до 28—30 т/м (серия I-447C).
2.	Основными несущими конструкциями крупнопанельных
зданий являются поперечные стены с модулем 2,6—3,2 м (серия
I-464A); погонные нагрузки на фундаменты 5-этажных зданий
колеблются в пределах 8—12 т/м.
3.	В зданиях с поперечными несущими стенами с модулем
5,8 м (серия 1-468) погонные нагрузки колеблются в пределах
24—28 т/м.
4.	В зданиях с продольными наружными несущими «стенами
и внутренними колоннами с модулем 2,6 и 3,2 м (серия 1-335)
нагрузки на наружные фундаменты 50 т, а от колонн — 90 т.
Сопоставление нагрузок от зданий с возможными нагрузка-
ми на сваи при заглублении их в плотные грунты и грунты сред-
ней плотности показало, что можно принять однорядное распо-
ложение свай по осям несущих стен. Следует отметить, что в
практике применения свайных фундаментов ранее сваи, как пра-
вило, располагали в два—три ряда и более. Это объясняется
тем, что обычно свайные фундаменты применяли для тяжелых
зданий с большими погонными нагрузками при неблагоприятных
грунтах с низкой несущей способностью. Поскольку однорядное
расположение свай, предложенное в 1956 г. А. А. Ободовским,
было новым решением, возникли два вопроса: обеспечивается ли
устойчивость здания при расположении свай в один ряд и можно
ли погрузить их с необходимой точностью?
Как выяснилось, устойчивость здания вполне обеспечивается
наличием сравнительно часто расположенных продольных и по-
перечных несущих стен. Поэтому допустимо рассматривать все
свайное поле под всем зданием как единое целое, а не изолиро-
ванно каждую однорядную ленту в отдельности под каждой сте-
ной. Многочисленные наблюдения за погружением производст-
венных свай на различных площадках показали, что, как прави-
8
ло, отклонения сваи происходят не в результате наличия каких-
либо препятствий, сдвигающих сваю в сторону в процессе по-
гружения. Случаи отклонений возможны, например, в валунных
отложениях, что бывает сравнительно редко.
Большинство свай отклоняется от заданного положения
вследствие несоблюдения основных технических требований и
в первую очередь при неправильной установке сваи на точку.
Инструментальные замеры фактических отклонений свай от за-
данного положения, произведенные на многих строительных пло-
щадках, показали, что погружение свай в один ряд возможно с
большой точностью без каких-либо специальных приспособлений
(кондукторов).
Действовавшие до 1956 г. нормали сплошных железобетонных
свай (HP 112—46) предусматривали два-три разных сечения
для одной и той же длины свай. Проектировщики, не имея до-
статочно точного метода определения несущей способности свай,
принимали, как правило, большие сечения, увеличивая коэф-
фициент запаса даже в тех случаях, -когда по грунтовым услови-
ям в этом не было необходимости. Это приводило к необосно-
ванному завышению объемов свай. Организации, изготовляющие
сваи, и производственные организации, погружающие их, не
проявляли заинтересованности в уменьшении принятых проек-
тировщиками завышенных сечений.
Конструкции свай по устарелым нормалям HP 112—46 были
армированы низкопрочной сталью марки Ст.З, поэтому удельный
расход арматуры был слишком велик. С появлением профили-
рованной стали марки Ст.5 институт Фундаментпроект разрабо-
тал новые типовые конструкции ненапряженных железобетонных
свай (ТУ 243—57), а также предварительно напряженные конст-
рукции с продольной арматурой из высокопрочной проволоки
(серия ОФ-02-02). Если сравнить расход арматуры для предва-
рительно напряженных свай длиной 3—7 м и свай по нормалям
HP 112—46, то расход продольной арматуры для предваритель-
но напряженных свай меньше в 10 раз, а расход общей армату-
ры — в 2—3 раза.
В 1966—1968 гг. разработаны новые типовые конструкции
ненапряженных и преднапряженных свай, увязанных со СНиП
П-В. 1-62 «Бетонные и железобетонные конструкции», в которых
еще больше снижен расход арматуры.
В 1969 г. Фундаментпроектом были запроектированы экспе-
риментальные конструкции квадратных свай с круглой поло-
стью, которые были разработаны еще в 1955 г., однако тогда они
не нашли применения ввиду отсутствия разработанной техноло-
гии изготовления. Впоследствии по инициативе инж. Ю. Н. Афа-
насьева было предложено изготовлять такие сваи на высокопро-
изводительных пустотообразующих машинах, предназначенных
для изготовления пустотелых .плит перекрытий. Эти машины име-
ются на действующих заводах железобетонных изделии. Квад-
9
ратные сваи с круглой полостью обладают большими производ-
ственными преимуществами, а применение их дает экономию
бетона до 22%.
В Ленинграде по предложению Гидроспецфундаментстроя
(Э. Годэса) с 1959 г. стали применять трубчатые сваи типа ка-
нализационных труб. В 1961 г. Фундаментпроектом разработаны
технические решения трубчатых свай по типу канализационных
труб. Расход бетона в трубчатых сваях по сравнению со сплош-
ными из расчета на 1 т несущей способности снижается на 34—
50%.
В 1967 г. Фундаментпроектом разработаны типовые конст-
рукции полых круглых свай и свай-оболочек в стадии техниче-
ских решений. Применение этих свай дает экономию арматуры
40—60%, бетона — 20—30% по сравнению со сплошными квад-
ратными сваями.
Применявшийся ранее ростверк обычно проектировали кон-
структивно, принимая высоту не менее 60 см и ширину соответ-
ственно двухрядному расположению свай не менее 1,1—1,2 м.
При однорядном расположении свай оказалось возможным
для 4—5-этажных жилых каменных домов принять сечение рост-
верка 40X40 или 30X40 см вместо 60X120 см\ толщина роствер-
ка определялась расчетом. Таким образом, объем ростверка на
1 пог. м. здания удалось уменьшить более чем в 4 раза.
Проанализирован также вопрос о принципах заглубления
ростверка под наружными стенами с учетом влияния пучения
связных водонасыщенных грунтов. Детальное рассмотрение
этого вопроса позволило обосновать допустимость укладки рост-
верка ниже планировочных отметок только на 0,15 м. Тем самым
решился вопрос о почти полном исключении земляных работ при
сооружении свайных фундаментов для бесподвальных домов.
Большое значение имеют применяемое сваебойное оборудова-
ние и методы производства работ. Этим вопросам уделялось
особое внимание, так как существовавшее до 1956 г. оборудова-
ние для погружения длинных свай большого веса было тяжелым,
малопроизводительным и требовало много времени для транс-
портирования, монтажа, демонтажа, укладки и рихтовки рельсо-
вых путей. Потребовалось создать новые мобильные сваебойные
агрегаты на гусеничном ходу, исключающие необходимость вы-
полнения указанных операций и позволяющие быстро погружать
сравнительно легкие короткие сваи с необходимой точностью.
Оборудование самоходных агрегатов дизель-молотами опре-
деляло их энергетическую автономность, вследствие чего не тре-
бовался котел или компрессор. Целесообразным оказалось так-
же использование копров на траверсной тележке пролетом I—
= 16 м, превышающим ширину дома, а при техническом под-
полье — и ширину котлована. В этом случае хотя и требуется
монтаж сравнительно легкого копра, но исключаются рихтовка
путей, повороты и вывешивание копра.
10
В последние годы рядом проектных организаций были про-
работаны вопросы применения свайных фундаментов для от-
дельных производственных зданий различных отраслей промыш-
ленности и для типовых колонн промышленного строительства.
Эти проработки позволили выявить область целесообразного
применения свай в промышленном строительстве.
В книге дается детальное изложение указанных выше вопро-
сов проектирования по свайным фундаментам жилых и промыш-
ленных зданий.
Глава I
РАЦИОНАЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
И УСЛОВИЯ ИХ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Как известно, до недавнего времени сваи применялись в ис-
ключительных случаях, когда грунты основания были представ-
лены насыпью большой мощности, торфами, илистыми отложе-
ниями, связными грунтами в текучем или текуче-пластичном
Рис. 1. Совмещенный график испытаний висячих свай
состоянии и др. В этих случаях слабые грунты прорезались свая-
ми, которые заглублялись в грунты плотные или средней плот-
ности. При очень большой мощности слабых грунтов сваи проек
тировались длинными (до 25—28 м). В таких условиях сваи бы-
12
ли висячими, воспринимающими до 85—90% нагрузки и даже
более за счет сопротивления грунта по боковой поверхности
сваи.
Характерные пучки кривых осадка—нагрузка S=f(P), полу-
ченные по данным испытаний висячих свай статической нагруз-
кой, приведены на рис. 1. Испытываемые сваи погружали в или-
стые грунты мощностью более 20 м. Слева показаны кривые
S=f (Р), относящиеся к коротким висячим сваям 4, 5 и 6 дли-
ной 6 м, сечением 30x30 см с общей боковой поверхностью
7,2 м2, а справа показан пучок кривых испытаний свай 1, 2, 3
длиной 22,6 м, сечением 40x40 см с боковой поверхностью 36 м2.
Предельная нагрузка для левого пучка кривых равна при-
мерно 25—30 т, а для правого пучка при нагрузке 100 т, т. е.
примерно в 4 раза большей, не достигает даже предела пропор-
циональной зависимости осадки от нагрузки. Для таких грун-
товых условий целесообразнее проектировать более длинные
сваи с большей нагрузкой вместо большого количества коротких
свай с малой нагрузкой.
Широкое применение свайных фундаментов и внедрение их в
массовое строительство жилых домов взамен ленточных фунда-
ментов целесообразно в наиболее часто встречающихся грунто-
вых условиях, когда близко к поверхности залегают грунты
плотные или средней плотности. В этих условиях можно приме-
нять короткие сваи, прорезающие небольшой слой слабых грун-
тов и доходящие до плотных грунтов, или, вернее, заглубленные
в них.
Характерные зависимости S=f (Р), полученные при испыта-
нии весьма коротких свай статической нагрузкой, приведены на
рис. 2.
а)	б)
5 В мм
Рис. 2. Совмещенные графики испытаний свай с различной глубиной
забивки
1 и 2—сваи сечением 30X30 см, длиной соответственно 1,5 и 1,8 м; 3 и 4,
5, 6 — сваи сечением 25X25 см, длиной соответственно 1,5; 1,7 и 2,7 м
13
Эти очень короткие сваи с малой боковой поверхностью око-
ло 2 м2 прорезают верхние слои сравнительно слабых грунтов,
вследствие чего сопротивление грунтов по боковой поверхности
очень мало.
Как видно по кривым S=f (Р), предельная нагрузка на сваи
/ и 2 (см. рис. 2,а) даже при 30—45 т не достигнута (испытания
были прекращены вследствие выдергивания анкерных свай), а
на сваи 3, 4, 5 и 6 (см. рис. 2,6) составляла более 30—40 т.
Необходимо отметить, что для приведенных выше случаев ис-
пытаний коротких свай сопротивление грунта под подошвой сваи
при предельных нагрузках превышает 35—50 кГ!см2.
Представляет интерес совмещенный график статических ис-
пытаний двух забивных свай сечением 25X25 см, длиной 1,5 и
1,7 м, заглубленных в среднезернистые пески, и статических ис-
пытаний штампа площадью 600 см2 на той же глубине в совер-
шенно одинаковых грунтовых условиях (рис. 3).
Как видно из графиков (см. рис. 3), при одинаковых осадках
штампа и свай 2—4 мм удельное сопротивление грунтов под ост-
рием свай составляет от 36—44 до 48—56 кГ/см2, а для штам-
па — соответственно 4—6 кПсм2, т. е. —--р =9 4- 10.
*шт
При больших осадках сваи и штампа —= 4 — 6.
^шт
Приведенные величины высоких удельных сопротивлений
грунтов под острием свай не являются предельными. В зависи-
мости от плотности грунтов, залегающих под острием забивных
свай, удельное сопротивление грунта под острием может до-
стичь 100 кГ]см2 и более.
Исследованиями факторов, вызывающих высокие удельные
сопротивления грунтов под острием забивных свай, установлено,
что при забивке под острием образуется грунтовое уплотненное
ядро, причем, если нагрузки, передающиеся на острие сваи, от-
нести к площади грунтового ядра, а не к сечению сваи, то полу-
чаются удельные сопротивления грунта такие же, как и под
штампом такой же площади, как свая.
Необходимо отметить, что рост удельных сопротивлений грун-
та под острием свай наблюдается только до нагрузок, соответ-
ствующих предельному сопротивлению грунтового ядра. При
дальнейшем увеличении нагрузок свая как бы прокалывается
вместе с грунтовым ядром, что наглядно видно на рис. 4, на ко-
тором представлены данные испытаний Фундаментпроектом за-
бивной и камуфлетной свай.
Приведенные выше данные натурных испытаний коротких
свай (длиной 1,5—3 м) статической нагрузкой не являются слу-
чайными или выборочными, их можно подтвердить данными дру-
гих многочисленных испытаний. Аналогичные данные о высоком
сопротивлении грунта под острием свай разных длин получены
14
сл
Рис. 3. Совмещенный график испытания штампа площадью 600 см2 и свай сечением 25x25 см
/—насыпь; 2—суглинок; 3 — супесь; 4 — песок разно?ернистый; 5 — песок среднезернистый
научно-исследовательскими организациями МЪнтрансстроя. Вес
эти данные легли в основу вошедших в СНиП П-Б.5-62 и вре-
менные указания СН 216—62, а впоследствии и в СНиП
П-Б.5-67 значений нормативных сопротивлений грунта под ниж-
ними концами свай.
5 эмм	S, мм
Рис. 4. Совмещенные графики испытания забивной и камуфле!-
ных свай в одинаковых грунтовых условиях (кривые 3 и 4 даны
также в увеличенном масштабе)
/ — кривая сопротивления грунта забивной сваи № 5-В 30X30 см; 2 —
то же, острия сваи № 5-В; 3 и 4 — то же, камуфлетных свай № 22 и 21
Указанные ранее соотношения удельного сопротивления грун-
та под острием сваи и под штампом относились к сравнительно
плотным грунтам, залегающим под нижними концами свай. При
залегании под острием свай грунтов средней плотности отноше-
D
ние	°—р	приблизительно равно 3—4.
^шт
При наличии же под нижними концами свай слабых грунтов
отношение .^остр приближается к единице. В таком случае мы
^шт
имеем висячие сваи, работающие по сопротивлению грунта под
подошвой как обычный глубокий фундамент, а общее сопротив-
ление сваи определяется в основном сопротивлением грунта по
боковой поверхности (см. рис. 1).
Указанное выше увеличение несущей способности грунта под
острием забивной сваи по сравнению с несущей способностью
16
грунта под подошвой набивной сваи отражено и в действующем
СНиП Н-Б.5-67, являющемся обобщением большого опыта при-
менения свай.
На рис. 5 представлена зависимость величины А — отноше-
ния нормативных сопротивлений грунта под подошвами забив-
ных и набивных свай от коэффициента консистенции глинистого
грунта В.
Рис. 5. График зависи-
мости величины А —
отношения норматив-
ных сопротивлений
грунта под подошва-
ми забивной и на-
бивной свай от ко-
эффициента консис-
тенции глинистого
грунта В
Рис. 6. График зависи-
мости величины А — от-
ношения нормативных со-
противлений грунта под
подошвами забивной и
набивной свай от глу-
бины h
На рис. 5 показаны три кривые, характеризующие величину
этого отношения при глубинах погружения свай 5, 10 и 20 м.
Как видно из графика, при В = 0 (твердая глина) А = 11,8 4-
4- 7,0, а при В = 0,6 Л=2,3 4-1,05 при длинах свай соответствен-
но 5 и 20 м. Эти данные показывают, что наибольшее преимуще-
ство по сопротивлению грунта под острием имеют короткие за-
бивные сваи в плотных глинистых грунтах.
На рис. 6 показана зависимость величины А — отношения
нормативных сопротивлений грунта под подошвами забивной и
набивной свай от глубины погружения свай в среднезернистые
пески средней плотности (ср = 36°). Как видно из графика, вели-
чина А изменяется в пределах 5,8—2, причем и в этом случае
наибольшее преимущество по сопротивлению грунта под остри-
ем имеет забивная короткая свая.
Возможность передачи больших нагрузок на короткие сваи
(даже на сваи длиной 1,5—3 м) при опирании их нижних концов
на плотные грунты является принципиальным отличием их от
висячих свай, воспринимающих нагрузку почти исключительно
17
сопротивлением грунта по боковой поверхности. Способность
коротких свай нести большие нагрузки является тем основным
преимуществом, которое обеспечивает возможность и целесооб-
разность широкого применения свайных фундаментов с коротки-
ми сваями (длиной 3—7 м) при наличии близко к поверхности
относительно плотных грунтов. Этот вывод крайне важен пото-
му, что строительные площадки с относительно благоприятными
грунтами являются не исключением, а скорее правилом, так как
встречаются они гораздо чаще, чем площадки со слабыми грун-
тами.
При рассмотрении вопроса применения для 4—5-этажных
жилых домов свайных фундаментов вместо обычных ленточных
и сопоставлении погонных нагрузок от здания на фундаменты,
не превышающих 30—35 т/м, с нагрузками, которые можно пере-
дать на сваи, возникло предложение о размещении свай под не-
сущими стенами в один ряд. До 1957 г. свайные фундаменты про-
ектировались с расположением свай в два-три ряда и более,
потому что на сваи передавались сравнительно малые нагрузки
(10—20 т), а здания на сваях строились довольно высокие и тя-
желые.
Многолетние наблюдения за погружением свай забивкой мо-
лотами показали, что отклонения свай в плане получаются преи-
мущественно не в самом процессе их погружения, а вследствие
несоблюдения основных технических требований, к которым от-
носятся:
а)	точная геодезическая разбивка осей свайного ряда;
б)	точная установка сваи на точку в вертикальном положе-
нии;
в)	обеспечение вертикальности стрелы копра, двигающегося
по горизонтально спланированному пути, и постоянного цент-
рального удара;
г)	соблюдение допусков при изготовлении свай.
Практика устройства первых свайных фундаментов с распо-
ложением свай в один ряд показала, что при выполнении указан-
ных основных технических требований подавляющее большинст-
во свай погружается с отклонением 0—3 см и только 5—10%
свай имеют отклонения до ±5 см. При этом не требуется ника-
ких специальных приспособлений (кондукторов) или специаль-
ного оборудования.
В настоящее время, когда десятки строительных организаций
в различных городах широко применяют свайные фундаменты с
однорядным расположением свай, вопрос о возможности точной
забивки свай уже не ставится.
Следует, однако, отметить, что на отдельных строительствах
все же наблюдаются отклонения свай в плане, достигающие 15—
20 см и даже более. Детальное изучение этого вопроса показа-
ло, что большие отклонения относятся не к отдельным сваям, а
в целом ко всему свайному ряду. Это происходит вследствие не-
18
брежной геодезической разбивки оси свайного ряда, что, конеч-
но, совершенно недопустимо. На рис. 7 показано свайное поле со
сваями, погруженными с необходимой точностью.
При однорядном расположении свай также представляется
возможность уменьшить ширину железобетонного ростверка до
35—40 см вместо 1,1—1,2 м при двухрядном и 1,8—2 м при трех-
рядном расположении.
Рис. 7. Вид свайного поля со сваями, погруженными с необходимой точ-
ностью
Организация работ по погружению свай в один ряд сущест-
венно упрощается, так как уменьшается количество передвижек
копра и, следовательно, его производительность резко увеличи-
вается.
Необходимо отметить, что при однорядном расположении
свай осадки зданий уменьшаются. Осадки здания хотя и будут
превышать осадки одиночных свай при нормативной нагрузке,
но величины их оказываются в несколько раз меньше осадок
ленточных фундаментов.
Преимущество свайных фундаментов — малые осадки — край-
не важно для крупнопанельных зданий, обладающих большой
жесткостью и, следовательно, весьма чувствительных к нерав-
номерным осадкам.
Для повышения рациональности конструкции свайных фунда-
ментов необходимо тщательное изучение материалов геологиче-
ских изысканий и состояния грунтов по данным физико-механи-
ческих определений и полевых испытаний, что позволяет с доста-
точной достоверностью выбрать длину и сечение свай. При выбо-
ре излишней длины свай без учета положения кровли плотного
несущего слоя неизбежны недобивки свай. В результате прихо-
дится срубать бросовые концы свай, объем которых достигает
иногда 30—40% общего проектного объема свай. При выборе
19
недостаточной длины свай на площадках со слабыми грунтами
их несущая способность оказывается заниженной, и тогда при-
ходится погружать дополнительные сваи, устраивать армокир-
пичные пояса, усиливать железобетонный ростверк и др. Выбор
завышенных сечений свай не только приводит к перерасходу бе-
тона и увеличению стоимости, но и часто затрудняет их погру-
жение, особенно при использовании молотов малой мощности.
Одним из важных факторов повышения рациональности свай-
ного фундамента является правильный выбор сечения ростверка
и глубины его заложения. До последнего времени железобетон-
ный ростверк проектировали без расчета ввиду отсутствия мето-
дики расчета. Толщина ростверка по рекомендации существо-
вавших ранее нормативных документов принималась, как пра-
вило, не менее 60 см\ кроме того, ростверк почти всегда заглуб-
лялся ниже глубины промерзания. Иногда ростверк заглублял-
ся ниже горизонта грунтовых вод, поэтому требовались искусст-
венное понижение уровня грунтовых вод и длительная эксплуа-
тация водопонижающих скважин.
В действительности ростверк должен рассматриваться как
балка, опирающаяся только на сваи (без передачи нагрузки на
грунт междусвайного пространства). Если учитывать нагрузки
от здания на фундамент, то даже при связных грунтах нет опас-
ности пучения, а поэтому не следует ростверк заглублять ниже
глубины промерзания.
Для бесподвальных домов при однорядном расположении
свай принимается ростверк минимального сечения с размещени-
ем его на планировочных отметках (рис. 8). Для домов с техни-
ческим подпольем оказалось б.олее выгодным проектировать сваи
с выступающими над полом технического подполья концами та-
кой высоты, чтобы верх ростверка над головами свай соответст-
вовал отметке низа пола первого этажа.
Большая трудоемкость и высокая стоимость устройства свай-
ных фундаментов с длинными сваями, применявшимися ранее
на площадках с неблагоприятными грунтовыми условиями, в
значительной степени зависели от тяжелого копрового обору-
дования. Тяжелые и высокие копры, предназначенные для по-
гружения мощными молотами длинных тяжелых свай, были весь-
ма непроизводительны. Затрачивалось много времени на мон-
таж и демонтаж, возникала необходимость укладывать и рихто-
вать пути для хода копра. Транспортировка таких копров также
требовала много времени и средств.
На площадках с благоприятными грунтами, где можно при-
менять сравнительно короткие сваи (длиной до 6—7 jw), тяже-
лые копры оказались нерентабельными. В результате поисков
конструкторов выяснилось, что наилучшим оказался сваебойный
агрегат на базе трактора или трубоукладчика со сравнительно
длинной стрелой. Такой агрегат обладает рядом существенных
преимуществ: исключается необходимость укладки и рихтовки
20
рельсовых путей, монтажа и демонтажа; значительно упрощает-
ся транспортировка от базы к строительной площадке и пере-
движка от сваи к свае.
Таким образом, для обеспечения рациональной конструкции
свайного фундамента необходимо соблюдать следующие основ-
ные условия.
Рис. 8. Вид ростверка, уложенного на планировочных отметках
1.	Полнее использовать .несущую способность забивных свай,
учитывая (высокие удельные сопротивления грунта под их ниж-
ними концами.
2.	Выбирать длину свай на основе полноценных изысканий,
освещающих положение и характеристику несущего слоя грун-
тов, в который заглубляются сваи.
3.	Назначать минимальные сечения свай с учетом грунтовых
условий.
4.	Принимать требуемое по расчету сечение ростверка и ук-
ладывать ростверк примерно на уровне планировочных отме-
ток.
5.	Располагать сваи в один ряд соответственно нагрузкам
от здания и нагрузкам на сваи при стеновых конструкциях зда-
ний.
6.	Использовать для погружения свай высокопроизводитель-
ные сваебойные агрегаты, при применении которых исключается
монтаж и демонтаж, укладка и рихтовка путей.
7.	В крупнопанельных домах с техническим подпольем верх-
21
ние концы свай необходимо принимать над уровнем пола под-
полья с расчетом укладки ростверка под полом первого этажа с
исключением панелей подполья.
8.	При проектировании свайных фундаментов для промыш-
ленных зданий необходимо дополнительно соблюдать следую-
щие условия:
а)	количество свай в кустах принимать соответственно на-
грузкам, передающимся от колонн на фундаменты;
б)	при наличии кратковременных нагрузок допускать увели-
чение несущей способности свай в кусте на 20%;
в)	ростверки проектировать совмещенными со стаканами для
установки колонн;
г)	глубину заложения ростверков принимать по расчету не-
зависимо от глубины промерзания и глубины заложения близле-
жащих фундаментов под оборудование;
д)	весьма тщательно обосновывать технологические требова-
ния в части размеров и расположения каналов, приямков и фун-
даментов под оборудование.
9.	Планировку строительных площадок, как правило, следу-
ет проектировать с учетом наружных и транзитных коммуника-
ций, максимально приближаясь к естественному рельефу, осо-
бенно при высоком горизонте грунтовых вод.
Описанная выше рациональная конструкция свайных фунда-
ментов для жилых домов и промышленных зданий определяет
условия широкого их применения вместо обычных фундаментов
на естественном основании.
Глава II
ТИПЫ СВАЙ, ИХ КОНСТРУКЦИИ
И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1. Сваи квадратные сплошного сечения
В первые годы развития строительной техники для строитель-
ства зданий и сооружений на площадках, где ниже поверхности
залегают слабые грунты большой мощности, применялись свай-
ные фундаменты из висячих деревянных свай. Вскоре после
появления железобетона начали применять сплошные железобе-
тонные сваи квадратного сечения.
До 1946 г. конструкции железобетонных свай не были стан-
дартизованы и в каждом отдельном случае проектировались
вновь. Известно, что и в настоящее время за рубежом отсутст-
вуют типовые конструкции свай не только в пределах страны, но
даже и в пределах отдельных фирм.
В 1946 г. Фундаментпроектом были впервые разработаны
нормали железобетонных свай HP 112—46. В 1951 г. Союзмор-
проектом были также составлены нормали на железобетонные
сваи для гидротехнических сооружений, морских портов и судо-
ремонтных заводов.
Начиная с 1955 г. с появлением новых марок арматурной ста-
ли периодического профиля — марки Ст.5 и высокопрочной про-
волоки с пределом прочности 15000 кГ1см\ а также предвари-
тельно напряженного железобетона. Фундаментпроектом были
разработаны новые конструкции ненапряженных железобетон-
ных свай (ТУ 243—57/Минстрой) и напряженно армированных
свай с продольной арматурой из высокопрочной проволоки (се-
рия ОФ-02-02).
В 1962 г. разработан и в 1963 г. утвержден ГОСТ 10628—63
на ненапряженные сваи на основе опыта применения в течение
шести лет ненапряженных конструкций по ТУ 243—57/Минстрой-
(табл. 1).
В ГОСТ внесены некоторые изменения в номенклатуру и уп-
рощена конструкция свай по сравнению с конструкциями по
ТУ 243—57/1Минстрой.
23
Таблица 1
Номенклатура свай по ГОСТ 10628—63
Длина в м	Сечение в см	Расход арматуры в кг на 1 м*
3—7	20x20	136—151
3—4	( 25x25	97-107
	| 30x30	74-79
5—8	/ 25x25	88-95
	1 30X30	67-70
9—12	30X30	81-95
13—15	35x35	102—125
16	40X40	145
Для жилищного строительства при малых нагрузках находят
применение сваи минимальной длины 3 м и сечением 20x20 см.
Максимальная длина свай ограничена величиной 16 м, исходя
из тех соображений, что при длине более 16 м целесообразно
применять только предварительно напряженные сваи.
В отличие от ТУ 243—57/Минстрой, а также ОФ-02-02 интер-
валы по длине коротких свай (длиной от 3 до 7 м) приняты
0,5 м. Это объясняется стремлением сократить бросовый расход
бетона в связи с недобивкой свай до проектных отметок, что
встречается чаще при коротких сваях, заглубляемых обычно в
плотные грунты.
В сваях длиной до 7 м .продольная арматура принята из ста-
ли марки Ст.З вместо стали марки Ст.5, в результате чего сни-
жается стоимость арматуры; на гранях свай исключены фаски,
которые практически .не влияют на качество; поперечная арма-
тура принята в виде спирали вместо хомутов, вследствие чего
существенно уменьшается объем ручных работ. Во всех сваях
острие армируется только четырьмя стержнями, расположенны-
ми по углам сваи. Исключены штырь и обойма в острие сваи.
В 1965—1968 гг. Фундаментпроектом разработаны ГОСТ
12587—67 на преднапряженные квадратные сваи сплошного се-
чения, а также рабочие чертежи типовых конструкций серии
1-011-1 с тремя видами продольной арматуры, а именно: стерж-
невой арматурой А-П для свай длиной от 9 до 20 м, высокопроч-
ной проволокой Вр-И для свай длиной от 3 до 20 м, семипрово-
лочными прядями П-7 для свай длиной от 11 до 20 м.
Конструкция ненапряженной сваи показана на рис. 9.
При разработке этих конструкций учтен опыт применения
преднапряженных свай по серии ОФ-02-01 вып. I и II со стерж-
невой арматурой и ОФ-02-02 с высокопрочной проволокой, а так-
же учтены требования СНиП П-В. 1-62 «Бетонные и железобетон-
ные конструкции». Минимальная длина свай 3 м с арматурой из
высокопрочной проволоки, а также минимальное сечение 20Х
Х20 см приняты с учетом возможного использования таких свай
24
для малонагруженных зданий сельскохозяйственного назначе-
ния, а также для любых зданий при наличии относительно плот-
ных грунтов близко к поверхности. Номенклатурой принят ин-
тервал по длинам от 3 до 6 м через 0,5 м, а при длинах более
6 м до 20 м через 1 м. В сваях со -стержневой арматурой мини-
мальная длина свай принята 9 м, так как при длинах до 9 м
п-п
Рис. 9. Конструкция ненапряженной сваи серии 1-011-1
можно применять ненапряженные трещиностойкие сваи, а рас-
ход арматуры не превысит расход арматуры на преднапряжен-
ные сваи.
При армировании семипроволочными прядями также оказа-
лось нецелесообразным, с точки зрения армирования, примене-
ние свай длиной до 11 м, так как при таких длинах достаточно
поставить четыре—(восемь проволок диаметром 5 мм вместо
четырех семипроволочных прядей. Максимальная длина свай
20 м принята в связи с тем, что сваи большей длины требуются
сравнительно редко при наличии слабых грунтов большой мощ-
ности. При таких грунтах наиболее целесообразно отказаться от
квадратных свай сплошного сечения и применять полые круг-
лые сваи или сваи-оболочки, состоящие из отдельных звеньев.
25
Преднапряженные квадратные сваи сплошного, сечения без
поперечного армирования. Стремление к снижению расхода ар-
матуры на железобетонные сваи побудило ряд организаций к
поискам новых конструкций свай и новых методов расчета.
В последние два-три года ЭКБ ЦНИИСК предложил приме-
нять преднапряженные квадратные сваи сплошного сечения без
поперечного армирования.
Сущность этого предложения заключается в том, что по дли-
не свай, за исключением коротких концевых участков, попереч-
ную спираль или хомуты не применяют, а продольную арматуру
располагают не по углам сечения, а в центральной зоне сече-
ния. Для продольной стержневой арматуры принимается мини-
мум один стержень, а высокопрочных проволок — две.
Возможность исключения поперечной арматуры обосновыва-
ется тем, что при отпуске натянутой продольной арматуры бетон,
обжимаясь по всему сечению, может воспринять усилия, воз-
никающие при расчетной схеме подъема сваи за одну точку.
Поэтому необходимость в спирали или хомутах отпадает. Учиты-
вая, однако, что величины перерезывающих усилий, возникающих
в процессе забивки сваи, не поддаются расчету и при опреде-
ленных грунтах могут превысить величины, возникающие при
принятой расчетной схеме, область применения рассматривае-
мых свай без поперечного армирования ограничена грунтами
слабыми и средней плотности и предельной длиной 9 м.
В разработанных типовых конструкциях имеются и другие
ограничения, связанные с отсутствием поперечной арматуры.
Поскольку теоретически трудно получить исчерпывающее обос-
нование исключения поперечной арматуры, рассматриваемые
конструкции свай подвергались всесторонним испытаниям в
различных грунтовых условиях, при транспортировке по грунто-
вым и бетонным дорогам на расстояние до 50 км, а также при
подъеме на копер за одну точку.
Возможность расположения продольной рабочей арматуры в
центральной зоне сечения не требует особого теоретического
обоснования. В самом деле, здесь имеет место уменьшение пле-
ча внутренней пары, компенсирующееся тем, что в расчете
можно учесть все поставленные стержни, тогда как при перифе-
рийном расположении стержней учитывается только половина.
Экспериментальные работы с преднапряженными квадрат-
ными сваями без поперечного армирования и их внедрение про-
водились в Перми, Ленинграде, Волгограде, Кемерове. Экспери-
ментально проверялась прочность и трещиностойкость свай при
транспортировке, подтаскивании свай к копру, подъеме сваи за
одну точку и забивке свай разных длин в различные грунты.
Трещиностойкость свай с расположением арматуры по пери-
ферии и в центральной зоне сечения одинакова, так как равно-
действующая сил в арматуре в обоих случаях проходит в цен-
тре сечения.
26
С учетом результатов экспериментальных работ и большого
производственного опыта Фундаментпроектом совместно с ЭКБ
ЦНИИСК, НИИ оснований и подземных сооружений и НИИЖБ
разработаны типовые конструкции серии 1-011-2.
Применение преднапряженных свай без поперечного армиро-
вания по серии 1-011-2 позволяет снизить расход арматуры по
сравнению с конструкциями преднапряженных свай по серии
1-011-1 вып. 3 в 3—4 раза при длине сваи от 3 до 4 м, а при
длине сваи от 5 до 9 м — в 1,5—2,5 раза.
Уменьшение расхода арматуры достигается за счет исключе-
ния поперечной арматуры, а также вследствие уменьшения ко-
личества продольных стержней, тогда как при периферийном
расположении стержней возможно изменение диаметров стерж-
ней без изменения их количества, которое не может быть мень-
ше четырех.
Кроме того, упрощается технология изготовления преднапря-
женных свай за счет исключения операции по установке спира-
ли или хомутов, а также несколько упрощается бетонирование
и улучшается уплотнение бетона.
2. Сваи квадратные с круглой полостью
Широкое применение свайных фундаментов в жилищном
строительстве потребовало значительного увеличения выпуска
свай и совершенствования их конструкций, индустриализации
методов изготовления, снижения расхода бетона и арматуры и
уменьшения веса. Разновидностью усовершенствованных конст-
рукций свай являются сваи квадратного сечения с круглой поло-
стью. Такие конструкции были разработаны Фундаментпроск-
том еще в 1955 г., однако приемлемая технология изготовления
таких свай предложена и разработана только в 1959 г. Сваи ука-
занной конструкции изготовляются на многопустотных высоко-
производительных установках, имеющихся на действующих за-
водах железобетонных изделий.
Предельная длина свай определяется длиной и грузоподъем-
ностью виброплощадки. Сечения свай определяются оснасткой,
а диаметр полости — диаметром пустотообразователей.
Вначале для экспериментальных целей были разработаны
четыре варианта конструкции свай, однако в процессе экспери-
ментальных работ и при использовании свай в производстве вы-
явилось, что оптимальной в части обеспечения прочности стенок
при забивке молотами и технологичности изготовления является
конструкция свай со сквозной круглой полостью (рис. 10—12).
Данные производственного изготовления квадратных свай со
сквозной круглой полостью показывают, что сменная произво-
дительность машин составляет в среднем до 40 свай длиной
6 м, сечением 30x30 см и до 50 свай длиной 4 м, сечением
25x25 см.
27
Для погружения подобных свай забивкой использовали штан-
говые дизель-молоты и пневматические молоты одиночного дей-
ствия с отношением веса ударной части молота к весу сваи, рав-
ным 1,5—2,5. Сваи погружались в основном в мягко-пластичные
и туго-пластичные суглинки, а
Рис. 10. Конструкция квадратной
сваи с круглой полостью
также через просадочные грун-
ты толщиной 2—4 м в пески
различной крупности, средней
плотности или плотные супеси
(Рязань, Салават) и полутвер-
дые моренные суглинки (Моск-
ва). При забивке указанных
свай затрачивалось 200—500
ударов, а в отдельных случаях
при погружении в плотные пес-
ки— 1500—2000 ударов. При
детальном осмотре следов раз-
рушения свай не обнаружено.
Все -сказанное выше отно-
сится к сваям с бетоном марки
300. При использовании бето-
на марки 200 толщина стенок
увеличивается до 60—65 мм
вместо 40—45 мм.
При применении свай со
•скосами в нижней части пред-
полагалось, что наличие ско-
сов в стенках способствует уве-
личению несущей способности
свай на 20—25%. Однако про-
веденные параллельные стати-
ческие 1испытания квадратных
свай с круглой полостью и
•свай -сплошного сечения не
подтвердили указанного пред-
положения. Если предпола-
гать, что скосы необходимы
для облегчения погружения
свай, то практика показала,
что подобные сваи без скосов,
применяемые в Башкирской
АССР и Омске, погружаются
без каких-либо осложнений.
Вместе с тем практика показывает, что скошенные концы,
имеющие толщину в торце всего 2,5 см, довольно часто полно-
стью или частично обкалываются в процессе складирования и
транспортировки. Рваный нижний конец сваи с разной толщиной
скошенной части может только способствовать образованию пе-
рекоса сваи в процессе погружения. Таким образом, нет основа-
28
ний рекомендовать конструкцию квадратной сваи с круглой
полостью со скошенными нижними концами.
С 1966 г. в Омске освоен производственный выпуск предна-
пряженных квадратных свай с круглой полостью длиной до 8 м
с продольной арматурой из высокопрочной проволоки. Изготов-
ляются сваи в стальных двухсекционных формах, установленных
в цехе размером ЗбХ 18 м.
Рис. 11. Общий вид квадратных свай со сквозной крутой
полостью
Технология изготовления принята следующей: с помощью
крана грузоподъемностью 10 т устанавливается двухсекционная
форма у упорной площадки натяжной машины. Внутреннюю по-
верхность формы смазывают эмульсией, приготовленной на
эмульсоле ЭКС; с бухтодержателя подают по две высокопроч-
ные проволоки, продеваемые через отверстия упорных торцовых
плит; далее производят предварительное натяжение проволок,
их закрепление в упорных торцовых плитах и привязку хомутов.
После этого форма подается краном к формовочной машине, за-
полняется бетоном, вибрируется на вибростоле и извлекается пу-
стотообразователь. Заполненная форма поднимается краном и
транспортируется в пропарочные камеры. Режим бетонирования,
вибрирования и термообработки аналогичен режиму, принимае-
мому при изготовлении многопустотных настилов.
По такой же технологии, используя то же оборудование,
можно изготовлять преднапряженные квадратные сваи сплошно-
го сечения. В этом случае торцовые борта с отверстиями для
пропуска пустотообразователе.й заменяют глухими торцовыми
бортами.
Сменная производительность одной установки при двухсек-
ционных формах составляет 30 свай длиной 8 м и сечением ЗОХ
ХЗО см.
29
Конструкции преднапряженных квадратных свай с круглой
полостью сечением 25X25, 30X30 и 40X40 см длиной до 8 м
разработаны Фундаментпроектом.
Рис. 12. Общий вид технологической линии
по изготовлению квадратных свай со сквозной
круглой полостью
Для выявления технико-экономических показателей произве-
дено сравнение преднапряженных квадратных свай с круглой
полостью с ненапряженными квадратными сваями сплошного
сечения по ТУ 243—57 и преднапряженными квадратными свая-
ми сплошного сечения по серии ОФ-02-02.
В результате такого сравнения, принимая за 100% данные
по ТУ 243—57, получены следующие показатели для свай дли-
ной от 3 до 8 jw, приведенные к 1 м3 бетона: расход бетона сни-
30
жается на 22%, арматуры на 40—60%, стоимость 1 м3 свай
уменьшается на 24%.
До настоящего времени типовые конструкции ненапряжен-
ных и преднапряженных квадратных свай с круглой полостью от-
сутствуют.
Есть основание полагать, что такие сваи успешно могут при-
меняться в глинистых грунтах мягко-пластичной и туго-пла-
стичной консистенции, а также в песчаных и супесчаных грун-
тах не выше средней плотности.
В целях дальнейшего широкого применения упомянутых
свай целесообразно выпустить типовые конструкции. Рабочие
чертежи таких свай имеются в Фундаментпроекте.
В связи с началом широкого внедрения свай с внутренней
полостью возникает вопрос о необходимости ее заполнения.
Вопрос о заполнении полости свай должен быть решен в за-
висимости от условий их использования, характеристики нуле-
вого цикла, гидрогеологических условий и, в частности, гори-
зонта грунтовых вод.
Практика применения квадратных свай с круглой полостью
в Рязани, Омске, Челябинске и Московской области показыва-
ет, что они главным образом применяются для крупнопанель-
ных и кирпичных жилых домов.
Рассмотрим несколько случаев.
1.	Горизонт грунтовых вод находится ниже глубины промер-
зания. Полость сваи заполняется грунтом в процессе погруже-
ния либо грунт заполняет полость только в нижней части.
Поскольку грунтовая вода на глубину промерзания отсутст-
вует, нет основания опасаться появления трещин в стенках сваи,
и, следовательно, полость может остаться незаполненной.
2.	Горизонт грунтовых вод залегает на отметке линии про-
мерзания грунта или выше ее. Полость заполнена по всей высо-
те водонасыщенным грунтом или в нижней части грунтом, а в
верхней водой.
Температура окружающего сваю грунта в нижней части ни-
же линии промерзания составляет примерно плюс 6—8°С.
В зоне промерзания температура воды внутри полости и в
грунте вокруг сваи постепенно понижается от плюсовой в осен-
ний период до минусовой в весенний период.
По данным исследований, во влажных песчаных и пылева-
тых грунтах, а также глинистых грунтах (супеси, суглинки и гли-
ны) текучей консистенции, промерзание начинается при темпе-
ратуре, близкой к 0°С, в глинистых грунтах пластичной консис-
тенции от —0,2 до —0,4°, а в твердых глинистых грунтах от —0,6
до—1,2°С.
Известно, что вода при замерзании увеличивается в объеме
на 9%. Если бы вода в полости была бы настолько замкнута,
что исключалась бы возможность ее свободного поднятия, тог-
да можно было бы ожидать каких-либо деформаций в стенках
31
свай. Поэтому низ ростверка или оголовка, замыкающего верх
полости свай, должен быть выше горизонта грунтовых вод.
Учитывая, что в таком случае обеспечивается возможность
свободного поднятия воды в полости, а температурные условия
вокруг сваи и внутри нее одинаковы, полость может быть остав-
лена незаполненной без опасения появления каких-либо дефор-
маций.
3.	Поскольку квадратные сваи с круглой полостью преиму-
щественно нашли применение для жилых домов, целесообразно
рассмотреть условия применения этих свай.
При существующей конструкции крупнопанельных зданий
примерно 80% свай свайного фундамента находятся в техниче-
ском подполье, и поэтому сваи не нуждаются в заполнении.
Головы свай под цокольными панелями находятся ниже пла-
нировочных отметок на 1—1,2 м. Имеющиеся данные наблюде-
ний 1 показывают, что промерзание грунта непосредственно у
здания не превышает 1 м (промерзание грунта вдали от здания
достигает 2,1—2,2 м). Поэтому и при сваях под цокольными па-
нелями не следует опасаться появления деформаций стенок по-
лости свай при сезонном промерзании.
4.	В строительный период может возникнуть случай, когда
квадратные сваи с круглой полостью забиты, а возведение зда-
ния отстает и сваи остаются без ростверков на зимний период.
В таких случаях надлежит прикрыть верх свай от промерзания.
Справедливость изложенных выше соображений подтверж-
дается практикой применения в Рязани, Башкирской АССР и
Омске квадратных свай с круглой полостью без заполнения
последних. Поэтому в дальнейшем при применении квадратных
свай с круглой полостью для жилых и гражданских зданий в
средней полосе страны нет необходимости в заполнении полости
свай.
3.	Полые круглые сваи и сваи-оболочки
Для гражданских и промышленных зданий и сооружений по-
лые круглые сваи и сваи-оболочки применяются в Советском
Союзе пока только для единичных объектов, что объясняется от-
сутствием на действующих заводах железобетонных изделий
центрифуг, высокой стоимостью свай и большим расходом ар-
матуры.
С 1 января 1969 г. стоимость центрифугированных полых
круглых свай и свай-оболочек в соответствии с прейскурантом
06/08, действующим с 1 июля 1967 г., принята по сравнению с
1 НИИ Оснований и подземных сооружений. Сборник трудов, № 19.
Стройиздат, 1952.
действовавшими ценами более приемлемой. Так, например, стои-
мость 1 м3 квадратных свай равна 70 руб., а эквивалентных по-
лых круглых свай 135 руб., т е. удорожание достигает около
93%.
35-
30;-
Состабкые сбои
Цельные сбои
-----1—	।------1_____I_____।__________J
3QO 350 ЧОО 500	600	700	300
Диаметр сбои D 6 мм
Рис. 13. Предельные длины цельных и составных свай
Большой расход арматуры полых круглых свай и свай-обо-
лочек, затрачиваемый действующими заводами Министерства
транспортного строительства, объясняется тем, что эти сваи
33
предназначены для использования при строительстве мостов, где
на сваи в процессе эксплуатации кроме нормальных сил дейст-
вуют также и большие изгибающие моменты.
Учитывая, что в свайных фундаментах, предназначенных для
гражданского и промышленного строительства, изгибающие
моменты в процессе эксплуатации относительно невелики, ока-
залось возможным значительно снизить расход арматуры, при-
нимая ее по расчету свай по прочности и трещиностойкости на
условие подъема сваи на копер от собственного веса с коэффи-
циентом динамичности 1,25 при расчете на прочность и 1,5 при
расчете на трещиностойкость.
В соответствии с изложенным институт Фундаментпроект по
плану экспериментального проектирования в 1967 г. разработал
рабочие чертежи полых круглых свай и свай-оболочек длиной
от 3 до 40 м с интервалом через 1 м, диаметром от 300 до
800 мм с интервалом через 100 мм.
Конструкции свай разработаны с наконечниками и без них.
Предельные длины цельных и составных свай в зависимости от
диаметров показаны на рис. 13.
Предполагается, что сваи с наконечниками наиболее целе-
сообразно применять при невозможности достижения нижними
концами относительно плотных грунтов. В тех случаях, когда
нижние концы свай заглубляются в плотные грунты, нет надоб-
ности в использовании, наконечников, так как в процессе погру-
жения под нижними концами свай образуется уплотненное грун-
товое ядро, позволяющее считать сопротивление грунтов под
нижними концами по сечению брутто.
Сваи минимальной длины 3 м целесообразно применять для
ряда зданий и сооружений при залегании относительно плотных
грунтов близко к поверхности.
Предельная длина свай 40 м принята в связи с наличием в
ряде районов мощной толщи слабых грунтов, подлежащих про-
резке сваями. К таким районам относятся Прибалтийские рес-
публики, Архангельск, Ленинград, Владимирская область и др.
При назначении предельных длин свай соблюдено отношение
( I \
длины к стороне сваи — , значения которого не должны пре-
\ d /
вышать -у =504-55.
d
Предельные длины цельных свай предусмотрены с учетом
длины существующих центрифуг и соблюдения упомянутого от-
ношения.
Звенья свай соединяют между собой болтами или сваркой.
Сварной стык (рис. 14,а) предназначен для укрупнительной
сборки в горизонтальном положении, болтовой стык (рис. 14,6)
используется по мере наращивания звеньев.
34
J
w
сл
Рис. 14. Нижнее звено составной сваи
а со сварным фланцем; б — с болтовым фланцем; / — сварной фланец; 2—арматурный каркас; Л — нако-
нечник; 4—рабочая арматура; 5 — болтовой фланец; 6 — отверстие для бодта
С целью ускорения процесса погружения свай при длине до
20 м сборка двух элементов осуществляется в горизонтальном
положении на поверхности. При длине более 20 м звенья нара-
щивают в вертикальном положении у копра по мере погруже-
ния нижних звеньев.
По сравнению с квадратными ненапряженными сваями по
ГОСТ 10628—63 при полых круглых сваях достигается экономия
бетона около 20—30%, а арматуры до 40%. По сравнению с по-
лыми круглыми сваями, широко применяемыми в Японии, кон-
струкции таких свай, разработанных Фундаментпроектом, поз-
воляют снизить расход арматуры до 40—50%. Такая экономия
объясняется тем, что японские сваи рассчитаны на восприятие в
сейсмических районах больших горизонтальных нагрузок, воз-
никающих при землетрясениях.
Сравнение указанных конструкций свай с конструкциями
Лентрансмостпроекта показывает, что применение полых круг-
лых свай, разработанных Фундаментпроектом, позволяет сни-
зить расход арматуры до 78%. Такое большое снижение расхо-
да арматуры объясняется тем, что конструкции Лентрансмост-
проекта рассчитаны на эксплуатационные нагрузки, возникаю-
щие в мостах.
4.	Винтовые сваи
Винтовые сваи используются для фундаментов радиомачт,
башен, а также в строительстве линий электропередачи, т. е. вин-
товые сваи нашли применение в фундаментах тех сооружений,
которые подвержены выдергивающим нагрузкам. В этих слу-
чаях винтовые сваи могут быть применены в любых грунтах,
допускающих завинчивание, за исключением глинистых грунтов
текучей консистенции, а также илов и заторфованных грунтов.
В связи с тем, что в жилищном строительстве винтовые сваи
не найдут применения, а в промышленном — смогут применять-
ся только в качестве анкеров различных оттяжек, нил.е приво-
дятся лишь коаткие сведения об этих сваях.
Типовые конструкции винтовых свай не разрабатывались.
Винтовая свая (рис. 15) состоит из двух основных частей: ци-
линдрического ствола и башмака с винтовой лопастью, посред-
ством которой свая завинчивается в грунт. Ствол сваи может
быть стальным (обычно из бесшовных горячекатаных труб по
ГОСТ 8731—58) или железобетонным, пустотелым или запол-
ненным бетоном. Длина ствола обычно до 8 м. Башмак сваи с
винтовой лопастью изготовляется литым из стали или чугуна.
Диаметр лопасти D составляет обычно 0,4—1,2 м. Диаметр ство-
ла принимается равным 0,22—0,35 диаметра лопасти. Шаг вин-
та лопасти рекомендуется принимать равным (0,15—0,3) D.
Расчетная толщина лопасти определяется по'расчетным нагруз-
кам. Толщина лопасти у основания должна быть не более поло-
36
вины шага винта лопасти. Винтовая часть лопасти, не считая
ее ножевой части, должна соответствовать полному витку, со-
ставляя в плане полный круг. Хвостовая часть лопасти должна
располагаться над ножевой. Нижняя поверхность хвоста лопа-
сти и верхняя поверхность ножа должны иметь одинаковую
форму и размеры, а расстояния между ними в направлении оси
сваи должны равняться шагу винта лопасти.
Рис. 15. Винтовая свая
а — общий вид; б — конструкция башмака винтовой сваи; 1 —
ствол сваи; 2 — башмак; 3 — винтовая лопасть; 4 — наконечник;
5 — отверстие в наконечнике 0 ’/г"; 6 — хвост лопасти; 7 — нож
лопасти; D— диаметр лопасти сваи; а — шаг винта лопасти; d —
диаметр ствола сваи; dg —диаметр башмака; R— радиус ножа
лопасти
Высоту наконечника (острия) башмака винтовой сваи реко-
мендуется принимать равной 1,5—2,5 диаметрам башмака —
больший размер для более плотных грунтов.
Для завинчивания винтовых свай используется специальная
установка M3C-13 на базе автомобиля КРАЗ-214. Установка
развивает крутящий момент до 13 тм и может погружать сваи с
наклоном до 45° к вертикали. Производительность до восьми
свай в смену.
На основании многочисленных испытаний винтовых свай
вдавливающими и выдергивающими нагрузками Фундаментпро-
ектом совместно с ГСПИ связи издано в 1965 г. «Руководство по
проектированию и устройству фундаментов мачт и башен линий
37
связи из винтовых свай», где подробно рассмотрены все вопро-
сы, связанные с применением винтовых свай.
5.	Конические, фигурные и составные сваи
Конические сваи известны давно. Они применялись ранее при
небольшом расстоянии между осями свай в целях уплотнения
грунта междусвайного пространства.
В последнее время появляются предложения о применении
конических или пирамидальных свай вместо призматических с
ссылкой на то, что в связи с коничностью лобовое сопротивление
и общее сопротивление конических свай будет больше, чем при-
зматических. Однако сравнительные испытания обоих видов
•свай в одинаковых грунтах не показывают каких-либо преиму-
ществ конических свай. Для наиболее полной оценки работы ко-
нических свай необходимо рассмотреть следующие три разно-
видности грунтов:
1)	с поверхности залегают малосжимаемые грунты, а ниже —
более сжимаемые. Несущая способность конических свай может
быть больше, чем призматических. Но в данном случае вряд ли
целесообразно применять свайные фундаменты;
2)	прорезаемые грунты и грунты, залегающие под острием,
однородны. В отдельных случаях может быть целесообразным
применение конических свай, так как в результате увеличения
сечения верхней части сваи общее сопротивление сваи может
увеличиться;
3)	прорезаемые грунты обладают большой сжимаемостью
и основанием служить не могут. Под острием залегают плотные
малосжимаемые грунты. Этот случай является типичным при
свайных фундаментах, когда высокая несущая способность свай
может быть получена главным образом за счет сопротивления
грунтов под острием. Следовательно, нет смысла применять ко-
нические сваи с уменьшенной площадью сечения в нижней части
вместо призматических.
Целесообразность применения конических свай может быть
установлена только на основании сравнительных экспериментов.
В последнее время различными авторами предлагаются фи-
гурные сваи крестообразного, двутаврового и таврового сечений.
Хотя такие сваи исследуются давно, но преимуществ в части не-
сущей способности не установлено. Эти авторы исходят из оши-
бочных представлений, что при любом увеличении боковой по-
верхности свай общее их сопротивление увеличивается. В то же
время установлено, что при извлечении стальных труб и желе-
зобетонных свай на их поверхности налипает грунт. Это свиде-
тельствует о том, что сопротивление свай по боковой поверх-
ности развивается фактически по поверхности некоторого объе-
ма грунта, смещаемого одновременно со сваей, т. е. происходит
сдвиг грунта по грунту. Поэтому увеличение поверхности приме-
38
нением фигурных свай не приводит к увеличению сопротивления
сваи сдвигу.
Кроме того, при заглублении свай в плотные грунты глав-
ную долю несущей способности составляет сопротивление под
подошвой сваи, а не сопротивление по боковой поверхности.
Следует также обратить внимание на то, что при фигурных сва-
ях (двутавровые или тавровые) стенки довольно тонкие (око-
ло 10—12 см) и поэтому грунт под нижним концом не может
уплотняться, а, наоборот, происходит прорезание грунта, в свя-
зи с чем общее сопротивление грунта под подошвой сваи умень-
шается. Таким образом, нет смысла применять фигурные сваи,
тем более что изготовление их значительно сложнее, чем приз-
матических.
На ряде объектов отдельными организациями применяются
составные квадратные сваи сплошного сечения 30X30 см длиной
30 м и более, состоящие из звеньев длиной 5, 6, 7 и 8 м. Звенья
соединяют между собой болтами или сваркой. Наращивают
звенья у копра по мере погружения.
Авторы конструкций составных свай считают целесообраз-
ным применять длинные составные сваи при наличии значитель-
ной толщи слабых грунтов, подстилаемых плотными мялосжи-
маемыми грунтами. Кроме того, составные сваи предполагается
применять для фундаментов под оборудование и для усиления
фундаментов деформированных зданий.
Не допускается применение составных свай для фундамен-
тов промышленных зданий, в которых нагрузка на колонну бо-
лее 600—800 т.
Ознакомление с проектами свайных фундаментов с состав-
ными железобетонными сваями длиной 16 и 32 м, прорезающи-
ми илистые грунты, и конструкциями этих свай, изготовляемых
заводами железобетонных изделий, позволяет высказать сле-
дующие соображения по вопросу перспектив применения со-
ставных железобетонных свай квадратного сплошного сечения.
Можно выделить три возможные области применения со-
ставных свай квадратного сплошного сечения:
1)	при усилении фундаментов деформированных зданий. Ис-
пользование в данном случае именно составных свай, а не цель-
ных, обусловливается тем, что погружение свай должно осуще-
ствляться отдельными короткими звеньями вблизи стены суще-
ствующего здания, а также внутри него;
2)	при необходимости применения в отдельных районах свай
большей длины, чем длина свай, изготовляемых местными за-
водами железобетонных изделий. Следовательно, в этом случае
можно применить цельную сваю, изготовленную заводом желе-
зобетонных изделий, и дополнительное звено длиной около
2—5 м\
3)	для вновь возводимых зданий и сооружений при необхо-
димости прорезания большой толщи слабых илистых грунтов.
39
При применении свай в первых двух случаях требуется толь-
ко разработать надежную конструкцию стыка для свай, состоя-
щих из двух звеньев, общей длиной около 12—15 м.
Более подробно следует остановиться на целесообразности и
надежности применения составных длинных свай квадратного
сплошного сечения при прорезании слабых илистых отложений
большой мощности. Для обеспечения эффективности примене-
ния этих свай необходимо:
а)	изготовлять на заводах железобетонных изделий срав-
нительно короткие звенья длиной не более *8 м и стыковать их
у копра по мере погружения;
б)	сократить расход арматуры за счет того, что составная
свая (сечением 30x30 см общей длиной до 40 м) армируется из
расчета подъема за одну точку одного звена длиной до 8 м\
в)	уменьшить расход бетона за счет применения свай срав-
нительно малого сечения при большой длине;
г)	выявить возможность применения для погружения отно-
сительно коротких звеньев свай копров небольшой высоты.
Проводя технико-экономические сравнения, авторы предло-
жения подсчитывают большую экономию за счет того, что в ус-
ловиях значительной толщи слабых грунтов сравнивают длин-
ные составные сваи, нижние концы которых достигают относи^
тельно плотных грунтов, с короткими цельными сваями, остав-
ленными в илистых грунтах большой толщи.
Между тем этот вопрос надо рассматривать с точки зрения
надежности работы составных свай в процессе их погружения и
эксплуатации, а технико-экономические сравнения делать с луч-
шими возможными вариантами.
Рассмотрим несколько основных вопросов.
Отношение длины к стороне сваи. При длине свай до 40 м,
прорезающих слабые водонасыщенные грунты большой мощно-
сти, отношение l/d при сечении 30X30 см окажется равным при-
мерно 130, между тем как в мировой практике указанное отно-
шение для цельных свай принимается 50—55. Естественно, Ijd
при составных сваях должно быть меньше, чем при цельных
сваях, но ни в коем случае не больше.
Соосность. При составных сваях возникает серьезный вопрос
обеспечения соосности отдельных звеньев. Практика показыва-
ет, что, несмотря на установку кондукторов, перпендикулярность
торца сваи к ее продольной оси не всегда выдерживается.
Отклонение. Весьма серьезное осложнение возникает при
отклонениях от вертикали составных свай, погружаемых в сла-
бые водонасыщенные грунты и особенно илистые.
По данным шведских исследований, инструментальные заме-
ры искривлений свай длиной 58 м показали, что отклонения
достигли 5,8 м, т. е. 10% длины. Отклонения свай сечением ЗОХ
ХЗО см, длиной 32 м, замеренные институтом Фундаментпроект
геофизическим методом, составили до 5—7 м.
40
Трудоемкость- Сопряжение отдельных звеньев непосредствен-
но у копра, естественно, приводит к резкому замедлению работ,
простаиванию копра и, как следствие, увеличению стоимости
свайных работ.
Стоимость. Авторы предложения составных свай сочли воз-
можным произвести сравнение длинных составных свай (длина
30 м, несущая способность 50 т) с короткими сваями (длина
7 м, несущая способность 7 т), нижние концы которых оставле-
ны в слабых илистых грунтах. Такое сравнение не может быть
научно обосновано, так как применение коротких свай в или-
стых грунтах неизбежно вызовет недопустимые осадки, величи-
ны которых могут достигнуть 1 м и более.
Таким образом, надежность зданий и сооружений на корот-
ких сваях, оставленных в слабых илистых грунтах, не обеспечи-
вается, поэтому технико-экономическое сравнение коротких и
длинных свай в указанных грунтовых условиях неправомерно.
Фактическая нагрузка на составную сваю, принимаемая в
проектах строящихся зданий и сооружений, колеблется от 14 до
30 т. Считая, что при наличии слабых грунтов большой мощно-
сти наиболее целесообразно применять трубчатые сваи, квад-
ратные составные сваи длиной 30 м необходимо сравнивать с
трубчатыми сваями той же длины. При этом предполагается,
что обе конструкции свай достигают своими нижними концами
твердых глинистых грунтов с коэффициентом консистенции
В<0,1.
Принимая максимальную нагрузку 30 т на составную сваю
сечением 30X30 см, длиной 30 м, на основании опыта примене-
ния их на практике, а также .выбрав из расчета отношения дли-
ны к стороне сваи — = 50 трубчатые сваи диаметром 60 см при
d
той же длине 30 м, нагрузку на такую сваю можно принять рав-
ной 160 т.
Расход бетона на 1 т несущей способности свай получим: при
трубчатых сваях — 0,0218 м3, а при составных сваях — 0,09 м\
т. е. примерно в 4 раза больше.
Если учесть, что фактическая цена 1 м3 трубчатых свай диа-
метром 60 см, принимаемая в настоящее время на заводах, со-
ставляет 135 руб., а 1 м3 составных квадратных свай — 70 руб.,
то получим превышение стоимости составных свай на 1 т несу-
щей способности в 2,1 раза.
6. Набивные сваи
Все виды набивных свай принципиально отличаются от за-
бивных тем, что они изготовляются непосредственно на строи-
тельной площадке.
В строительной практике известно много различных типов
набивных свай: набивные сваи Страуса и пневмонабивные, сваи
41
Франки, частотрамбованные, набивные с камуфлетными ушире-
ниями, камуфлетные сваи со сборным стволом квадратного или
трубчатого сечения, вибронабивные, буровые сваи с уширением
и без него.
Набивные сваи Страуса. Впервые набивные сваи были пред-
ложены киевским горным инженером А. Э. Страусом в 1899 г.
В основном сваи Страуса применяют при ремонтных работах
для усиления фундаментов деформированных зданий и соору-
жений. Подобные сваи подводились в Москве под существую-
щие здания Малого театра и одного корпуса завода им. Лиха-
чева, под отдельные колонны МХАТ и др. Для вновь строящих-
ся зданий эти сваи применяют в единичных случаях (здание
Госбанка в Москве).
При строительстве на площадке ограниченных размеров,
примыкающей <к существующим зданиям, которые находятся в
неудовлетворительном (ветхом) состоянии, а также в случаях
опасения, что под влиянием ударов молота здания могут дефор-
мироваться, набивные сваи Страуса можно применять >под всем
зданием или только на примыкающих к существующим здани-
ям участках. Сваи Страуса диаметром 32,5—37,5 см используют
при глубинах погружения до 10—12 м.
Изготовление свай состоит из следующих операций: бурение
с обсадкой, очистка забоя от шлама, заполнение скважины бе-
тоном отдельными порциями, трамбование бетона и постепен-
ное извлечение обсадной трубы. Как правило, сваи Страуса ар-
мируются не на всю глубину, а только в верхней части, где на
высоту 1,5—2 м в свежий бетон вставляют четыре-пять стерж-
ней диаметром 12—16’ мм для связи сваи с ростверком.
При подводке таких свай под существующие здания в целях
предупреждения возможных осадок свай, которые могут поя-
виться вследствие отсутствия сплошности бетонного ствола,
каждую производственную сваю обжимают домкратом через си-
стему поперечных и продольных балок нагрузкой, равной 0,9
фактической нагрузки от существующего здания.
Пневмонабивные сваи. Эти сваи являются разновидностью
набивных свай Страуса. Появление в 30-х годах пневмонабивных
свай вызвано стремлением исключить образование разрывов и
шеек бетонного ствола и другие недостатки, имеющиеся в сваях
Страуса. Основное их отличие от обычных свай Страуса состоит
в том, что бетон подается в скважину через специальный шлюз,
находящийся под давлением сжатого воздуха, прессующего бе-
тон. По идее эта технология изготовления должна надежно обес-
печивать сплошность и плотность бетонного ствола, но ввиду
неудобства заполнения скважины через шлюз малыми порциями
бетона и длительности производства работ пневмонабивные сваи
распространения не получили.
Сваи типа Франки. Сваи Франки могут быть отнесены к за-
42
бивным сваям с точки зрения несущей способности и к набив-
ным с точки зрения метода их изготовления. Для изготовления
этих свай имеется много разновидностей копров. В тресте Гид-
роспецфундаментстрой используется польский копер KPF. Пол-
ноповоротный копер KPF (рис. 16) для изготовления свай типа
Франки смонтирован на платформе, передвигающейся по рель-
совому пути. В рабочем положении копер дополнительно опи-
рается на аутригеры. Высота стрелы копра 15,7 м, максималь-
ный угол наклона стрелы
14°. Стальная инвентарная
труба внутренним диамет-
ром 508 мм, длиной 12,5 м,
весом 4 т погружается в
грунт молотом весом 3 т с
механическим приводом. Мо-
лот приводится в действие
дизель электрической лебед-
кой грузоподъемностью 3 г.
При максимальной высоте
подъема 5 м молот совер-
шает 8 ударов в 1 мин. Си-
ловой установкой копра слу-
жит дизельный двигатель
мощностью 150 л. с. при
1500 обIмин. Для извлече-
ния обсадной трубы исполь-
зуют лебедку грузоподъем-
ностью 30 т. Для получения
свай большой длины труба
наращивается.
Рис. 16. Общий вид копра для изготов-
ления сваи типа Франки
Изготовляют сваи сле-
дующим образом. Копер ус-
танавливается так, чтобы
ось инвентарной обсадной
трубы совпала с проектной осью сваи. После этого труба опус-
кается на грунт и в нее засыпается около 200 л жесткого бето-
на, образующего пробку. При подъеме и опускании трубы бетон-
ная пробка погружается вместе с трубой. Для погружения тру-
бы молот сначала поднимается на высоту не более 1 м, по мере
погружения трубы в грунт высота подъема молота увеличивает-
ся до 4—5 м к концу погружения. После погружения трубы до
проектной отметки в нее опускают 0,5 м3 бетона. Ударами моло-
та бетон вытесняется из трубы и образует уширенную пяту. За-
тем труба загружается бетонной смесью отдельными порциями
для образования ствола высотой 1 м. Засыпаемые порции бето-
на уплотняются ударами молота по трубе при подъеме ее на
высоту 0,4—0,6 м. При этом верх бетона в трубе должен быть
выше низа обсадной трубы на 0,2- -0,4 м.
43
Обслуживание копра, а также приготовление бетона в бето-
номешалке, установленной вблизи него, осуществляется брига-
дой рабочих из 6 человек. По данным польской практики, смен-
ная производительность копра при изготовлении свай типа
Франки не превышет 2,5—3 свай длиной 10—12 м.
Технология изготовления свай позволяет считать, что при
опытном обслуживающем персонале требуемое качество бетон-
ного ствола (сплошность) может быть обеспечено.
Нагрузку на сваю в зависимости от грунтов, залегающих
под пятой сваи, можно допустить до 160—200 т.
Необходимо отметить следующие основные особенности из-
готовления свай типа Франки.
1.	Заполнение инвентарной трубы мелкими порциями бетона,
объем которых соответствует 1 пог, м трубы, вызывает необхо-
димость установки вблизи копра бетономешалки емкостью
100 л. При такой технологии трудно осуществлять контроль ка-
чества, и возникают особые осложнения при изготовлении свай
при отрицательных температурах.
2.	По существующей технологии некоторые процессы выпол-
няются вручную, в связи с чем привлекается бригада рабочих
из 6 человек, что ведет к снижению производительности.
3.	Сваи типа Франки, изготовляемые с помощью копров
KPF, широко применяются в Польше, Румынии и других стра-
нах. Как нам кажется, широкое использование этих свай в ука-
занных странах в основном обусловлено планированием сравни-
тельно малого объема свайных работ. В таких случаях нет смыс-
ла строить централизованные заводы железобетонных изделий
по изготовлению свай различной длины и сечения и транспорти-
ровать их к строительным площадкам. Другой особенностью яв-
ляются климатические условия этих стран, в которых в течение
года преобладают дни с положительной температурой.
В СССР свайные фундаменты применяются во многих горо-
дах. Общее количество свай достигает нескольких миллионов
штук, из них подавляющее большинство сваи, изготовляемые на
централизованных заводах железобетонных изделий, транспор-
тируемые на строительные площадки и погружаемые забивкой.
При таком количестве свай невозможно в массовом масштабе
применять набивные сваи, приготовляя бетон непосредственно
на строительной площадке, тем более, что значительное коли-
чество свай приходится погружать при отрицательной темпе-
ратуре.
Таким образом, учитывая изложенные соображения, можно
отметить, что сваи типа Франки могут найти применение на от-
дельных объектах, находящихся вдали от заводов железобетон-
ных изделий, выпускающих забивные сваи. По сравнению с дру-
гими набивными сваями преимущество этих свай заключается в
их высокой несущей способности на 1 м3 бетона за счет обра-
44
зования уширения у основания сваи с уплотнением грунта и вы-
сокого трения грунта по ее боковой поверхности.
За рубежом, в частности во Франции, Бельгии, Англии и
других странах, сваи Франки применяются довольно широко.
Частотрамбованные сваи. В 1948—1955 гг. сравнительно ши-
роко применяли частотрамбованные набивные сваи.
Свайные фундаменты с частотрамбованными сваями исполь-
зовали при строительстве в Москве высотного дома на Калан-
чевской улице, 10-этажных корпусов МВТУ им. Баумана и на
Котельнической набережной, четырех 10-этажных корпусов на
Фрунзенской набережной, Белгородской ЦЭС и Кинишемской
ТЭЦ и трех жилых домов в Киеве.
Рис. 17. Вид инвентарной трубы с
башмаком
Рис. 18. Вид тяговой конструкции, со-
единяющей молот с трубой
На указанных объектах и на ряде других мелких площадок
изготовлено около 20 000 частотрамбованных свай в разнооб-
разных грунтовых условиях. Поскольку частотрамбованные сваи
нашли сравнительно широкое применение при строительстве от-
ветственных зданий и сооружений, необходимо несколько под-
робнее осветить технологию их изготовления, преимущества и
недостатки.
45
Специальным копром с молотом одиночного действия в грунт
забивают инвентарную трубу наружным диаметром 406 мм (по
нижнему уширенному ободку 422 мм), снабженную внизу теряе-
мым чугунным башмаком (рис. 17). После забивки трубы до
проектной отметки молот приподнимается, в трубу опускают
арматурный каркас и в устье трубы устанавливают приемную
воронку, через которую скважина заполняется бетоном.
Бетон приготовляется в бетонном узле с бетономешалкой на
250—300 л, расположенном, как правило, на строительной пло-
щадке. Заполняется труба бетоном порциями в два-три прие-
ма (в зависимости от длины сваи). После загрузки очерёдной
порции бетона приемную воронку извлекают из трубы и молот
опускается на трубу.
К трубе присоединяется специальная тяговая конструкция
(серьги), которая соединяет трубу с молотом (рис. 18) и позво-
ляет также извлекать трубу. Затем молот производит частые
Рис. 19. Общий вид откопанной сваи
удовлетворительного качества
удары вверх и вниз (до 60—
80 ударов в 1 мин). От каждо-
го удара вверх труба извлека-
ется на 3—4 см (не более), а
ударом вниз труба погружает-
ся на 1,5—2 см. Периодичес-
кие удары вверх и вниз созда-
ют условия для беспрерывного
трамбования бетона нижним
уширенным ободком трубы.
Извлекается труба с таким
расчетом, чтобы в любой мо-
мент в трубе над ее нижним
концом оставался слой бетона
высотой 1,5—2 м. При прибли-
жении извлекаемой трубы к
поверхности последняя порция
бетона пригружается слоем
песка объемом 0,25—0,3 м3.
Следует отметить, что в от-
личие от набивных свай, изго-
товляемых с применением бу-
рения, несущая способность
частотрамбованных свай 1не ус-
тупает несущей способности за-
бивных железобетонных свай.
Поэтому в выстроенных здани-
ях нагрузки на частотрамбованные сваи длиной 9—12 м, диамет-
ром 40 см при прорезании (насыпи и озерно-болотных отложений
общей толщиной 7—9 м и заглублении в пески или юрские гли-
ны достигали 70—80 т. Общий вид откопанной сваи удовлетво-
рительного качества показан на рис. 19.
46
Для проверки качества частотрамбованных свай Фундамент-
проектом проведены детальные исследования при сооружении
свайных фундаментов для нескольких 10-этажных корпусов в
Москве.
Осмотр выступающих частей изготовленных свай показал,
что, как правило, верхняя часть на 0,3—0,5 м обладает слабой
прочностью, а в отдельных сваях бетон совсем рыхлый, легко
разбирающийся руками. Диаметр голов свай неодинаковый: в
некоторых увеличен в 1,5 раза по сравнению, с нормальным диа-
метром, принимаемым по наружному ободку трубы (42 см), в
других сваях, наоборот, диаметр меньше нормального. Головы
свай также расположены на разных отметках.
Вследствие трудоемкости и
сложности работ по отрывке
шурфов в водонасыщенных
грунтах количество шурфов
было ограничено, поэтому для
откопки были выбраны такие
сваи, качество которых по
внешнему осмотру предполага-
лось неудовлетворительным.
В процессе планировки по-
верхности в пределах свайного
поля одной площадки при
вскрытии головы сваи »на глу-
бину 1,2 м обнаружена пусто-
та (рис. 20). После этого был
отрыт шурф на глубину 4 м.
При осмотре шурфа обнару-
жена другая -свая на глубине
1,3 м, сечение которой полно-
стью заполнено грунтом. Ни-
же с глубины 4 м появился ще-
бень крупностью 13—14 см, за-
полнившим все сечение сваи.
Рис. 20. Общий вид бракованной ча-
стотрамбованной сваи
Песок и цемент не обнаруже-
ны. В другой свае с глубины
2,7 м также обнаружен пере-
мешанный с грунтом щебень,
заполнивший около половины
поперечного сечения.
В обеих сваях арматурный каркас был сбит со своего
начального положения, а продольные стержни собраны в
перво-
пучок.
При обследовании третьей сваи ниже ее верха на 70 см об-
наружен арматурный каркас, заполненный грунтом. При очист-
ке ствола сваи от грунта внутри арматурного каркаса найден
слой бетона высотой 80 см и диаметром 15—30 см.
Причиной обнаруженных дефектов в сваях является исполь-
зование плохо сваренных каркасов и крупного щебня, в резуль-
тате чего спираль, отрываясь от продольных стержней, сплю-
щивается, а продольные стержни сбиваются в пучок. Наличие
крупного щебня при плохо сваренном каркасе создало условия
для образования разрывов и раковин в теле свай. Обнаружен-
ные при шурфовании дефекты подтвердились в дальнейшем при
вскрытии котлована всего свайного поля. После срубки высту-
пающих выше поверхности грунта голов свай в бетонных ство-
лах обнаружены трещины длиной 0,1—1 м и более.
110 -
108 •
106 •
Рис. 21. Геологический профиль, на котором нанесены сваи с раз-
рывами ствола
/ — целая часть сваи; 2 — разрыв ствола; 3 — необследованная часть сваи
Для определения сплошности бетонного ствола свай произ-
водилось вращательное бурение с промывкой водой станком
КА-2М-300 на глубину 5—6 м, в отдельных случаях более 6 м.
В пределах одного жилого корпуса пробурено 60 свай, в пре-
делах другого — 9 и третьего — 3 сваи. Сваи для бурения выби-
рали на основании визуального осмотра оголенных голов свай
и характеристик паспортов. Примерный геологический профиль
с нанесенными сваями и обнаруженными разрывами показан на
рис. 21. Результаты обследования участков оказались сле-
дующими.
На участке протяженностью 42 м из 22 пробуренных свай 5
имели разрывы или раковины, что составляет 23%. На другом
участке протяженностью 23 м из 38 пробуренных свай в 13 (или
34%) обнаружены разрывы. На участке, где пробурено 9 свай,
3 (или 33%) оказались с разрывами. Разрывы обнаружены
48
преимущественно на глубине 2,5—4 м и наиболее часто приуро-
чены к подошве насыпи, суглинкам и глинам озерно-болотных
отложений. Реже встречаются разрывы в песках.
Опыт применения бурения для контроля бетонных стволов
свай показал, что это наиболее эффективный метод определе-
ния сплошности тела свай.
Таким образом, изложенное убедительно доказывает, что
имеется много факторов, от которых зависит качество изготов-
ленных свай. Для недопущения указанных дефектов или обна-
ружения их необходим исключительно тщательный непрерыв-
ный пооперационный квалифицированный контроль.
Набивные сваи с камуфлетным уширением. В последние не-
сколько лет в связи с широким внедрением свайных фундамен-
тов появились предложения о применении для массового строи-
тельства набивных коротких свай с камуфлетным уширением.
Технология изготовления набивных свай с камуфлетным
уширением следующая. Автоямобурами бурятся скважины диа-
метром 40 см и глубиной до 3 м. При большей длине свай ис-
пользуют специальные шнековые буры. Для закрепления сква-
жин применяют обсадные трубы. Скважины недобуриваются до
отметки подошвы сваи на 0,5 м. Затем обсадную трубу подни-
мают на 0,8 ж и в скважину опускают заряд взрывчатого ве-
щества (ВВ) в деревянном ящике правильной кубической фор-
мы. Вес заряда для получения камуфлетного уширения диамет-
ром 1,1 м равен 1,2 кг, а диаметром 1,3 м— 1,8 кг. После уклад-
ки заряда скважину заполняют бетоном в объеме, необходи-
мом для наполнения полости и ствола на высоту до 2 м. Затем
производится взрыв, и бетон из скважины поступает в полость.
Далее дополнительно заполняют скважину бетоном.
Для сопряжения, сваи с ростверком в голове устанавливают
арматурный каркас длиной 1,1 м, состоящий из четырех стерж-
ней диаметром 12 мм со спиралью диаметром 6 мм. Во время
взрыва обсадные трубы смежных скважин опущены до дна.
Большое влияние на форму камуфлета оказывает состав бе-
тона. Как правило, следует применять пластичный бетон с осад-
кой конуса 10 см, в последнее время используют даже литой
бетон. Камуфлеты наиболее правильной формы, близкой к рас-
четной, получаются в однородных суглинках. В песках камуфле-
ты получаются как бы винтообразными.
При обследовании камуфлетных полостей выявлено нали-
чие в грунте после взрывов радиальных трещин шириной 6—
7 см, постепенно сужающихся и закрывающихся полностью на
глубине 0,5—0,6 м. При этом размер площадок между трещина-
ми не превышает 100 см2. При откопке камуфлетных свай в
просадочных грунтах обнаружено треугольное растрескивание
грунта за пределами полости и отслаивание его по контуру уп-
лотненной зоны. Коэффициент фильтрации увеличился пример-
но в 3 раза.
49
Исследованиями И. С. Федорова [19] установлено, что тре-
щины в связном грунте вокруг камуфлетной полости образуют-
ся только в том случае, если естественная влажность грунтов
меньше влажности на границе раскатывания.
Авторы набивных коротких камуфлетных свай предполага-
ют, что образованные взрывом трещины заполняются цементным
раствором, и поэтому рекомендуют для оценки несущей способ-
ности принимать за диаметр камуфлетного уширения не диаметр
бетонной камуфлетной пяты, а значительно увеличенный диа-
метр по грунту. Кроме того, предлагается принимать повышен-
ные значения предельных сопротивлений грунта под подошвой
сваи. Однако практика показала, что подобные утверждения це
имеют должного обоснования. В действительности же грунт под
камуфлетной пятой находится в состоянии расслоения, и поэто-
му несущая способность его во многих случаях ухудшается
по сравнению с несущей способностью грунта естественной
структуры.
По данным ЦНИИС Минтрансстроя, камуфлетные уширения
нецелесообразно устраивать в мягко-пластичных грунтах (гли-
ны, суглинки и илисто-глинистые отложения), так как вследст-
вие малой несущей способности этих грунтов камуфлетные уши-
рения незначительно повышают несущую способность. При опи-
рании свай на скальные или полускальные породы камуфлетиро-
вание не только не приносит
род, раздробляя их.
пользу, но ухудшает
качество по-
Рис. 22.
ленных
Схема изготов-
камуфлетных
сван
Для оценки качества набивных свай с камуфлетным ушире-
нием институтом Фундаментпроект обследованы 15 свай
(рис. 22) путем откопки их на полную глубину и осмотра бетон-
ного ствола и уширения. Кроме того, для определения несущей
способности свай произведены испытания двух свай статической
нагрузкой на вдавливание.
В пределах обследованной площадки грунты с поверхности
представлены сравнительно однородными флювиогляциальными
50
супесями мощностью 0,25—0,8 м, ниже которых залегают мо-
ренные маловлажные суглинки, находящиеся в твердом и туго.
пластичном состоянии.
Обследование 15 свай выявило ряд существенных дефектов.
В семи сваях глубиной 3,2 м, изготовленных, по-видимому,
взрывом заряда ВВ одинакового веса, высота камуфлетного
уширения находится в пределах 1—1,5 м. Диаметр камуфлета
колеблется от 0,75 до 1,1 м.
Форма камуфлетного уширения разная: от ярко выраженно-
го бочкообразного вида до еле заметного уширения по сравне-
нию с диаметром бетонного ствола. В других сваях формы ка-
муфлетов несимметричны относительно оси ствола и имеют рез-
ко одностороннюю выпуклость. В сравнительно однородных
грунтах такая разнообразная форма уширения вероятно объяс-
няется нецентральным расположением заряда.
В одной свае вместо бетонного камуфлетного уширения об-
наружена полость, заполненная грунтом с примесью цементно-
го раствора. Бетон в верхней части на высоту 0,2—0,4 м слабый
рыхлый, что объясняется плохим вибрированием в процессе из-
готовления свай. В четырех сваях оказалась незаполненной
верхняя часть бетонного ствола, по-видимому, вследствие несоб-
людения всех требований при изготовлении набивных свай.
Документация по изготовлению свай не отражала в должной
степени все необходимые данные, характеризующие технологию
и качество работ на всех этапах.
Камуфлетные сваи со сборным стволом. Сваи со сборным
железобетонным стволом из обычной сваи квадратного или
трубчатого сечения с набивным камуфлетным уширением явля-
ются разновидностью набивных свай, применяемых, по рекомен-
дации авторов предложения, при длине более 5 м. По-видимо-
му, предполагается, что при большой длине свай трудно полу-
чить сплошной набивной бетонный ствол необходимого качества.
Подобные сваи изготовляются в такой последовательности:
бурят скважину, закрепляют обсадными трубами, опускают на
дно скважины заряд, укладывают бетон поверх заряда, произ-
водят взрыв ВВ, извлекают обсадную трубу, опускают сваю в
скважину, забивают ее в бетонное уширение и заливают це-
ментным раствором зазор между сваей и скважиной.
Согласно калькуляции авторов предложения, стоимость 1 м3
камуфлетных свай со сборным забивным стволом составляет
около 150 руб., что примерно в 2 раза больше стоимости обыч-
ных забивных свай. Полагая, что удельное сопротивление грун-
тов под камуфлетной пятой не намного ниже сопротивления
грунтов под острием забивной сваи, некоторые специалисты счи-
тают, что увеличением площади свай в результате камуфлет-
ного уширения не только компенсируется завышенная стои-
мость, но даже снижается стоимость 1 ;и3 таких свай, приве-
денная к 1 т несущей способности.
51
В заключение необходимо отметить следующие особенности
устройства фундаментов с набивными сваями с камуфлетным
уширением.
1.	При устройстве свайных фундаментов с набивными свая-
ми с камуфлетным уширением приходится на строительной
площадке организовывать небольшой бетонный узел, перево-
зить на незначительные расстояния и укладывать вручную ма-
лые порции бетона.
2.	Уплотнение бетона полумеханизировано и зависит от ин-
тенсивности вибрирования.
3.	Отсутствие согласованности в работе бригад различного
профиля (буровики, взрывники, бетонщики) вызывает частые
вынужденные простои.
4.	Технология изготовления набивных свай с камуфлетным
уширением не позволяет осуществлять надежный контроль за
качеством бетонного ствола свай и особенно камуфлетного уши-
рения. Производственные наблюдения на различных площадках
показывают, что сплошность бетонного ствола и камуфлетного
уширения не всегда обеспечивается.
5.	При неоднородных напластованиях грунтов, а также при
укладке заряда несимметрично относительно оси ствола форма
камуфлетной пяты получается несимметричной.
6.	Медленное твердение бетона в грунтовой среде, имеющей
температуру не выше 6—8°С (а в зимнее время в верхних слоях
температура достигает температуры наружного воздуха), не
позволяет передавать нагрузку сразу после изготовления свай,
тогда как при монтаже в короткие сроки крупнопанельных до-
мов 60—80% общих нагрузок передаются на фундаменты в те-
чение 15—25 дней.
7.	Неиндустриальность, многодельность и трудоемкость ра-
бот по изготовлению свай. Например, для свай со сборным ство-
лом и камуфлетным уширением требуется выполнить восемь ос-
новных операций.
8.	Необходимость устройства склада ВВ и производства
взрывов, что особенно сложно осуществить вблизи существую-
щих зданий в городских условиях.
9.	Для производства взрывов требуется привлекать специали-
зированную организацию.
10.	Удельное сопротивление грунтов под камуфлетной пятой
приближается к сопротивлению грунта под подошвой обычного
фундамента; в связи с этим расход бетона на 1 т несущей спо-
собности этих свай в несколько раз больше, чем при забивные
сваях. Поэтому стоимость 1 л/3 набивных свай с камуфлетным
уширением на 1 т несущей способности свай будет по крайней
мере в 1,5 раза выше, чем забивных.
Вибронабивные сваи. В Выборге при строительстве несколь-
ких жилых и промышленных зданий, по предложению А. М. Ру-
52
кавцова, применены вибронабивные сваи, технология изготов-
ления которых следующая.
Вибропогружателем типа ВПП-1 или ВПП-2 погружают ин-
вентарную стальную трубу с открытым нижним концом на всю-
проектную глубину. Затем трубу извлекают и на устье скважи-
ны устанавливают теряемый железобетонный башмак, на высту-
пающую часть которого укладывают два-три витка просмолен-
ного пенькового каната. На верх башмака устанавливают трубу
диаметром 377 мм и с помощью вибратора погружают ее до не-
сущего слоя грунта. После этого вибратор снимают, в трубу
опускают арматурный каркас и заполняют внутреннюю полость
трубы бетоном на высоту 0,8—1 м. Затем в ствол вводят трам-
бовку, соединяют ее с помощью жесткой штанги с вибропогру-
жателем, а бетонную пробку с башмаком вдавливают в грунт;
при этом образуется уширенная пята, диаметр которой достига-
ет 1 м. Далее инвентарную трубу полностью заполняют бетон-
ной смесью, уплотняя бетон вибрированием, после чего краном
извлекают трубу из скважины при выключенном вибраторе и
устанавливают дополнительный короткий арматурный каркас
для сопряжения сваи с ростверком.
Во избежание образования сужения или разрыва бетонного-
ствола сваи, а также для лучшего уплотнения бетонной смеси
скорость извлечения трубы не должна превышать 2 м!мин, а че-
рез каждые 0,4—0,8 м извлечение трубы чередуется с повтор-
ным ее погружением на 10—15 см.
Расчетная нагрузка на вибронабивные сваи длиной 8—10 лг
и диаметром 377 мм, примененные в Выборге для свайных фун-
даментов жилых домов, принималась 25 т. Грунт на строитель-
ной площадке с поверхности был представлен насыпью, ленточ-
ными глинами, подстилаемыми песками и галечниками. Ниж-
ние концы вибронабивных свай достигали кровли галечников.
В связи с резким колебанием кровли галечников требовалось
принимать вибронабивные сваи самой разнообразной длины..
Применение забивных свай в этих условиях было бы очень за-
труднено.
Оценивая вибронабивные сваи с точки зрения целесообраз-
ности их применения для массового жилищного строительства,,
необходимо высказать следующие соображения.
Уплотнение бетона на всю глубину сваи вибрированием с
помощью жесткой штанги, прикрепленной к вибропогружателю,
создает, по-видимому, большую степень надежности в части:
обеспечения сплошности бетонного ствола по сравнению со свая-
ми частотрамбованными или набивными с камуфлетным ушире-
нием. Однако следует иметь в виду, что качество вибронабивных
свай зависит от тщательности соблюдения технологических тре-
бовании, например, насколько равномерно будет извлекаться-
инвентарная труба и повторно погружаться через каждые 0,4—
0,8 м на 10—15 см.
531
Нет уверенности в обеспечении надлежащего качества свай
и особенно уширенной пяты в рыхлых песках и связных грун-
тах, находящихся в текуче-пластичном и тем более текучем со-
стоянии.
В Выборге расчетные нагрузки на вибронабивные сваи бы-
ли приняты равными 25 т при опирании их на галечники, тогда
как на забивную сваю той же длины сечением 30X30 см можно
было бы принять 50 т и даже более. Этот факт свидетельствует
о том, что такие сваи следует применять с осторожностью. Не
во всех грунтах, особенно при наличии даже тонких плотных
прослойков связных грунтов, можно беспрепятственно погру-
зить инвентарную трубу вибропогружателем типа ВПП.
Технологические недостатки, указанные выше по другим ви-
дам набивных свай, например, необходимость организации бе-
тонного узла на строительной площадке, сложность изготовле-
ния набивных свай в зимнее время и их неиндустриальность,
целиком относятся и к вибронабивным сваям.
Буронабивные сваи. Эти сваи в строительной практике из-
вестны почти 20 лет, однако до последнего времени они не наш-
ли широкого применения. В последние годы методы изготовле-
ния буронабивных свай несколько усовершенствованы, и эти
сваи применены на ряде объектов Украины.
Конструкция буронабивных свай принята следующей: диа-
метр ствола 0,6 м, преимущественно свая армируется на всю
длину каркасом из 8—10 продольных стержней диаметром 18—
20 мм со спиралью диаметром 6 мм. Защитный слой 5 см.
В ряде случаев буронабивные сваи изготовляются с ушире-
нием в нижней части диаметром 1,2 и 1,6 м, для устройства ко-
торого разработаны специальные расширители двух типов —
для использования при сухом методе бурения и бурении под гли-
нистым раствором.
Предельная длина применяемых свай на практике составля-
ет 14—16 Хав последнее время 20 м и более. Как правило,
нижние концы свай заглубляются в плотные грунты. Бурона-
бивные сваи применяются как в сухих, так и в водонасыщенных
грунтах. В практике существует следующая технология изготов-
ления буронабивных свай в водонасыщенных грунтах.
Станком УГБХ-150 или УРБ-ЗАМ с применением трехшаро-
шечных долот бурится скважина. Для закрепления стенок сква-
жин используют глинистый, раствор с удельным весом 1,2—
1,4 t/jh3. В глинистых грунтах заранее приготовленный глини-
стый раствор в скважину не подается. Подаваемая в скважину
вода, смешиваясь с глинистым грунтом стенок, превращается в
глинистый раствор.
После проходки скважины до проектной отметки и заполне-
ния глинистым раствором в нее опускается арматурный каркас,
внутрь которого с помощью крана К-102 погружается труба
диаметром 35 см с воронкой в верхней части. Через воронку
-54
трубы скважина заполняется литым бетоном с осадкой конуса
16—17 см марки 200—300, приготовленным на отсортированном
щебне размером 20 мм. Бетон привозят на площадку в автоса-
мосвалах.
По мере заполнения трубы бетон выжимает через зазор
между трубой и скважиной глинистый раствор, который через
устье скважины выливается в специальный деревянный лоток,
имеющий уклон к зумпфу. Зумпф размером примерно 12Х
Х20 м, глубиной 2—2,5 м расположен на расстоянии 30—35 м
от оси свайного поля и предназначен для сбора глинистого ра-
створа с целью повторного использования его и для уменьшения:
загрязнения площадки в зоне действия бурового агрегата.
В неводонасыщенных грунтах, где закрепление стенок сква-
жин глинистым раствором не требуется, бурение производится
такими же буровыми станками, как и в водонасыщенных грун-
тах, только с применением шнека.
Как показывает опыт строительных организаций, фактиче-
ский расход бетона, как правило, превышает объем скважин
более чем на 20%, а в ряде случаев превышение расхода бето-
на достигает 80—100%, что объясняется увеличением диаметра
скважин в процессе бурения, потерями при транспортировании и
растеканием бетона в устье скважины. При проходке скважин
в насыпных грунтах возможна также утечка бетона в каверны,,
пустоты и пр.
Осмотр откопанных свай на высоту 2—3 м показывает, что
диаметр свай неодинаковый и колеблется в пределах 0,7—0,8 м
вместо 0,6 м по проекту. Верхняя часть бетона свай размером
0,3—0,5 м рыхлая и подлежит удалению. Фактические отклоне-
ния свай от проектного положения в плане колеблются в преде-
лах 5—20 см и более.
Одна бригада из шести человек изготовляет в смену не более-
двух свай длиной около 12—14 м.
Стоимость 1 м3 буронабивной сваи равна примерно 120—
130 руб. без учета фактического увеличения диаметра сваи.
Согласно региональным Временным указаниям по проекти-
рованию и возведению фундаментов на буронабивных сваях с
уширенной пятой, утвержденным Госстроем УССР (изд. 1967 г.),
несущая способность свай по кривым зависимости осадок от
нагрузок, полученным в результате статических испытаний, при-
нимается при осадке одиночных свай, равной половине осадок,
допускаемых для зданий по СНиП П-Б.1-62.
Таким образом, если согласно СНиП П-Б.1-62 предельная
для здания осадка равна 10 см, то для одиночной буронабивной
сваи принимается осадка 5 см, т. е. предполагается, что осадка
куста из буронабивных свай увеличится только вдвое, тогда как
сравнительные данные осадок куста из забивных свай с осад-
ками одиночных свай показывают увеличение осадок в про-
цессе эксплуатации в 6—10 раз.
55
Поэтому нет основания считать правомерным принятие завы-
шенных расчетных нагрузок при осадках, равных половине оса-
док здания, допускаемых в процессе эксплуатации, тем более,
что принятие завышенных общих осадок повлечет за собой
•большие неравномерные осадки. Например, по кривым зависи-
мости осадок от нагрузок при испытании трех одиночных буро-
набивных свай длиной 15 м, диаметром ствола 0,6 м и с ушире-
нием 1,6 м осадки при расчетной нагрузке 130 т получились
4,12; 10,35 и 36,19 мм. Если считать допустимой для одиночных
буронабивных свай осадку, равную половине осадок здания, до-
пускаемых СНиП П-Б.1-62, то отмеченные выше минимальная
осадка (4,12 мм) и максимальная (36,19 мм), отличающиеся
друг от друга в 9 раз, оказались бы в одинаковой степени при-
емлемыми. Между тем при такой большой разнице абсолютных
осадок одиночных свай в процессе эксплуатации могут быть не-
допустимые осадки здания.
Оценивая опыт применения буронабивных свай, можно отме-
тить следующие положения.
1.	При применении литого бетона с отсортированным щебнем
размером 20 мм и при отсутствии перерыва между окончанием
бурения скважин и началом бетонирования качество бетона
ствола свай в сухих грунтах может быть удовлетворительным.
Однако непосредственно перед началом бетонирования отметка
забоя скважины должна быть проверена специальным приспо-
соблением. В процессе бетонирования необходимо строго соблю-
дать технологические требования, исключающие возможность
перерывов в бетонировании.
2.	В целях исключения перерывов в бетонировании целесооб-
разно приготовлять литой бетон непосредственно на строитель-
ной площадке при обеспечении гарантированного запаса инерт-
ных либо сухую бетонную смесь привозить на /площадку в авто-
бетономешалках, а на месте приготовить бетон необходимой
консистенции.
3.	Необходимо установить причины увеличения расхода бето-
на по сравнению с расходом бетона, вычисленным по геометри-
ческому объему скважины.
4.	Существующий в настоящее время метод контроля сплош-
ности бетонного ствола и особенно уширения не является досто-
верным. Между тем для оценки качества буронабивных свай
такой контроль особенно необходим.
5.	При применяемой в настоящее время технологии изготов-
ления буронабивных свай предельная длина свай может быть
принята 16 м.
6.	В водонасыщенных грунтах сплошность ствола сваи не
всегда может быть обеспечена, особенно если допустить переры-
вы в бурении и бетонировании. В этих случаях не исключены об-
валы грунта со стенок скважины и образование в бетонном ство-
ле прослойков грунта.
:56
Особого внимания заслуживает тщательная зачистка шлама
в забое скважины. Способы зачистки шлама по меньшей мере
несовершенные, а оставление шлама, толщина слоя которого мо-
жет достигнуть 15—20 см, влечет за собой по мере нагружения
сваи недопустимые осадки.
Не ясен вопрос об области применения уширений в бурона-
бивных сваях. Стремление к увеличению диаметра уширения не
всегда может привести к положительным результатам. Во-пер-
вых, при больших диаметрах уширения осложняется контроль
за его формой и плотностью заполнения полости. Во-вторых, при
применении набивных свай с большими уширениями неизбежно
увеличиваются габариты ростверка. В-третьих, размеры ушире-
ний должны быть приняты такими, чтобы воспринимаемая на-
грузка не превосходила прочность материала бетонного ствола,
Рис. 23. Вид разрушенного 10-этажного дома в Бразилии, по-
строенного на набивных сваях
обычно принимаемую при набивных сваях 50 кГ/см2. В-четвер-
тых, необходимо учитывать, что осадка свай с уширением зна-
чительно больше осадок свай без уширения.
Учитывая указанные недостатки, буровые набивные сваи
можно рекомендовать в следующих случаях:
а)	при необходимости возведения свайных фундаментов с ма-
лым количеством свай, где можно осуществлять тщательный
пооперационный контроль в течение всего производственного
периода (всех смен). При этом уширения свай допустимы с оп-
ределенной степенью надежности в глинистых грунтах, но не
песчаных;
57
Рис. 24. Общий вид станка Като
7 — ротор; 2 — траверса: 3 — буровая штанга;
4 — мачта; 5 — буровой канат; 6 — вспомога-
тельный канат; 7 — двухбарабанная лебедка;
8 — дизельный двигатель; 9 — опора стрелы;
10 — реверсивное устройство; 11 — выносная
опора; 12 — гидроцилиндр мачты; 13 — гидро-
цилиндр хомута обсадной трубы; 14 — гидро-
цилиндр погружения и извлечения обсадной
трубы;
15 — гидроцилиндр возвратно-враща-
тельного движения обсадной трубы
о
3478
IQ
^870*.
3500---
— mb
б)	для одиночных зданий, где по грунтовым условиям сваи
могут быть короткими, а скважины просматриваемыми в процес-
се изготовления;
в)	при необходимости устройства свайных фундаментов
вблизи неустойчивых старых и деформированных зданий, когда
забивные сваи нельзя применить вследствие вредного воздейст-
вия на существующие здания сотрясений от забивки молотами;
58
г)	при резко меняющейся глубине
го слоя грунта, когда пришлось бы
различных длин;
д)	при различных ремонтных ра-
ботах в стесненных по высоте поме-
щениях.
В заключение необходимо при-
вести такой пример. Упавшее набок
10-этажное здание (рис. 23) в Рио-
де-Жанейро (Бразилия) с железо-
бетонным монолитным каркасом
было построено на набивных сваях.
Ввиду низкого качества набивных
свай построенное и подготовленное
к заселению здание начало кренить-
ся на одну сторону. Через несколь-
ко дней после этого здание упало
набок и развалилось уже после па-
дения. Приведенный пример лиш-
ний раз показывает, что контроль
качества набивных свай надо осу-
ществлять постоянно и тщательно.
Буровые сваи, изготовляемые
станками типа «Беното». Буровые
сваи, или, как их иногда называют,
опоры глубокого заложения, изго-
товляемые станками французской
фирмы «Беното» или японской
фирмы «Като» (рис. 24), представ-
ляют собой набивные сваи диамет-
ром от 0,6 до 1,5 м. Комплект труб,
имеющихся в Советском Союзе,
залегания кровли несуще-
применять забивные сваи
Рис. 25. Общий вид ударного
грейфера «Хаммер-Граба»
позволяет изготовлять сваи диамет-
ром от’780 до 1180 мм и глубиной
до 50 м.
Станок фирмы «Беното» выполняет комплекс операций: бу-
рение скважин в любых грунтах, армирование и бетонирование
сваи и извлечение обсадных труб.
Бурение скважин осуществляется с помощью ударного грей-
фера «Хаммер-Граб» весом до 1400 кг (рис. 25) и полувраща-
тельных движений обсадной трубы. Для погружения обсадной
трубы используют два гидравлических домкрата с максималь-
ным усилием каждого 30 т. Для передвижения станка вперед,
назад, в сторону и поворота на месте используется шагающее
устройство, которое состоит из четырех лап, приводимых в дви-
жение гидравлическими, домкратами.
Грейфер имеет съемные челюсти, применяемые в зависимо-
сти от проходимых грунтов. Мелкие водонасыщенные пески
59
проходят с помощью буровой желонки большой емкости.
Скальные прослойки и валуны разрабатываются ударными доло-
тами.
Для управления станком используются 12 гидравлических
домкратов с приводом от шести масляных насосов. В процессе
проходки скважин обсадные трубы вдавливаются двумя гидрав-
лическими домкратами и одновременно с помощью другой пары
гидравлических домкратов обсадные трубы получают вращатель-
ное движение на 15° в разные стороны.
Такое поступательно-вращательное движение уменьшает со-
противление грунтов по боковой поверхности и, следовательно,
облегчает погружение и извлечение обсадных труб. После окон-
чания бурения скважин до проектной отметки забой зачищается
от шлама.
Японскими специалистами разработано специальное приспо-
собление для зачистки забоя от шлама в связных грунтах. При
отсутствии специального приспособления зачистка забоя произ-
водится тем же грейфером «Хаммер-Граб». Пробуренная сква-
жина сразу после зачистки заполняется пластичным бетоном
марки 300 с осадкой конуса 12—16 см.
Бетонирование осуществляется с помощью бункера емкостью
0,5 м3 с открывающимся дном, подвешиваемого к лебедке, пред-
назначенной для «Хаммер-Граба». Этот способ весьма трудоем-
кий, и заполнение скважины производится крайне медленно.
Более удобным и общепринятым способом является бетони-
рование с помощью вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ)
диаметром не менее 200 мм, снабженной в верхнем конце во-
ронкой. Этот способ весьма эффективен, так как в короткие
сроки укладывается бетон надлежащего качества.
По данным японской фирмы «Като», бетонирование сваи ди-
аметром 1 м, длиной 30 м производится за 2—3 ч.
В английской практике обращается внимание на то, чтобы
крайне быстро выполнить бурение скважин и заполнить их бе-
тоном. При этом указывается на возможность выполнения этих
работ за 1—2 ч. Так, например, при применении вращательного
бурения скважину диаметром 0,9 м, глубиной 24 м бурят в пре-
делах 1 ч.
Стремление к быстрому бурению скважины и заполнению ее
бетоном объясняется следующими причинами. В процессе дли-
тельного бурения в связных грунтах происходит их размягчение,
которое может оказаться значительным, когда бурение занима-
ет несколько часов. Быстрое бетонирование необходимо во из-
бежание твердения бетона и схватывания его с обсадной тру-
бой. В нашей практике такие случаи наблюдались неоднократно.
Обеспечение быстрого бетонирования возможно при следую-
щих условиях:
а)	при приготовлении бетона непосредственно па строитель-
60
ной площадке с доставкой его к скважине с помощью опроки-
дывающегося ковша емкостью 800—1000 л;
б)	при доставке сухой бетонной смеси в автобетономешал-
ках емкостью 6 м3 и приготовлении бетона непосредственно у
скважины. Этот способ наиболее приемлемый, так как он обес-
печивает максимальную скорость бетонирования и требуемую
точность дозировки бетонной смеси.
До настоящего времени в отечественной .практике использо-
вался товарный бетон, привозимый в автосамосвалах с центра-
лизованных бетонных заводов. Естественно, качество бетона бы-
ло неудовлетворительным, так как консистенция бетона после
транспортировки не удовлетворяла техническим требованиям (на
дне автосамосвала оседали крупные фракции, а вверху скапли-
валось цементное молоко), и, кроме того, довольно часто на-
блюдались недопустимые перерывы в доставке бетона.
Необходимо отметить, что большие дополнительные трудно-
сти возникают при бетонировании сваи ниже уровня грунтовых
вод.
Армирование сваи можно предусматривать только в верхней
части для «сопряжения ее с ростверком. Однако, как правило, та-
кие сваи армируются на 2/з ее глубины или даже на всю глубину.
Арматурные каркасы изготовляются секциями длиной 6 м и сва-
риваются по мере их опускания в скважину.
Бетонирование свай производится в несколько этапов.
По мере окончания каждого этапа бетонирования обсадная
труба извлекается с таким расчетом, чтобы ее нижний конец ос-
тавался в бетоне не менее чем на 1—1,5 м.
Для уплотнения бетона обсадные трубы извлекаются путем
попеременного поднятия вверх на 20 см и опускания их вниз
на 10 см.
Поскольку указанные конструкции свай применяются в оте-
чественной практике сравнительно недавно, в части оценки не-
сущей способности свай приходится ориентироваться на зару-
бежный опыт. По данным французской и японской практики,
несущая способность свай типа «Беното» или «Като» принима-
ется независимо от их длины исходя из максимального напря-
жения в бетоне 50 кГ1см2 при извлечении обсадных труб (что
делается как -правило) и до 70 кГ/см2 при их оставлении.
Сравнительно малые величины напряжения в бетоне при мар-
ке 300 объясняются неравномерной укладкой бетона, сложно-
стью зачистки забоя от шлама, возможностью расслоения бетона
и, наконец, отсутствием достоверного метода контроля за сплош-
ностью бетонного ствола.
В частности, исследованиями венгерского специалиста Пати
[26] установлено, что прочность бетона в нижнем участке ство-
ла на 30—40% ниже, чем в верхнем.
Если в свайном фундаменте для здания или сооружения
имеется хотя бы одна свая плохого качества, на которую опира-
6
ется колонна, то это повлечет за собой серьезные деформации
всего здания [23]. По этому вопросу английский ученый Томлин-
сон1 указывает: «Там, где применялись буровые сваи большого
диаметра, очень часто отмечалось повреждение «одной опоры —
одной сваи». По этой причине было опасно рисковать, принимая
низкий коэффициент запаса. Когда сильно нагруженные колон-
ны опирались на куст из нескольких свай небольшого диаметра,
повреждение одной из них «погружаемой неправильно» можно
было допустить. Подобное повреждение не должно распростра-
няться на сваи большого диаметра».
Определение несущей способности свай исходя из макси-
мального напряжения в бетоне 50 кГ1см2 должно быть согласо-
вано с несущей способностью свай по грунту. В настоящее время
нет специальных исследований этого вопроса.
Единственно достоверным способом определения несущей
способности свай по грунту является испытание их статической
нагрузкой. Поскольку такие испытания должны проводиться до
нагрузок 800—1000 т, осуществление их оказывается сложным,
трудоемким и дорогим. Вместе с тем такие испытания целесо-
образно проводить до начала изготовления производственных
свай. В связи с этим для одного испытания нужно изготовить
пять свай, из которых четыре анкерных и одна испытываемая.
Если условно принять длину свай 25 м и диаметр 1 м, то объем
бетона на одно испытание составит около 80 ти3, не считая же-,
лезобетонного ростверка.
На ряде площадок НИИ оснований и подземных сооружений
проводил такие испытания. Сводный график испытаний приве-
ден на рис. 26. Как видно из рис. 26, характер кривых зависи-
мости осадок от нагрузок для этих свай не отличается от кри-
вых обычных забивных или набивных свай. Есть основания счи-
тать, что несущую способность свай типа «Беното» можно опре-
делять согласно рекомендациям СНиП 1ББ.5-67 для набивных
свай.
Поскольку собственный вес свай большой длины достаточно
велик, его следует учитывать вместе с прилагаемой к свае внеш-
ней нагрузкой за вычетом веса грунта.
Особенности станков «Беното» и «Като», позволяющие из-
готовлять сваи глубиной до 50—60 м, диаметром от 0,6 до 1,5 м
(за рубежом изготовляют набивные сваи диаметром более
1,5 м), существенно расширяют область их применения по срав.
нению с забивными сваями, использование которых практически
возможно до глубины 20—25 м, и буронабивными сваями, глу-
бина которых практически ограничивается 14—16 м.
Таким образом, при необходимости устройства свай длиной
более 20—25 м можно использовать, по существу, только станки
типа «Беното» или «Като», если не считать сваи-оболочки, кото-
1 Proc, of the Symposium, organized by the Inst, of Civil. Engs, and the
Reinforced Concrete Assoc. London, 1966.
62
рые также можно применять при определенных грунтовых ус-
ловиях.
Вместе с тем важно установить области применения свай
типа «Беното» или «Като» при длине их до 20—25 м. Для ре-
шения этого вопроса в институте Фундаментпроект произведено
сравнение технико-экономических
показателей свай типа «Беното» и
забивных квадратных свай сплош-
ного сечения при одинаковых дли-
нах в обоих вариантах 10, 15, 20 м.
Для сравнения в качестве исходных
приняты следующие данные.
Сваи «Беното» приняты диамет-
ром 0,6—1,2 м с нагрузкой на них
из расчета напряжения в бетоне
50 кГ/см2 независимо от длины. На-
грузка на забивную сваю принята
равной 140 т при сечении 35X35 см,
имея в виду, что тот и другой тип
сваи опирается на плотные грунты.
Рис. 26. Графики испытаний
свай, изготовляемых станками
«Беното»
/ — сзая № 1 диаметром 1080 мм,
длиной 24 м (Воробьевское шоссе)?
2 — свая № 2 диаметром 1080 мм,
длиной 20 м (Шатурская ГРЭС);
J — свая № 3 диаметром 1200 мм,
длиной 13 м (Ульяновск); 4 — свая
№ 4 диаметром 1080 мм, длиной
16,4 м (Березовская ГРЭС); 5—свая
№ 5 диаметром 880 мм, длиной
13 м (Шатурская ГРЭС)
«
глины I
itpxHtd
чвгт/тм
пмспгтл,
t HtMHtO
В обоих вариантах учитывались объемы свай и ростверков
применительно к нагрузкам, определенным для типовых двух-
ветвевых и одноветвевых колонн промышленных зданий, колонн
каркасных гражданских зданий, а также для ряда реальных
объектов промышленных зданий с нагрузкой на колонну от 60
до 5000 т. Кроме того, учитывались габариты колонн при уста-
новке одной колонны на одну сваю «Беното». В результате вы-
ведены показатели по расходу бетона и стоимости.
Стоимость свай «Беното» принималась согласно расценкам
для отдельных объектов из расчета 50—80 руб. за Гл/3, а забив,
ных свай разной длины — 70—115 руб. за 1 м3.
По результатам технико-экономических сравнений составле-
ны графики по расходу бетона и стоимости (рис. 27).
63
a) ко
Рис. 27. Графики зависимости расхода бетона и стоимости фун-
даментов из буронабивных опор глубокого заложения и свай-
ных фундаментов из забивных свай от нагрузки на колонны
промышленных зданий и длины опор
1 и 2 — расход бетона для фундаментов из бу-ронабивных опор соответст-
венно при длине опоры/=20 м и /=10 м; 3 и 4 — расход бетона для
свайных фундаментов из забивных свай при /св =20 ми ^СВ=Ю м; 5 и
7 — полная стоимость буровых опор соответственно длиной 20 и 10 м при
стоимости 1 ж3 бетона ростверка 31 руб. и стоимости 1 ж3 бетона опор
80 руб.; 6 и 8 — то же, при стоимости 1 ж3 бетона опор 65 руб.; 9 — пол-
ная стоимость свайных фундаментов из забивных свай длиной 20 ж при
стоимости 1 ж3 бетона ростверка 35 руб. « 1 ж3 бетона свай 115 руб.;
10 — тс же, при стоимости 1 жЗ бетона свай 65 руб. и длине свай 10 ж
Как показал проведенный анализ, а также изучение отечест-
венной и зарубежной практики и материалов по ряду выполнен-
64
ных объектов, сваи «Беното» целесообразно применять при не-
обходимости использования по грунтовым или технологическим
соображениям свай длиной более 25 м до 50—60 м прц любых
грунтовых условиях.
При длине менее 20—25 м сваи «Беното» можно применять
при следующих условиях:
а)	при невозможности по различным причинам использовать
квадратные забивные сваи или сваи-оболочки (крупный гравий,
валунные отложения и другие непробиваемые для забивных
свай прослойки);
б)	при больших горизонтальных нагрузках;
в)	при невозможности устройства развитых ростверков на
забивных сваях в стесненных цехах с большим количеством тех-
нологического оборудования.
В заключение следует отметить, что в связи с ростом нагру-
зок на фундаменты в промышленном и гражданском строитель-
стве опоры глубокого заложения будут находить все более ши-
рокое применение. Опыт показал, что на крупных объектах не-
обходимо иметь несколько таких станков для устройства свай-
ных фундаментов.
Глава III
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
1.	Характерные недостатки изысканий
и требования, предъявляемые к ним
Правильный выбор типа фундамента и проектирование эко-
номичных свайных фундаментов в значительной степени зависят
от полноты и качества инженерно-геологических изысканий.
Сложность определения несущей способности свай и, следова-
тельно, их количества, длины и сечения обусловлена тем, что
свая погружается в исключительно разнородную по мощности,
простиранию и физико-механическим свойствам грунтовую
среду.
Использование физико-механических характеристик грунта
получаемых при изысканиях, для оценки несущей способности
свай, а также необходимость тщательного исследования несу-
щих свойств грунтов, залегающих под нижними концами свай,
обязывают геолога производить изыскания с учетом требований
проектировщика. Хотя инженерно-геологические изыскания, как
правило, выполняются в объеме и составе, определяемыми требо-
ваниями нормативных документов, в каждом отдельном случае
в зависимости от геологических условий возникают специфиче-
ские особенности проведения изысканий, которые всегда долж-
ны быть учтены геологом.
Широкое применение в последние годы свайных фундаментов
обусловливается их технико-экономическими и качественными
преимуществами. Однако эти преимущества могут быть резко
снижены, если проектирование свайных фундаментов ведется на
основе неполноценных изысканий.
Для обоснования необходимости тщательного и квалифици-
рованного составления программы изысканий приведем несколь-
ко примеров характерных недостатков изысканий и их послед-
ствий.
1.	Отсутствие геологических изысканий в пределах контура
проектируемого здания. Для 4-этажного крупноблочного жило-
го дома по типовому проекту серии I-439A запроектировали
свайный фундамент с однорядным расположением свай длиной
66
6 м и сечением 30X30 см. Нагрузка на сваю была принята 25 т.
На участке указанного дома не было пробурено ни одной сква-
жины. Ближайшая скважина находилась на расстоянии пример-
но 150 м.
Из общего количества 244 свай, предусмотренных проектом,
на проектную глубину 6 м было погружено только 9 свай, на
глубину 4—5 м— 10 свай, 3—4 м— 90 свай, 1,5—3 м— 124 сваи
и менее 1,5 м—11 свай. Таким образом, общий объем свай,
фактически забитых в грунт, составил 64 м3 при проектном объе-
ме 130 м3, т. е. 49%, а 51% объема запроектированных свай
оказался бросовым.
Для выяснения причины недобивки такого большого количе-
ства свай были пробурены две контрольные скважины глубиной
10 м. По данным бурения установлено, что под небольшим ра-
стительным слоем мощностью 0,3 м залегают до глубины при-
мерно 2 м лессовидные суглинки, ниже — моренные суглинки с
гнездами песка и включением мелкой и крупной гальки. По чис-
лу пластичности (7—9) эти грунты близки к супесям. С глуби-
ной число пластичности увеличивается до 12. Остальные физико-
механические характеристики по трем образцам следующие: при
глубине отбора образцов 3,2; 5,5 и 7,5 м соответственно показа-
тель консистенции В равен 0,29; 0,29 и 0,25; объемный вес —
2,03 т/м3, коэффициент пористости — 0,46.
Как видно из приведенных данных, суглинки имеют полу-
твердую и туго-пластичную консистенции.
Для оценки несущей способности свай, недобитых на боль-
шую глубину, были произведены испытания статической нагруз-
кой на вдавливание пяти коротких свай с глубиной забивки 1,55;
2,05; 3,35; 1,9 и 1,75 м. Расчетные нагрузки испытанных свай
соответственно оказались равными 20, 40, 35, 40 и 30 т. При
расчетных нагрузках осадки не превышали 4 мм. Результаты
испытаний свай статической нагрузкой увязываются с приве-
денными выше физико-механическими характеристиками
грунтов.
Таким образом, с полной гарантией можно было принять
сваи длиной не более 4 м и сечением 25X25 см при сохранении
проектной нагрузки на сваю 25 т. Объем свай в этом случае со-
ставил бы примерно 60 м3 вместо 130 м3 по проекту, т. е. расход
бетона снизился бы более чем в 2 раза.
2.	Отбор образцов грунта из скважин с небольших глубин.
Для ряда 4-этажных крупнопанельных жилых домов запроекти-
ровали свайные фундаменты из железобетонных свай сечением
25X25 и 30x30 см и длиной 5 м. Нагрузка на сваю была приня-
та 20 т.
Грунтовые условия площадки следующие: с поверхности под
культурным слоем находятся делювиальные суглинки, глины и
супеси пластичные, местами твердой консистенции, юрские суг-
линки мелкопесчаные пластичные с содержанием щебня, гальки
67
и валунов, ниже которых залегают флювиогляциальные пыле-
ватые и мелкие пески. В некоторых местах имеются озерно-бо-
лотные суглинки и глины пылеватые в пластичном состоянии.
Характерной особенностью геологического строения площадки
является залегание указанных напластований с резко неравно-
мерной мощностью. В процессе изысканий образцы грунта из
скважин для лабораторных анализов отбирались преимущест-
венно с глубин 2—3,5 м при проектной длине свай 5 м.
При погружении свай для 14 жилых домов в четырех свай-
ных фундаментах 25—30% проектного количества свай оказа-
лись недобитыми на 2—3 м до проектного положения. Это объ-
ясняется тем, что в распоряжении проектировщиков не было
данных физико-механических свойств грунтов, залегающих на
глубине 3,5 м и ниже.
3.	Отсутствие данных о положении кровли несущего слоя
в пределах контура здания. Для одного корпуса был запроекти-
рован свайный фундамент из железобетонных свай длиной 8 м и
сечением 30x30 см. Нагрузка на сваю была принята 20 т. Грун-
ты площадки представлены следующими напластованиями: с
поверхности находится насыпь мощностью 0,4—3,4 м, ниже за-
легают древнеаллювиальные отложения — суглинки и пески
мелкие, средние и крупные, переменной мощности (до 3,4 ж).
Подстилающим слоем являются юрские глины, мощность кото-
рых разведкой не выявлена. Из общего количества запроектиро-
ванных 668 свай на глубину 7—8 м погружено 444 сваи, на 6—
7 м — 24, на 5—6 м — 70, на 4—5 м — 77 и на 3—4 м — 53 сваи.
Таким образом, 222 сваи были не добиты до проектной глубины
на 1,5—4,5 м, что составляет 18—56% проектной длины свай.
Основной причиной такой значительной недобивки свай яв-
ляется отсутствие геологических данных о положении кровли
песков вдоль запроектированного корпуса, а также физико-ме-
ханических характеристик юрских глин. Исходя из действитель-
ных характеристик грунтов следовало бы на одной части кор-
пуса принять длину свай 3—4 м, а на остальной части оставить
длину 8 м. К тому же ввиду отсутствия характеристик грунтов
проектировщики занизили нагрузку на сваю примерно в 2 раза.
Если учесть указанные поправки, то вместо 668 свай дли-
ной 8 м с объемом 480 м3 при нагрузке на сваю 20 т правильно
было бы запроектировать 222 сваи длиной 8 м и НО свай сред-
ней длиной 3,5 м, что составляет 193 л«3, или 40% проектного
объема.
4.	Отсутствие данных о плотности песков. Существующие ме-
тоды изысканий, основанные на бурении скважин, не позволяют
отбирать образцы песков с ненарушенной структурой для опре-
деления объемного веса. Вместе с тем в зависимости от плот-
ности песков, залегающих под нижними концами свай, несущая
способность свай весьма резко меняется.
68
Ниже приведены два характерных примера свайных фунда-
ментов со сваями, заглубленными в пески.
Для 3-этажного трехсекционного кирпичного жилого дома
производственной организацией был запроектирован свайный
фундамент с железобетонными сваями длиной 6 м и сечением
30X30 см с нагрузкой на сваю 25 т. Погружение свай осущест-
влялось штанговым дизель-молотом с весом ударной части 1,2 т.
Были забиты 156 свай, из них 87 свай сечением 30x30 см заби-
ты на глубину 3,5—5,6 м, шесть свай — на 2,1—2,4 м, 60 свай
сечением 25X25 см были забиты на глубину 3,4—3,8 м и три
сваи — на глубину 2,1—2,3 м. После забивки свай производст-
венная организация решила проверить расчетную нагрузку на
сваи статическим испытанием.
Для этой цели произвели четыре испытания свай на вдавли-
вание. Грунты, прорезаемые сваями, были представлены под не-
большим слоем насыпи пылеватыми супесями и мелкими водо-
насыщенными песками. На уровне нижних концов свай залега-
ли водонасыщенные мелкие пески, плотность которых разведкой
не выявлена. Однако при проектировании было принято, что ниж-
ние концы свай заглублены в мелкие и средние пески средней
плотности на 2—2,5 м.
Контрольными изысканиями и испытаниями свай статической
нагрузкой было с достаточной достоверностью установлено, что
пески рыхлые. На основании статического зондирования опреде-
лено, что усилие вдавливания конуса до глубины 7 м составляло
только 20—65 кГ/см2. Ниже этой глубины усилие вдавливания
увеличилось до 120—200 кГ1см2. Данные, полученные при испы-
таниях четырех свай, следующие:
предельная нагрузка в m.................... 10	10	25	20
расчетная нагрузка в m...................... 7	7	20	15
Учитывая, что проектом была предусмотрена нагрузка на
сваю 25 г, рекомендовалось в целях усиления свайного фунда-
мента дополнительно забить 81 сваю, или примерно 50% про-
ектного количества свай.
Вторым примером является 4-этажный склад, для которого
был запроектирован свайный фундамент со сваями сечением
30X30 см, длиной 6 м. Расчетная нагрузка на сваю принята
25 т. Грунты ниже поверхности были представлены культурным
слоем толщиной 1—1,5 м, ниже которого залегали пластичные и
мягко-пластичные аллювиальные суглинки мощностью 2—2,5 м.
Подстилающим слоем для суглинков являлись плотные мелкие
и средние пески. В процессе забивки сваи не добивались на 2—
2,5 м. Испытания выборочных свай статической нагрузкой пока-
зали, что расчетная нагрузка может быть увеличена до 35 т, а
длина свай уменьшена до 4 м.
69
5.	Бурение мелких скважин. Для строительства жилых домов
на ленточных фундаментах, имеющих, как правило, небольшую
глубину заложения (1,5—2,5 м), бурятся сравнительно мелкие
скважины — глубиной около 5—6 м. Такая глубина скважин не
дает необходимых сведений о характеристике грунтов, залегаю-
щих под нижними концами проектируемых свай. Ввиду отсутст-
вия этих данных невозможно оценить сопротивление грунтов
под острием свай, удельный вес которого имеет тем большее зна-
чение, чем плотнее грунты. Встречаются случаи, когда геологи
и проектировщики полагают, что исследованные мелкими сква-
жинами грунты, залегающие на уровне забоя скважин, имеют
неограниченную мощность, и поэтому считают возможным про-
ектировать сваи, нижние концы которых находятся ниже забоя
скважин.
Такой прием недопустим, так как не исключено, что толща
грунтов, залегающих на уровне забоя скважин, может быть от-
несена к несущему слою, а ниже залегают более слабые грунты.
Это обычно приводит к крайне нежелательным осадкам.
Для недопущения подобных явлений при проведении изыска-
ний необходимо строго придерживаться требований норматив-
ных документов, учитывая при этом специфические условия каж-
дой конкретной строительной площадки.
При инженерно-геологических изысканиях необходимо соб-
людать следующие основные требования.
В сравнительно однородных геологических условиях для про-
ектирования свайных фундаментов одиночных зданий следует
иметь данные по трем геологическим скважинам. При кварталь-
ной застройке достаточно иметь под каждым проектируемым
зданием две геологические скважины. Глубина буровых сква-
жин должна быть по крайней мере на 5 м больше ожидаемой
глубины забивки свай в песчаных и глинистых грунтах основа-
ния и на 1,5 м в скальных и крупнообломочных грунтах.
При проходке скважин рекомендуется для лабораторных ис-
следований отбирать не менее трех образцов грунта из харак-
терных слоев и обязательно из несущего слоя ниже острия свай.
Для песчаных грунтов рекомендуется определять зерновой
состав, природную влажность, объемный вес и угол внутреннего
трения; для глинистых грунтов — пределы пластичности, природ-
ную влажность, объемный вес, угол внутреннего трения и удель-
ное сцепление.
При лабораторных определениях характеристик глинистых
грунтов необходимо иметь в виду следующее. По действующим
строительным нормам и правилам несущая способность свай в
глинистых грунтах определяется в зависимости от консистенции
грунта В\
в =-------Ч
^т-^р
70
где IT, 1Гр и WT — влажность соответственно природная, на
границе раскатывания и на границе теку-
чести.
При такой структуре формулы для определения консистен-
ции, когда в числителе и знаменателе находится разность двух
величин, небольшое изменение абсолютной величины входящих
в эту формулу членов может весьма существенно изменить вели-
чину В.
В то же время при установлении в лабораторных условиях
влажности на границе текучести и на границе раскатывания по
двум образцам допускается расхождение двух определений до
2%. За величину соответствующей влажности принимается
среднее арифметическое двух определений. Таким образом, точ-
ность найденного значения влажности на границе текучести и на
границе раскатывания составляет ±1%. Как показывают проб-
ные расчеты, при некоторых соотношениях величин, входящих в
формулу для определения консистенции, ошибка на 1 % может
изменить величину В на 0,1, в результате чего расчетное сопро-
тивление сваи изменится в 1,5 раза и более. Поэтому необходи-
мо стремиться к более точному лабораторному определению
значений И?т и 1^р.
При анализе результатов лабораторных определений харак-
теристики грунтов и полученной величины консистенции надо
сравнить состояние грунта, характеризуемое расчетным значе-
нием В и приведенное в геологических материалах, установлен-
ное визуально при отборе образцов. При значительных расхож-
дениях в характеристике состояния глинистого грунта требуют-
ся дополнительные исследования.
При проектировании свайных фундаментов незаменимыми
являются результаты статического зондирования грунтов и ис-
пытания свай статической нагрузкой. Ввиду особой важности
эти исследования рассматриваются далее более подробно.
При передаче на фундамент сосредоточенных нагрузок и про-
ектировании свайного поля кустами глубина скважин при изы-
сканиях косвенно зависит от величин нагрузок на куст, так как
чем больше нагрузка от колонн, тем больше количество свай и,
следовательно, больше размеры куста. Поскольку величина
сжимаемой толщи грунта ниже нижних концов свай зависит от
размеров куста в плане, то глубина скважин должна быть та-
кой, чтобы их забой находился ниже сжимаемой толщи. Поэто-
му при нагрузке на свайный куст свыше 300 т половина всех
скважин должна быть пробурена ниже нижних концов свай не
менее чем на 10 м.
В районах залегания просадочных грунтов для определения
физико-механических характеристик и, в частности, коэффици-
ента относительной просадочности при изысканиях следует преи-
мущественно применять шурфы вместо скважин, так как при
бурении скважин нарушается естественная структура грунтов,
71
и, следовательно, искажается коэффициент относительной про-
садочности.
Объем и состав изысканий зависят от многих факторов (ха-
рактеристик грунтов, назначения зданий или сооружений, рель-
ефа местности, гидрогеологических условий и др.). Поэтому, как
правило, изыскания для проектирования свайных фундаментов
должны осуществляться по программе, разработанной проекти-
ровщиками при участии геологов. При намеченных программой
изысканиях должна быть соблюдена следующая повторяемость
испытаний (не менее):
буровые скважины.......................................2
шурфы..................................................2
зондирование ......................................... 5
динамические испытания свай............................5
статические испытания свай или свай-штампов ...........2
испытания грунтов штампами ............................2
При составлении программы следует учитывать степень гео-
логической изученности площадки ранее проведенными изыска-
ниями вблизи рассматриваемой площадки. Если ранее прове-
денными изысканиями установлены однородность и закономер-
ный характер напластований, то не обязательно намечать изы-
скания для каждого здания в полном объеме, можно, ориенти-
руясь на материалы, полученные для смежных зданий, произво-
дить только выборочные контрольные изыскания на наименее
разведанных участках.
Следует также отметить, что для каждого ответственного
здания или сооружения проектирование свайных фундаментов
должно вестись на основании материалов скважин или шурфов,
расположенных в пределах контура или в непосредственной бли-
зости (около 5 м) от проектируемых зданий или сооружений.
При отсутствии скважин в пределах контура проектируемого
здания или сооружения либо вблизи них (до 5 м) разработка
рабочих чертежей свайных фундаментов не допускается.
Для винтовых свай, работающих на выдергивание, глубина
буровых скважин и зондирования при изысканиях на стадии
разработки рабочих чертежей должна быть ниже лопасти свай
не менее чем на 1 м.
2.	Испытания свай1
До последних лет свайные фундаменты применяли только на
площадках с неблагоприятными грунтовыми условиями, а для
погружения длинных свай использовали тяжелые копры на рель-
совом ходу. Испытания свай динамической и статической на-
1 С 1 июля 1970 г. действует ГОСТ 5686—69 «Сваи и сваи-оболочки. Ме-
тоды полевых испытаний».
72
грузкой имели главным образом контрольное назначение и про-
водились лишь в отдельных случаях в середине или даже после
окончания погружения производственных свай.
Большой опыт проведения испытаний свай статической на-
грузкой, накопившийся в институте Фундаментпроект, показы-
вает, что, как правило, на основании результатов испытаний •
можно уменьшить назначаемые проектировщиками длины и се-
чения свай и увеличить нагрузку на сваи. Поэтому объему свай
может быть уменьшен по сравнению с проектом до 50% и
больше. В качестве примера в табл. 2 приведены данные по ря-
ду объектов.
Таблица 2
Сопоставление проектных данных по свайным фундаментам
и данных с учетом результатов испытаний
Объект	Данные по проектам свайных фундаментов				Рекомендации на основа- нии результатов испы- таний		
	сечение свай в см	длина свай в м	расчетная на- грузка на сваи в т	количество свай	расчетная на- грузка в т	повышение несущей спо- собности	сокращено количество свай
Склад		30X30	8 и 9	17 и 25	684	45	2,2 раза	300
Котельная		30X30	10	25	102	40	1,6 » 1,6 в	60
Административное здание	30x30	10	25	201	40		126
Складское здание . . .	30x30	8	32	356	50	1,57 в	228
5-этажный жилой дом	30x30	9	35	406	60	1,72 в	236
Жилой дом 		25X36	9	40	535	60	1,5 »	355
Появление сваебойных агрегатов на базе трактора позво-
ляет проектно-изыскательским организациям использовать их в
период изысканий для погружения пробных и анкерных свай
с целью испытания динамической и статической нагрузкой. На
рис. 28 показаны забитые пробные сваи до погружения произ-
водственных свай. В этом случае изыскатели смогут передавать
проектировщикам наряду с данными геологических изысканий и
результаты испытаний свай статической нагрузкой, которые
явятся объективным и достоверным материалом для обос-
нованной оценки несущей способности свай.
Рассмотрим некоторые принципы выбора свай для испыта-
ний их статической нагрузкой, зависящие от назначения испы-
таний.
1.	Если испытания проводятся до начала проектирования
свайных фундаментов с целью выбора длины и сечения свай и
оценки их несущей способности, испытывают сваи на участках
с наименее благоприятными грунтовыми условиями к слабых
прослойков грунта, а также с учетом плотных прослойков для
выявления возможности забивки свай.
73
2.	Если сваи расположены в свайном поле, частично или пол
ностью законченном, испытания носят контрольный характер.
В этом случае для испытаний назначаются сваи с большими от-
казами, нижние концы которых оставлены в слабых грунтах, а
также сваи, на которые в процессе эксплуатации передаются
большие нагрузки.
3.	Если в процессе эксплуатации не исключается возмож-
ность изменений гидрогеологических условий (подъем горизон-
та грунтовых вод) или влияние оборудования с динамическими
нагрузками на несущие свойства прорезаемых грунтов и грун-
тов, залегающих ниже нижних концов свай, испытания следует
вести по специальной программе с учетом этих факторов.
Рис. 28. Общий вид забитых пробных свай
Необходимо отметить особенности испытаний свай статичес-
кой нагрузкой в просадочных грунтах. Поскольку вопрос о пол-
ном или частичном использовании сопротивления грунтов в пре-
делах просадочной толщи или его полном исключении может
решаться в настоящее время только экспериментальным путем,
методика испытания свай несколько отличается от методики,
принятой для испытаний свай в непросадочных грунтах. В прак-
тике института Фундаментпроект приняты два варианта испыта-
ний свай: испытания свай с замачиванием просадочной толщи
при расчетной нагрузке и испытания свай с откопкой грунта в
пределах просадочной толщи.
Следует отметить, что методика испытаний с замачиванием
просадочных грунтов вокруг одиночных свай недостаточно ис-
следована. Поэтому в ряде организаций не выявлен эффект за-
мачивания при его продолжительности даже 25—30 суток и бо-
лее.
74
Фундаментпроектом используется следующая методика за-
мачивания грунтов вокруг одиночных свай. Вокруг каждой сваи
на расстоянии 0,6—0,8 м бурятся три скважины диаметром
140 мм. Забой скважин выше острия сваи на 0,5—0,7м. В сква-
жину засыпается щебень до отметки на 1,5—2 м ниже устья.
После этого в скважину вставляется трубка диаметром 40 мм
и нижняя часть ее обсыпается щебнем на высоту 0,5—0,7 м, за-
зор между трубкой и скважиной заполняется тампоном из ша-
мотной глины или жидкого стекла на случай подачи воды в
скважину под давлением.
Верхний конец трубки соединяется резиновым шлангом с
тройником и кранами. Тройник соединяется резиновым шлангом
с баком емкостью 3 м3, расположенным выше устьев скважин на
2,5—3 м. Вода в скважину заливается самотеком.
Замачивание производится в три смены в течение трех-четы-
рех суток. За этот период вокруг каждой сваи заливается в сред-
нем 30 м3 воды. Результаты замачивания проверяются путем
отбора в скважине, расположенной между скважинами для за-
мачивания, образцов грунта через каждые 0,5 м. Контрольные
лабораторные исследования образцов грунта показывают, что
после замачивания влажность грунта увеличивается на 5—7%,
местами на 10—20%, а иногда и менее 5%.
По контрольным испытаниям свай после замачивания несу-
щая способность свай снижается примерно на 40—50%.
Рис. 29. Об-
щий вид испы-
тания сваи
При втором методе после забивки свай до проектной отметки
грунт вокруг сваи откапывают на глубину, равную просадочной
толще, и производят статическое испытание свай. Второй метод
можно использовать при небольших глубинах откопйи (около
5—6 м), при которых не происходит (вследствие оголения сваи)
продольного изгиба от прикладываемых нагрузок в процессе
испытаний.
Испытания свай статической нагрузкой (рис. 29) произво-
75
дятся, как правило, с помощью гидравлического домкрата, ко-
торый устанавливается на голову испытываемой сваи и упира-
ется в систему бало-к. Концы балок соединяются со смежными
сваями, выполняющими роль анкерных и работающими на вы-
дергивание. В некоторых случаях, когда анкерные сваи не мо-
Рис. 30. Самозахватное устройство
а — общий вид; б — вид сбоку
гут быть использованы вслед-
ствие их малого заглубления
или заглубления в слабые
грунты с малым сопротивле
нием по боковой поверхности,
домкрат упирается в платфор-
му, на которую укладывается
груз.
При монтаже установки для
испытания свай весьма трудо-
емкой является работа по
креплению хомутов, скрепляю-
щих упорные балки со сваями,
используемыми в качестве ан-
керных. Обычно для этого не-
обходимо разбить головы свай,
используемых в качестве ан-
керных, оголить арматуру и
приварить к ней хомуты. Еще
большие затруднения возника-
ют в том случае, если сваи,
используемые в качестве ан-
керных, являются преднапря-
женными с арматурой из вы-
сокопрочной проволоки или
прядевой, так как к такой ар-
матуре приварить хомуты не-
возможно.
76
Ленинградским отделением Фундаментпроекта разработана
конструкция самозахватного устройства1 с хомутами для креп-
ления упорных балок (рис. 30).
Захватное устройство для крепления к квадратной свае
включает два уголка 1 200X200X 16, длиной 400 мм и два угол-
ка 2 того же профиля, длиной 300 мм. Уголки соединены между
собой хомутами 3 путем качающегося соединения, позволяюще-
го уголкам перемещаться относительно друг друга. К двум бо-
лее длинным уголкам, располагаемым на свае, по диагонали,
прикрепляются шарнирно хомуты 4, которые служат для креп-
ления упорных балок. При приложении нагрузки к хомутам бо-
лее длинные уголки несколько смещаются по свае, и захват са-
мозаклинивается. Как показали проведенные испытания, такой
захват воспринимает нагрузку до 30 т.
По аналогичному принципу разработаны захваты и для
трубчатых свай. Захваты указанной конструкции удобны в ра-
боте, надежны и поэтому получили широкое распространение
при испытаниях свай, проводимых Фундаментпроектом.
Загрузка свай производится ступенями, величина которых
обычно равна 7ю—715 от ожидаемой предельной нагрузки.
Наиболее часто величины ступеней нагрузок равны 5 т яля
свай, заглубленных до плотных грунтов, и 2,5 т для свай, не до-
стигающих плотных грунтов, общая несущая способность кото-
рых сравнительно мала. В тех случаях, когда ожидаемая несу-
щая способность очень высокая, можно первые две или три сту-
пени нагрузок принимать по 10 или даже 15 т.
Грузоподъемность применяемых домкратов 50, 100 и 200 т.
Реперная система, к которой прикрепляют приборы для измере-
ния осадок системы ПМ-3, должна быть неподвижна. Точность
измерения осадок этими приборами 0,1 мм. Для измерения ве-
личины перемещения сваи должно быть не менее двух приборов.
Как правило, при испытаниях используют четыре анкерные
сваи. При слабых грунтах, малых глубинах погружения и ма-
лом диаметре продольной арматуры число анкерных свай мо-
жет быть увеличено до шести, а в отдельных случаях — до вось-
ми. Для предотвращения обрывов арматуры при испытаниях
анкерные сваи независимо от их длины должны армироваться
продольной арматурой из стали марки Ст. 5 диаметром не ме-
нее 16 мм, если не применяются указанные выше захваты.
До начала испытаний необходимо тщательно обследовать
сваи в натуре и проверить производственную документацию по
забивке, установив:
а)	не имеет ли свая отклонение от вертикали;
б)	нет ли трещины или излома;
1 Авторы изобретения А. М. Рукавцов, А. В. Пантелеев, А. А. Перетрутов.
Авторское свидетельство 195979 от 9 марта 1966 г.
в)	нет ли отклонения от горизонтали торцовой плоскости
головы сваи. Некоторое отклонение может быть ликвидировано
подсыпкой тонкого слоя крупного и среднего песка (толщиной
не более 1,5—2 см).
При испытаниях в зимнее время во избежание примерзания
грунта к поверхности бетона свай необходимо до начала испы-
таний отогреть мерзлый грунт, окружающий сваю.
Испытание сваи статической нагрузкой должно производить-
ся не раньше чем через шесть дней после ее погружения в гли-
нистые грунты и не раньше чем через три дня — в песчаные
грунты. В целях установления (если это возможно по условиям
производства работ) явления засасывания необходимо перерыв
между забивкой «и началом испытания увеличить до 10—25 дней.
Как правило, сваи, испытываемые статической нагрузкой, долж-
ны подвергнуться динамическим испытаниям.
Схемы расположения испытываемых и анкерных свай пока-
заны на рис. 31. Расстояние между осями испытываемых и ан-
керных свай, а также между опорами реперной установки и
испытываемой .сваей рекомендуется принимать не менее £d (где
d—сторона квадратной сваи). Необходимо стремиться к тому,
чтобы испытываемая свая была расположена симметрично по
отношению к анкерным сваям.
Наблюдения за перемещением сваи после каждой ступени
загрузки должны вестись до затухания перемещения (условная
стабилизация), когда разница перемещений за последние2на-
блюдений составляет не более 0,1 мм. Отсчеты по приборам пер-
вые 4 раза берутся через 15 мин, 2 раза — 30 мин и далее чере?
1 ч до условной стабилизации (0,1 мм).
Статическое испытание свай должно быть доведено до на-
грузки, при которой осадка сваи достигнет 20 мм и более — для
свайных фундаментов зданий с предельной величиной средних
осадок 8—-15 см и не менее 40 мм — для сооружений с предель-
ной величиной средних осадок 30 см.
Если свая опирается на крупнообломочные грунты или на
плотные пески крупные и средней крупности, а также на гли-
нистые грунты твердой консистенции, то согласно СНиП
П-Б.5-67 испытания могут быть прекращены при осадке менее
20 мм при условии, что максимальная нагрузка при испытании
будет не менее 1,5 Р, где Р — несущая способность сваи, подсчи-
танная по формулам СНиП П-Б.5-67 (за исключение^м расчета
по результатам забивки, т. е. «динамической» формулы).
Данные наблюдений за перемещением свай заносят в жур-
нал по форме, приведенной на стр. 81.
Результаты испытаний оформляются в виде графика пере-
мещений сваи в зависимости от изменения нагрузки — график
осадка — нагрузка S=f (Р) и в зависимости от времени и на-
грузок— график S=f (t) (рис. 32).
78
Для уточнения геологической характеристики грунтов в не-
посредственной близости от испытываемой сваи бурят скважи-
ну, глубина которой должна быть на 5 м больше длины сваи.
Кривая S=f(P) должна вычерчиваться в прямоугольной коор-
* /7	□ В
Ф Ь	° г
Рис. 31. Схемы размещения испытываемых и анкерных
свай при испытании статической нагрузкой
а и б — соответственно кустовое и рядовое расположение свай;
/ и // — соответственно четыре и шесть анкерных свай; / —
балочная клетка; 2 — реперные уголки; А — испытываемые
сваи; Б — реперные сваи; В — анкерные сваи; Г — пропибомеры
динатной системе, в которой по о-си абсцисс откладывают на-
грузки в масштабе 1 см='5 т (для слабых грунтов 2,5 т), а по
оси ординат — осадки в масштабе 1 cjw=|1 мм осадки.
Кривая осадка — нагрузка во времени S=f(t) должна вы-
черчиваться для каждой .ступени нагрузки в масштабе: по оси
абсцисс (время) 6 мм=1 ч, по оси ординат 1 см=\ мм осадок.
Указанные масштабы наиболее удобны, однако в отдельных
случаях могут быть использованы и другие масштабы.
79
Для определения сопротивления грунтов под острием и по
боковой поверхности Фундаментпроектом спроектирована спе-
циальная инвентарная стальная свая-штамп (рис. 33). Сечение
.	sv(t)
Рис. 32. Графики перемещений сваи в зависимости от нагрузки
S=f(P) и в зависимости от времени и нагрузок S=f(t)
сваи-штампа 30x30 см, длина от 6 до 10 м в зависимости от
грунтовых условий. Свая-штамп состоит из наружной трубы,
обрамленной четырьмя уголками, и внутренней трубы, соединен-
ной с башмаком. Усилием, приложенным от домкрата к съемной
голове внутренней трубы, которым вдавливается башмак, опре-
деляется сопротивление грунта под ним. Усилием, приложен-
ным к наружной трубе, определяется сопротивление грунта по
боковой поверхности. При испытании всей сваи-штампа находят
общее сопротивление сваи. Такая же конструкция сваи-штампа
может быть легко применена для испытания трубчатых свай с
открытым нижним концом.
Испытание сваи-штампа статической нагрузкой производит-
ся в три этапа. На первом этапе испытывают башмак для опре-
деления сопротивления грунта под острием, далее испытанию
подвергается наружная оболочка для установления сопротив-
ления грунта по боковой поверхности, затем в целом вся свая.
Такая последовательность обусловливается тем, что сваи, как
правило, погружают до плотных грунтов; следовательно, сопро-
тивление грунтов под острием значительно больше сопротивле-
ния грунтов по боковой поверхности, поэтому получение объек-
тивных данных о сопротивлении грунтов под острием представ-
ляет наибольший интерес.
80
Пункт ______________________
Объект __________________ ..
Сооружение________________.
Журнал статического испытания сваи
(вдавливающей, выдергивающей или горизонтальной нагрузкой)
Свая №---------------------------------- Дата забивки сваи.
Вид сваи ___________________________________
(набивная, забивная и т. д.) Дата испытания;
Материал сваи-------------- а) начато._______
Сечение (диаметр) сваи____см
б) окончено_____
Длина сваи (без острия)м
Глубина забивки м
Ближайшая геологическая выработка №
(шурф или скважина)
пройденная в 
месяце 197 г.
Расстояние от сваи до геологической вы-
работки_____________м
Краткая характеристика грунта под ост-
рием _________________________________
Состояние головы сваи после забивки
Схема установки
(целая или разбитая)
Абсолютные отметки:
а) головы сваи после забивки м',
б) головы в момент испытания м;
в) низа сваи ж;
г) поверхности земли у сваи м.
Тип измерительных приборов
Домкрат Хе	на	т	Манометр №	на	*атм Площадь плунжера	см*	Цена деления манометра 	атм 1 т =	атм			
№ сту- пени	Величина сту* пени Р в т	Нагрузка Р в т (суммарная)	Показание манометра в атм (суммарное)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12			Ответственный исполни- тель 	(	) Наблюдатели	(	)
81
Если бы в первую очередь, например, испытывалась вся
свая-штамп, то при последующем испытании башмака были бы
получены искаженные результаты, так как грунт при первом
испытании уже был бы обжат.
По материалам испытаний сваи-штампа можно графически
изобразить зависимость S=f (Р) для острия, боковой поверх-
ности и всей сваи в целом (рис. 34).
Из графика видно, что сумма сопротивлений грунтов под
острием и по боковой поверхности равна общему сопротивлению
сваи в конечной стадии испытания или близкой к ней. В началь-
ной стадии испытания сваи общее сопротивление не равно сум-
ме составляющих. Это объясняется тем, что в начальной стадии
сопротивление сваи воспринимается главным образом трением
по боковой поверхности. По мере увеличения усилия и прибли-
жения к предельным значениям сопротивления грунтов по бо-
ковой поверхности все большее значение приобретает сопротив-
ление грунтов под острием сваи.
Все сказанное выше об испытаниях свай статической на-
грузкой относится к одиночной свае. Исследованиями работы
одной сваи в кусте и одиночной сваи установлено, что осадки
их не одинаковы. Сопоставление графиков зависимости осадок
от нагрузок, построенных по результатам испытаний одиночных
свай и кустов из четырех—восьми свай, показало, что осадки от-
дельных свай в кусте (при одинаковых нагрузках и расстояниях
между осями в кусте, равных 3—4d) больше осадок одиночных
свай в 4 раза и более.
Как видно из рис. 35, вокруг сваи в грунте образуется напря-
женная зона, увеличивающаяся с глубиной. На основании экс-
периментальных данных обычно принимают, что грани этой зо-
ны наклонены к вертикали под углом <р/4 (где <р—угол внут-
реннего трения грунта). Эта зона одинакова для одиночной сваи
и сваи в кусте при расстояниях между их осями примерно до 6d.
Следует иметь в виду, что в слабых грунтах, как, например, в
илах и связных грунтах в текучем или текуче-пластичном состо-
янии, одинаковые нагрузки и соответствующие им осадки могут
быть также при расстояниях между осями свай меньше 6d, т. е.
максимальная зона взаимного влияния свай в этих случаях
меньше 6d (рис. 36).
Как правило, в целях исключения бросовых работ испытыва-
ют производственные сваи, расположенные в свайном поле, при
расстояниях между ними меньше 6d. Существует мнение, что
при этих испытаниях в отличие от испытаний одиночных свай по-
лучают завышенные значения сопротивления, так как эти сваи
находятся в уплотненной грунтовой среде. В принципе для оп-
ределенных грунтов это так и есть. Однако испытываемые оди-
ночные сваи, расположенные в уплотненном свайном поле, в
82

Рис. 33. Конструкция инвентарной стальной сваи-штампа
Рис. 35. Схема напря-
женной зоны вокруг сваи
а —угол распространения
напряжений; / — напряжен-
ная зона; 2 — несущий слой
S'NM
Рис. 34. График испытания сваи-штампа
/ — для острия; 2 — для боковой поверхности;
3 — для острия плюс боковой поверхности;
4 — для всей сваи-штампа
83
процессе эксплуатации будут воспринимать нагрузку от здания,
находясь в такой же уплотненной зоне, поэтому материалы ис-
пытаний свай в уплотненной зоне имеют непосредственный
практический интерес.
Нагрузка Рна сваю вт
Рис. 36. График S=f(P) испытания свай в илах
и связных грунтах в текучем и текуче-пластичном
состоянии
/ — одиночная свая: 2 — куст № 1 (3); 3 — куст № 2
(4.5 d);
Рис. 37. График нагрузка—упругая осадка
Следует отметить, что в тех случаях, когда изысканиями об-
наружен слой плотных песков или твердых глин с коэффициен-
том пористости 0,5 и менее, который может быть использован в
качестве несущего слоя, несущую способность свай можно опре-
делить достаточно точно, пользуясь данными СНиП П-Б.5-67. В
этих случаях испытание свай статической нагрузкой не требуется.
Во многих случаях испытание свай статической нагрузкой
может оказаться весьма полезным. Однако только испытание
пробных свай, выполненное до (подчеркиваем — до) производ-
ственной забивки, позволяет заранее точно определить размеры
(сечение и длину) свай и заказать сваи, а также подготовить
необходимое сваебойное оборудование.
Иногда для интерпретации результатов испытания свай стати-
ческой нагрузкой необходимо знать раздельно сопротивление
грунта под подошвой сваи и сопротивление грунта по ее боко-
вой поверхности. В этом случае для испытаний применяют
сваю-штамп, описанную выше. Есть и другой прием.
84
А. Ван Вил [55] разработал методику испытаний обычных
свай статической нагрузкой, позволяющую разделить общее со-
противление сваи на сопротивление грунта под острием сваи и
сопротивление грунта по ее боковой поверхности. Испытывают
сваи путем циклического приложения нагрузок: после приложе-
ния каждой из нагрузок при испытании они снимаются полно-
стью, при этом измеряется величина упругой осадки сваи. Ре-
зультат испытания оформляется в виде графика зависимости
нагрузка —упругая осадка (рис. 37).
Отдельные испытания по этой методике показали, что после
полного использования сил трения по боковой поверхности сваи
зависимость изображается в виде прямой. Прямая линия, про-
веденная из начала координат параллельно указанной прямой,
характеризует сопротивление грунта под острием сваи.
На рис. 37, заимствованном из работы [48], крестиками по-
казано сопротивление грунта под острием сваи, определенное
непосредственным измерением с помощью тензометров сопро-
тивления. Прямая, проведенная из начала координат параллель-
но концевому участку кривой нагрузка — упругая деформация,
достаточно точно показывает сопротивление грунта под острием
сваи при различных упругих осадках сваи. Таким образом, эта
линия разделяет общее сопротивление сваи на сопротивление
грунта под острием и сопротивление по боковой поверхности.
При построении графика, аналогичного показанному на
рис. 37, следует при определении упругой осадки сваи учитывать
ее упругую деформацию, которая зависит от распределения при-
ложенной к свае нагрузки и влияет на сопротивление грунта под
острием и по боковой поверхности сваи. Поэтому график стро-
ится методом последовательного приближения.
В первом приближении упругая деформация сваи не учиты-
вается и строится график нагрузка — упругая осадка. По графи-
ку определяют нагрузки, приходящиеся на острие и на боковую
поверхность, и по ним находят упругую деформацию сваи при
каждой нагрузке. Упругая деформация сваи приближенно оп-
ределяется по формуле
<SCB —
I
FE
(1>
где F и I —соответственно площадь поперечного сечения
сваи и ее длина;
Е — модуль упругости материала сваи;
Ро и Р6 — соответственно нагрузки, приходящиеся на ост-
рие и боковую поверхность сваи.
85
Затем строится график во втором приближении, но уже с
учетом упругой деформации сваи. Обычно можно ограничиться
вторым приближением, но в некоторых случаях необходимо по-
строить график в третьем приближении.
3.	Зондирование грунтов
Зондирование грунтов осуществляется двумя способами: по-
гружением зонда забивкой (динамическое зондирование) и
вдавливанием зонда (статическое зондирование).
Исследования обоих способов при одинаковых грунтовых
условиях и сравнение результатов их с результатами статиче-
ских испытаний свай показали, что более приемлемым для опре-
деления несущей способности свай является статическое зонди-
рование.
Статическое зондирование (зондирование путем вдавлива-
ния зонда на разные глубины) применяется для определения
следующих величин:
а)	плотности грунтов естественного залегания;
б)	степени неоднородности грунтов в пределах контура про-
ектируемого здания;
в)	несущего слоя грунта и отметки нижних концов свай;
г)	расчетного сопротивления свай.
В последние годы различные организации (Фундаментпро-
ект, Башкирский научно-исследовательский институт по строи-
тельству, Всегингео и др.) занимались разработкой установок
для статического зондирования. Две установки С-832 (Башнии-
строя) и С-979 (Фундаментпроект) прошли государственные
испытания и приняты к серийному производству. В СНиП
П-Б.5-67 несущую способность свай по результатам статическо-
го зондирования принято определять по методике, относящейся
к зондированию установкой С-979.
Установка для статического зондирования конусом С-979 со-
стоит из следующих основных частей (рис. 38):
а)	зонда, представляющего собою наружную трубу, внутри
которой перемещается внутренняя штанга-стержень с кониче-
ским наконечником в нижней части;
б)	рамы, установленной на одноосном шасси с пневматика-
ми, и двух упорных балочек;
в)	двух трубчатых направляющих стоек и раскосов, соеди-
ненных двумя траверсами —верхней и нижней;
г)	гидравлического домкрата двойного действия грузоподъ-
емностью 10 т, прикрепленного к верхней траверсе и соединен-
ного гибкими шлангами с насосной установкой;
86
Рис. 38. Общий вид зондирующей установки
С-979
1 — верхняя траверса; 2 — направляющая; 3 — изме-
рительная головка с динамометром; 4 —наружная
штанга зонда; 5 — ресивер с манометром; 6 — зонд;
7 — гидравлический домкрат; 8 — мессура; 9 — пово-
ротная траверса; /0 — конический наконечник; 11 —
винтовая свая; 12 — насосная станция
оо
Рис 3 3
д)	измерительной головки с динамометром ДОСМ-5;
е)	маслонасосной станции, смонтированной также на одно-
осном шасси .с пневматиками;
ж)	анкерных свай.
Техническая характеристика установки
для статического зондирования С-979
Конический наконечник зонда:
диаметр основания конуса в мм ..................... 36
площадь в в в см2 ................................. 10
угол при вершине конуса в град..................... 60
Штанга:
диаметр наружной трубы в мм...................... 36/20
в внутренней штауги в мм.................. 18
длина звена штанги в м....................... 1
Грузоподъемность гидродомкрата двойного действия в т 10
Максимальное усилие динамометра для измерения
сопротивления грунта прониканию конуса ДОСМ-5
вт................................................. 5
Скорость вдавливания зонда в м/мин............ 0,25—0,5
Максимальная скорость извлечения зонда в м!мин .	0,65
Способ транспортирования в пределах площадки . . . одноосное шас-
си на пневма-
тиках
Габаритные размеры установки в рабочем положе-
нии в мм:
высота........................................... 3400
ширина .......................................... 1500
длина (без насосной станции)..................... 1500
Габаритные размеры в транспортном положении в мм:
высота .......................................... 1145
длина............................................ 4890
Вес установки без насосной станции в кг ........... 330
Вес насосной станции в кг..................... 240
Двигатель внутреннего сгорания:
тип ............................................... ЗИЛ
мощность в л. с..................	4,5
Максимальная глубина зондирования в м......... 15
Винтовые анкерные сваи:
диаметр:
лопасти в мм	250
ствола » »	42
длина » »	1500
88
количество в комплекте	2x4
(два комплекта
по четыре сваи)
Паспортная производительность установки при зонди-
ровании до 10 м (точек в смену) ......... 1,5—2,5
Зонд для статического зондирования (рис. 39), выполняемый
из высококачественной стали, состоит из конического наконеч-
ника (конуса), внутренней штанги и наружной трубы-обоймы.
Внутренняя штанга и наружная труба по мере погружения зон-
да в грунт собираются из отдельных звеньев длиной 1 м. Звенья
штанги и наружной трубы соединяются между собой на резьбе
плотно, без зазоров. Конус прикрепляется к нижнему звену
внутренней штанги также на резьбе.
На верхний конец наружной трубы, упираемой при вдавли-
вании зонда в грунт в шток домкрата, навинчивается защитный
оголовок, предохраняющий резьбу от повреждения.
Конструкция зонда позволяет измерять раздельно сопротив-
ление грунта погружению конуса и общее сопротивление грунта
вдавливанию зонда. Сопротивление грунта по боковой поверх-
ности зонда определяется как разность измеренных сопротив-
лений.
Сопротивление грунта погружению конуса измеряется при
помощи динамометра ДОСМ-5 с мессурой, рассчитанных на
максимальное усилие 5 т. Общее сопротивление грунта прони-
канию зонда определяется по давлению в гидравлической систе-
ме установки, измеряемому манометром.
Установка с маслонасосной станцией передвигается в пре-
делах площадки вручную или же буксируется автомашиной со
скоростью не более 10 км/ч. Перевозка установки С-979 на боль-
шие расстояния и с объекта на объект осуществляется в кузове
автомашины или на платформе.
Статическое зондирование грунта производится циклами.
Каждый цикл состоит из следующих операций:
а)	вдавливание звена зонда в грунт с взятием отсчетов по
мессуре динамометра и манометру через каждые 10 см глубины
погружения зонда;
б)	поднятие штока домкрата вместе с измерительной голов-
кой в верхнее положение при остановке зонда стрелки мессуры
динамометра и манометра должны возвращаться на 0; при подъ-
еме штока домкрата вверх стрелка мессуры домкрата должна
оставаться на 0, а манометр должен фиксировать давление в
масляной системе, необходимое для подъема штока;
в)	свинчивание защитного оголовка с трубы-обоймы, нара-
щивание следующего звена зонда и навинчивание оголовка на
нарощенное звено.
Глубина погружения зонда фиксируется по рейке на уста-
новке с точностью до 0,5 см.
89
Рис. 39. Наконечник зон-
да С-979
Данные по зондированию грунта заносятся в «Журнал ис-
пытания грунтов статическим зондированием».
Скорость погружения зонда в грунт при статическом зонди-
ровании в соответствии со СНиП П-Б.5-67 не должна превышать
0,5 м/мин. Скорость извлечения зонда из грунта ограничивается
только возможностями установки.
Зондирование производится до за-
данной в программе глубины, но не
более чем на 15 м. При достижении
предельных нагрузок на зонд в целом
10 т или на конус 5 т зондирование
прекращается независимо от глубины.
В институте Фундаментпроект раз-
работана специальная приставка к ус-
тановке, с помощью которой произво-
дится автоматическая запись резуль-
татов зондирования, а также гидрав-
лическая установка для завинчивания
анкерных свай.
При определении сопротивления
грунта под острием сваи по данным
статического зондирования следует
учитывать, что сопротивление грунта
погружению конуса обычно выше, чем
так называемое нормативное сопро-
тивление грунта под острием сваи,что
подтверждается материалами много-
численных испытаний свай статической
нагрузкой с одновременным испытани-
ем грунтов статическим зондирова-
нием.
Поскольку статическое зондирова-
ние для определения несущей способ-
ности свай впервые было применено за
границей, там были получены первые
данные практического применения
этого метода.
Результаты опубликованных за гра-
ницей материалов испытаний обоб-
в докладе «Определение допускае-
сваи при помощи статического зон-
дирования», представленном на V конгрессе по механике грун-
тов и фундаментостроению (1961 г.). В докладе обобщены дан-
ные 88 испытаний свай статической нагрузкой и проведенных
одновременно иопытаний грунта статическим зондированием.
Площадь поперечного сечения свай изменялась от 109 до
1*1 684 см2, сопротивление погружению конуса q колебалось от
щены Е. Мензенбахом
мой нагрузки на острие
90
25 до 180 кГ/см2. Почти во всех случаях острие свай находилось
в песках.
Мензенбахом произведена статистическая обработка резуль-
татов 88 испытаний для определения величины отношения сопро
тивления грунта погружению конуса q к предельному сопротив-
лению грунта под сваей /?п₽. Обозначим это отношение через
X (табл. 3). Оно зависит от свойств грунта, характеризуемых
сопротивлением погружению конуса q, и от площади сваи F.
Таблица 3
Значения X, полученные по результатам статистической обработки
Площадь сваи в см*	Значения X для различных q в кГ[см*		
	50	100	200
1000	1,06	1,2	1,5
2000	1,2	1,4	2
Из 88 испытаний, обобщенных Мензенбахом, в 32 испытани-
ях сопротивление q меньше предельного сопротивления грунта
под острием сваи.
При оценке этих данных следовало иметь в виду, что в зару-
бежных печатных работах понятие «предельное сопротивление
сваи» является весьма расплывчатым и различными исследова-
телями понимается по-разному. Кроме того, пользуясь результа-
тами испытаний свай статической нагрузкой, Е. Мензенбах
весьма условным методом делил сопротивление сваи на сопро-
тивление по боковой поверхности сваи и сопротивление под ост-
рием, которое сравнивалось с сопротивлением грунта погруже^
нию конуса.
На основе накопленных у нас в стране данных параллельных
испытаний свай статической нагрузкой и способом статического
зондирования конусом диаметром 36 мм и с углом при вершине
60° при скорости зондирования менее 0,5 м/мин СНиП П-Б.5-67
дает следующие рекомендации. При вычислении несущей спо-
собности сваи по результатам статического зондирования нор-
мативное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи
принимается равным сопротивлению грунта по боковой поверх-
ности зонда, а нормативное сопротивление грунта под острием
забивной сваи /?н определяется по формуле
Ян = 0,5 ?,	(2>
91
где q__среднее значение сопротивления грунта прониканию на-
конечника зонда в t/az2, полученное из опыта на участке, распо-
ложенном в пределах id выше и 4d ниже отметки острия проек-
Рис. 40. График удельного сопротивления грунта погружению кону-
са q в кГ1см2 и общего сопротивления грунта по боковой поверхно-
сти QT в т
тируемой сваи (d — диаметр круглого или сторона квадратно-
го, или большая сторона прямоугольного сечения сваи в ж);
при 9>2000 т/м2 следует принимать /?н =4000 t/jw2.
Следует иметь в виду, что при определении среднего значе-
ния q по графику зондирования необходимо исключать резкие
пики значения иногда имеющиеся на графике зондирования
на коротких (менее 0,5 м) участках по глубине зондирования,
которые не отражают действительного сопротивления толщи
грунта погружению конуса.
Графики удельного сопротивления грунта погружению кону-
са q и общего сопротивления грунта по боковой поверхности QT
в зависимости от глубины строят в масштабе: по оси абсцисс —
1 cjw = 20 кГ)см2 удельного сопротивления и 1 cjw=0,5 т сопро-
тивления грунта по боковой поверхности, по оси ординат —
1 см=0,5 м глубины зондирования.
На рис. 40 показан пример оформления результатов статиче-
ского зондирования для определения нормативного сопротивле-
ния грунта под острием сваи. На графике на расчетном участке
среднее значение q составляет 65 кГ/см2. Таким образом, 7?н =
=0,5-65-10 = 325 ГМ2.
92
Нормативное сопротивление грунта по боковой поверхности
сваи составит
P6 = Qt-77
С/ 
(3)
где UCti—.периметр сваи в см\
U3— периметр трубы зонда, равный 11 см\
QT — общее сопротивление грунта по боковой поверхности
зонда до глубины заложения острия сваи в т.
Таким образом, по результатам статического зондирования
расчетное сопротивление сваи находим по формуле
P = km(o,5qF + (b	(4)
Институт Фундаментпроект уже несколько лет проводит па-
раллельно испытания свай статической нагрузкой и статическое
зондирование. Имеющиеся данные 73 таких параллельно прове-
денных испытаний позволяют оценить достоверность определения
несущей способности свай по результатам статического зондиро-
вания с использованием методики, рекомендованной СНиП
П-Б.5-67. Указанные 73 испытания были приведены на 11 пло-
щадках с песчаными и глинистыми грунтами. Среднее сопротив-
ление грунта прониканию наконечника зонда на расчетном уча-
стке 5d составляло: в песках — от 40 до 200 кГ1см2, в глинистых
грунтах — от 0 до 200 кГ1см2. Общее сопротивление грунта погру-
жению зонда до глубины заложения острия сваи составляло:
в песках — от 2,5 до 7 т, в глинистых грунтах — от 2 до 8,5 т. Ис-
пытывались сваи железобетонные, длиной от 2,5 до 12 м, квад-
ратного сечения 30X30 см (лишь в нескольких случаях были
сваи 35 x 35 см).
Расчетное сопротивление сваи, по данным статического зон-
дирования Р3> определялось по формуле (4). Расчетное сопро-
тивление сваи по данным испытаний статической нагрузкой Р
определялось при осадке сваи 8 мм (7ю осадки сооружений
5=8 см) с коэффициентом однородности 0,8.
На графике рис. 41 показаны результаты всех 73 определе-
ний Р3 и Рс. Как видно непосредственно из графика, во многих
случаях значения Р3 весьма близки к значениям Рс- Однако в
ряде случаев имеется довольно существенное расхождение, и
отношение	которое обозначим X, превышает 1,5.
•* с
Статистическая обработка данных 73 испытаний показыва-
ет, что среднее значение К составляет 0,99, т. е. «в среднем» по
73 испытаниям имеется почти полное совладение значений Р3 и
Рс Однако среднее квадратичное отклонение о = 0,28 и коэф-
фициент вариации v=0,29, что указывает на большой разброс
93
значений X в отдельных испытаниях, которое в 9 случаях было
равно 1,4 и более, а в 14 случаях равно 0,7 и менее, т. е. в 23
случаях (31,*5%) отклонение
более 30% (как в большую,
так и в меньшую сторону)
от значений расчетного соп-
ротивления сваи по испыта-
ниям статической нагрузкой.
Рис. 41. Результаты обработки ис-
пытаний свай и зондирования
Рис. 42. Результаты обработ-
ки данных по 11 площадкам
Приведенный анализ указывает на необходимость дальней-
шего уточнения рекомендаций СНиП П-Б.5-67 в части исполь-
зования статического зондирования для определения несущей
способности свай.
В связи с этим на площадках, где намечается применить
большое количество свай, рекомендуется проводить параллель-
ные испытания свай статической нагрузкой и статическое зонди-
рование и выводить региональный коэффициент для перехода от
результатов статического зондирования к несущей способности
сваи с последующим широким использованием этого коэффици-
ента для определения несущей способности сваи по результатам
зондирования.
Рассмотрение имеющихся результатов 73 испытаний позво-
ляет дать рекомендации, использование которых будет способ-
ствовать значительному повышению точности определения несу-
щей способности сваи по результатам зондирования.
Рассмотрим график, показанный на рис. 42, на котором на
оси абсцисс отложено сопротивление грунта погружению конуса
q, а по оси ординат величина Кс = —, на которую надо умно-
л
жить значение несущей способности сваи, определенной по ре-
зультатам зондирования, для полного совпадения ее с несущей
способностью сваи, определенной испытанием статической на-
грузкой.
94
На графике показаны 11 точек (римские цифры), построен-
ных для 11 площадок по средним для данных площадок значе-
ниям q и Кс (в скобках показано количество испытаний на каж-
дой площадке). Как видно из этого графика, величина коэффи-
циента Кс закономерно уменьшается с увеличением q. На гра-
фике выделены три зоны, в пределах которых можно принять
значения Кс постоянными:
q ..................................<60	60—120 120—200
Кс.................................1,2	1	0,8
Если воспользоваться указанными значениями Кс» то по
всем 11 площадкам получим следующие результаты определе-
ния несущей способности свай по данным зондирования
(табл. 4).
Таблица 4
Результаты определения несущей способности
свай по данным зондирования
№ пло- щадок (условный)	Коли- чество испы- таний	Значения					
		по СНиП П-Б.5-67			по СНиП П-Б.5-67 коэффициента		с учетом
		мини- мальные	средние	макси- -мальные	мини- мальные	средние	Г макси- мальные
I	7	0,68	0,87	1,24	0,81	0,87	1,24
11	8	0,82	1,08	1,52	0,82	1,08	1,21
III	5	0,58	0,69	0,88	0,70	0,83	1,05
IV	7	0,57	0,81	1,11	0,68	0,81	0,89
V	3	1,10	1,31	1,50	0,88	1,05	1,2
VI	3	0,88	1,01	1,22	0,88	1,01	1,22
VII	10	0,59	0,82	1,11	0,59	0,82	1,32
VIII	17	0,90	1,23	1,49	0,90	0,98	1,19
IX	7	0,60	0,76	1,06	0,72	0,76	1,27
	3	1,25	1,37	1,62	1,0	1,10	1,29
XI	3	0,73	0,98	1,11	0,88	0,98	1,11
Таким образом, введение коэффициента Кс в формулу
СНиП П-Б.5-67 для определения несущей способности свай по
данным статического зондирования значительно улучшает схо-
димость результатов с данными испытаний свай статической на-
грузкой. При этом ни по одной из 11 площадок среднее значение
— не превышает 1,10, что можно считать очень хорошим
^с
результатом и что позволяет использовать в практических рас-
четах указанные коэффициенты Кс для определения несущей
способности свай по данным статического зондирования.
95
В заключение следует привести некоторые данные о комп-
лексных испытаниях, разработанных и проводимых Фундамент-
проектом для проектирования свайных фундаментов. Для прове-
дения комплексных испытаний институт разработал, изготовил
Рис. 43. Самоходный копер
а — общий ВИД; б — конструкция
и применяет, помимо указанных ранее установок для испытания
свай, установок для статического зондирования и свай-штампов,
следующее оборудование: самоходный копер на пневматическом
ходу для забивки пробных свай и малый копер для забивки мо-
делей свай и свай-штампов.
Самоходный копер (рис. 43) изготовлен на базе буровой ус-
тановки АВБ-400. Копер может забивать сваи размером 30X
ХЗО см, длиной до 8 м. Для забивки используют дизель-молот
С-268 (вес ударной части 1,8 т) или паровоздушный молот оди-
96
ночного действия с весом ударной части 3,2 т. Копер забивает до
7 свай в смену.
Малый копер для забивки моделей свай и свай-штампов*
(рис. 44) изготовлен на базе автоприцепа. Копер оборудован
ударной бабой весом 600 кг, лебедкой и двигателем мощностыо
8 л. с. Копер может забивать модели свай до глубины 10 м.
Рис. 44. Общий вид малого копра для забивки моделей свай
/ — мачта; 2 — ударная баба; 3 — лебедка ручная грузоподъемностью
0.5 т
Модель сваи-штампа состоит из следующих основных частей:
а) конического наконечника диаметром по основанию 11,4 см с
углом при вершине 60°; б) внутренней трубы, к которой прива-
рен наконечник. Труба состоит из звеньев длиной 1—>2 м, соеди-
няемых на резьбе; в) наружной трубы внешним диаметром
11,4 см, внутри которой проходит труба с наконечником;
г) съемной головки, навинчивающейся на внутреннюю трубу
при испытании сопротивления острия.
С помощью указанного оборудования на площадках с пред-
полагаемым большим количеством свай можно проводить комп-
лексные изыскания, в состав которых входят:
1)	собственно инженерно-геологические изыскания с лабора-
торными определениями;
2)	статическое зондирование под каждое сооружение;
3)	забивка, добивка и испытания статической нагрузкой
97
пробных свай или свай-штампов, а также моделей свай-штам-
пов или моделей свай.
Статическое зондирование позволяет выявить характерные
зоны на площадке, где следует забить опытные сваи, а испыта-
ния свай статической нагрузкой дают возможность уточнить ме-
тод перехода от результатов статического зондирования к несу-
щей способности реальной сваи.
В связи с наличием большого количества точек зондирова-
ния можно использовать методы математической статистики для
определения коэффициента Кс, который вводится в дальней-
шие расчеты, и можно построить карту глубины залегания кров-
ли несущего слоя, что позволяет точно определить длину свай в
различных зонах площадки.
Как показало практическое применение комплексных изыс-
каний на нескольких площадках, при таких изысканиях умень-
шается количество дорогостоящих и длительных испытаний свай
пробными нагрузками и не снижается точность результатов ис-
следований.
Экспериментальные данные Фундаментпроекта свидетельст-
вуют о тесной корреляционной зависимости между несущей спо-
собностью реальной сваи и модели сваи, погруженной в грунт
на ту же глубину, что и реальная свая. В практике Фундамент-
проекта применяют модели свай диаметром 114 мм. Имеющиеся
пока не очень многочисленные данные параллельных испытаний
статической нагрузкой реальных свай и моделей свай позволяют
рекомендовать для определения несущей способности реальной
забивной сваи следующую зависимость:
Р = РМ^,	(4а)
где Рм — несущая способность модели сваи по данным ис-
пытаний статической нагрузкой;
^св» — соответственно периметр сваи и модели сваи.
Глава IV
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
В данной главе излагаются принципы проектирования свай-
ных фундаментов по всем основным разделам.
1.	Исходные данные для проектирования
Проектирование свайных фундаментов начинается с изуче-
ния проекта здания. В первую очередь необходимо выяснить
конструкции несущих элементов с точки зрения их расположе-
ния в осях здания и схемы передачи нагрузок на фундаменты.
В крупнопанельных зданиях важно изучить конструкцию сопря-
жения отдельных несущих элементов.
Материал стен первого этажа и подполья необходимо знать
с точки зрения прочности и восприятия реактивных сил от свай
и свайного ростверка.
Для центрирования осей свайных рядов следует определить
ось равнодействующей нагрузок, передающихся на фундамент.
Схемы и величины нагрузок должны быть найдены для каждого
несущего элемента.
Для проектирования отметок верха ростверка и голов свай
требуется знать отметки пола первого этажа, планировочные от-
метки поверхности в углах здания, отметки пола подполья,
местных заглубленных помещений и входов в лестничные клет-
ки. Кроме того, нужно определить места и отметки трубопрово-
дов, пересекающих свайный фундамент.
Для промышленных зданий дополнительно необходимо иметь
следующие данные:
а)	различные сочетания нагрузок от каждого типа колонн на
фундаменты, включая минимальные и максимальные моменты,
нормальную и поперечную силу;
б)	характеристики оборудования с динамическими нагрузка-
ми, технологические габариты фундаментов, а также каналов,
приямков и других заглублений, расположенных вблизи свай-
ных фундаментов колонн. Динамические характеристики обору-
дования следует оценить с точки зрения их возможного воздей-
99
ствия в процессе эксплуатации на свайные фундаменты под ко-
лонны;
в)	последовательность устройства фундаментов под обору-
дование и колонны, а также монтажа последних;
г)	данные о нагрузках на пол в складских зданиях, так как
в ряде случаев может оказаться целесообразным устройство от-
дельного свайного поля под склад, а при укладке грузов непо-
средственно на пол следует дополнительно учесть горизонталь-
ную составляющую от влияния груза на свайные кусты под ко-
лонны.
2.	Геология и гидрогеология
Проектирование любого фундамента здания невозможно без
материалов геологических и гидрогеологических изысканий. По-
этому до начала проектирования весьма важно внимательно
изучить отчет по изысканиям, который, как правило, должен со-
держать следующие основные материалы:
совмещенный план проектируемого здания со скважинами
или шурфами;
геологические колонки;
продольные и поперечные геологические профили;
таблицы лабораторных анализов грунтов;
данные зондирования и результаты динамических и статиче-
ских испытаний свай (если они выполнялись в период изыска-
ний);
данные об установившемся горизонте грунтовых вод и воз-
можных изменениях его в дальнейшем (в процессе эксплуата-
ции); особенно это важно при наличии вблизи здания водоема
или подземных выработок, из которых производятся или пред-
полагаются в дальнейшем систематические постоянные откачки
грунтовых вод;
данные о степени агрессивности грунтовых вод и природе ее
образования.
При наличии насыпей или отвалов в отчете по изысканиям
должны быть отражены данные, характеризующие их состав с
точки зрения наличия крупных включений (лом, чушки, деревян-
ные, бетонные и железобетонные обломки или другой строитель-
ный мусор).
На основе тщательного изучения материалов геологических
и гидрогеологических изысканий в первую очередь выбирают
тип фундамента. Если проектировщик убедится в том, что по
грунтовым условиям и с точки зрения технико-экономических
показателей целесообразно проектировать свайный фундамент
вместо обычного ленточного, то следует обратить особое внима-
ние на выбор несущего слоя, в который будут заглублены сваи,
и на его физико-механические характеристики.
100
Нужно также оценить характеристики прорезаемых сваями
прослойков, особенно их плотность и возможность прорезания
сваями.
Степень агрессивности грунтовых вод должна быть оценена
с учетом следующих факторов:
1)	если источником агрессивности являются выгребные ямы
и инфильтрация сточных вод вследствие отсутствия благоуст-
ройства, то можно предположить, что после возведения здания,
обеспечения нормального стока и нормального функционирова-
ния канализации агрессивность грунтовых вод в дальнейшем
будет исключена;
2)	если агрессивность грунтовых вод является результатом
инфильтрации производственных вод, то нужно тщательно изу-
чить химический состав этих вод и в случае отсутствия соответ-
ствующих мероприятий против данной агрессивности следует
отказаться от применения свайных фундаментов;
3)	если агрессивность грунтовых вод природная, обусловлен-
ная природным составом грунтовой среды, то в этом случае сле-
дует определить возможность защиты бетона свай применением
специальных цементов (сульфатостойких, шлакопортландцемен-
та и пр.). Если использование специальных бетонов не может
обеспечить надежной защиты от агрессивности, необходимо рас-
смотреть вопрос о возможности применения свайных фунда-
ментов.
При оценке степени агрессивности грунтовых вод по отноше-
нию к бетону и определении мероприятий по защите от агрессив-
ного воздействия следует пользоваться «Указаниями по проек-
тированию антикоррозионной защиты строительных конструк-
ций» (СН 262—67) и инструкцией по проектированию «Призна-
ки и нормы агрессивности воды-среды для железобетонных и
бетонных конструкций» (СН 249—63).
Указаниями СН 262—67 рекомендуются способы защиты же-
лезобетонных свай в зависимости от плотности бетона (табл. 5),
степени агрессивности воды-среды (слабой, средней и сильной)
и коэффициентов фильтрации грунтов, приведенные в табл. 6.
Таблица 5
Характеристика плотности бетона
Плотность бетона	Марка бетона по водонепроницаемости	Водоцементное отно- шение ВЩ для тя- желого бетона (не более)
Нормальная		В-4	0.6
Повышенная		В-6	0,55
Особая 		В-8	0,45
101
Т а б липа б
Рекомендуемые способы защиты железобетонных свай
от воздействия агрессивной воды-среды
Пределы норм агрессивности воды-среды по табл. 3 СН 262—67, соот- ветствующие бетону	Плотность бетона	Способы защиты при степени агрессивности					
		слабой		средней		СИЛЬНОЙ	
		в грунтах слабофильтрующих (7<ф<0,1 л/сутки) и сильнофильтрующих (/<^>0,1 м/сутки)					
		Кф<0,1	Кф>0,1	Кф«м	Кф>0.1	Кф<0.1	Кф>0.1
Нормальной плотности	Нормаль- ная	Защита раство- ром битума в бензине в три слоя	Защита эпоксидными покры- тиями или пропитка на глу- бину не <5 мм петролату- мом или битумом в откры- тых ваннах с постепенным подогревом		Не применять		
	Повышен- ная	Без защиты	Защита раствором битума в бензине в три слоя		Защита эпоксидными покрытиями или пропит- ка на глубину не <5 мм петролатумом или битумом в открытых ваннах с постепенным по- догревом		
	Особая	То же	Без защиты		Защита раствором битума в бензине в три слоя		Защита эпок- сидными смо- лами
Повышенной плотности	Повышен- ная	Защита раство- ром битума в бензине в три слоя	Защита эпоксидными покрытиями или пропитка на глубину не <5 мм петролатумом или би- тумом в открытых ваннах с постепенным по- догревом			Защита по особому проекту	
Продолжение табл, б
Пределы норм агрессивности воды-среды по табл. 3 СН 262—67, соот- ветствующие бетону	Плотность бетона	Способы защиты при степени агрессивности					
		слабой		средней		сильной	
		в грунтах слабофильтрующих (К^<0,1 м/сутки) и сильнофильтрующих (Кф>0,1 м/сутки)					
		Хф<°,1	^>0,! Ф	/С. < о-1 Ф	К. > 0,1 Ф	к. < 0,1 ф	К. >°,! Ф
Повышенной плотности	Особая	Без защиты	Защита- раствором битума в бензине в три слоя		Защита эпоксидными покрытиями		
Особой плотно- сти	То же	Защита раство- ром битума в бензине	Защита эпоксидными покрытиями			Защита по особому проекту	
Примечания: 1. При забивке в песчаные и гравелистые грунты, а также в глинистые грунты с большим количе-
ством включений вместо битумных покрытий можно применять эпоксидные покрытия, а также увеличивать сечения свай
на 50 мм с защитой их раствором битума в бензине.
2. Раствор битума в бензине может быть принят следующего состава:
для первого слоя:
битум марки БН-Ш................................25 вес. ч.
бензин.......................................75	>	»
для второго слоя:
битум марки БН-Ш................................50	вес.	ч.
бензин.......................................50	»	»
для третьего слоя:
битум марки БН-Ш................................75	вес.	ч.
бензин.......................................25	»	»
3. На основе эпоксидной смолы могут быть приняты следующие составы:
эпоксидная смола марок ЭД-5, ЭД-6 или ЭД-40 . 100 вес. ч.
полиэтиленполиамин ............................... 10	»	»
дибутилфтал ат..................................20	»	»
Эпоксидные покрытия наносятся за 3 раза: первый слой — без наполнителя; второй слой — с наполнителем (цемент) в
к- соотношении 1:1; третий слой — с наполнителем (строительный песок фракции 2,5—1,2 мм) в соотношении 1 :3 (смола,
8 песок).
Для обеспечения плотности бетона расход цемента рекомен-
дуется 250—450 кг/лЛ Марка бетона по водонепроницаемости
определяется по ГОСТ 4800—59.
При использовании битумных покрытий следует учитывать,
что имеются данные [44] о значительном снижении несущей
способности висячих свай, покрытых битумом, по сравнению со
сваями без покрытия.
Было испытано 13 железобетонных свай сечением 30x30 см,
покрытых битумом (средняя расчетная толщина битума, нане-
сенного в горячем состоянии, составляет 1,2 мм), погруженных
на 13,3—22,7 м в речные глинистые отложения.
Средние характеристики грунтов: граница текучести — 48,
граница раскатывания — 23, природная влажность — 33%, объ-
емный вес— 1,87 т/л/3, сопротивление сдвигу при лопастных ис-
пытаниях 3—6 т/м2. Сваи испытывались через 30—114 дней пос-
ле забивки.
—Н 500 Н-----------2100--------500 ре-
Рис. 45. Конструкция свайного фундамента под оборудование при
наличии блуждающих токов
Одновременно испытывалось шесть таких же свай без би-
тумного покрытия.
Как показали испытания, сопротивление грунта по боковой
поверхности покрытых битумом свай оказалось ниже на 30—
80% сопротивления грунта у свай без покрытия. Сопротивление
104
грунта у покрытых битумом свай значительно изменяется в за-
висимости от колебаний температуры воздуха и грунта.
Уменьшение сопротивления грунта у покрытых битумом свай
следует учитывать при проектировании висячих свай и можно с
успехом использовать для уменьшения отрицательного трения,
если по геологическим условиям оно может возникнуть.
При наличии в промышленных зданиях электрических уста-
новок, потребляющих в технологическом процессе постоянный
электрический ток, появляются блуждающие токи, т. е. токи
утечки, протекающие по земле, подземным и надземным конст-
рукциям. В результате этой утечки может появиться электро-
коррозия— один из видов электрохимической коррозии метал-
ла, вызываемой блуждающими токами. В этих случаях защита
железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой блужда-
ющими токами, устанавливается согласно «Инструкции по за-
щите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой
блуждающими токами» ( СН 65—67).
При наличии блуждающих токов Фундаментпроект применя-
ет конструкцию свайного фундамента под оборудование, исклю-
чающую связь арматуры свай и ростверка (рис. 45).
Особо тщательно необходимо рассматривать неустойчивые
площадки (сплывы, оползни и пр.) с точки зрения выбора типа
свай, а также возможности их применения вообще. В этих слу-
чаях проектировщики могут потребовать проведения дополни-
тельных и специальных изысканий.
3.	Выбор длины свай
Длина свай обусловливается следующими основными фак-
торами: положением несущего слоя грунта, в который будут за-
глублены сваи, и высотным положением ростверка, в который
заделываются сваи. Наиболее удобно длину свай выбирать по
продольным и поперечным геологическим профилям, совмещен-
ным с контурами проектируемого здания и вычерченным в еди-
ном масштабе по вертикали и горизонтали.
На профилях должны быть показаны линии отметок пола
первого этажа, планировочных отметок тротуара, отметок пола
технического подполья (если оно имеется), подошвы и верха
ростверка, голов свай (до и после срубки) и нижних концов
проектируемых свай. Наличие чередующихся плотных или сла-
бых слоев грунта разной мощности может создать затруднения
при выборе отметки нижних концов свай.
При выборе длины свай рекомендуется придерживаться сле-
дующих основных положений.
1.	Насыпные грунты, торфы и оторфованные грунты, а также
разновидности слабых грунтов (илы и илистые отложения, связ-
ные грунты, находящиеся в текучем или текуче-пластичном со-
стоянии, рыхлые пески и др.) должны быть прорезаны сваями,
105
заглубляемыми, как правило, в плотные грунты. Только в тех
случаях, когда толщина слоя слабых грунтов настолько боль-
шая, что не представляется возможным прорезать их даже
длинными сваями, можно оставить нижние концы свай в слабых
грунтах, считая, что сваи способны воспринимать нагрузку
главным образом сопротивлением грунта по боковой поверх-
ности.
2.	При встрече по длине проектируемых свай плотных глини-
стых или песчаных прослойков, ниже которых залегают более
слабые грунтовые разности (илы, погребенные торфы, связные
грунты, находящиеся в текучем и текуче-пластичном состоя-
нии), нижние концы свай должны проектироваться из расчета
прорезания слабых грунтов и заглубления в плотные грунты.
3.	При залегании ниже поверхности грунта слабых водона-
сыщенных грунтов, ниже которых находятся скальные породы,
гравелистые или крупные пески, а также коренные глины, реко-
мендуется проектировать сваи, прорезающие всю толщу слабых
грунтов.
4.	Наличие на глубине менее 2,5 м скальных и крупнообло-
мочных грунтов большой мощности предопределяет нецелесооб-
разность применения свайных фундаментов и замену их столб-
чатыми или ступенчатыми на естественном основании.
5.	При резком колебании кровли несущего слоя в пределах
контура проектируемого здания необходимо проектировать две
или даже три длины свай.
6.	При наличии в пределах контура проектируемого здания
близко к поверхности разнородных грунтов (сжимаемых и
скальных или крупнообломочных) целесообразно проектиро-
вать фундаменты двух типов: в пределах сжимаемой толщи
грунтов — свайные фундаменты, а в остальной части — столбча-
тые или ленточные с опиранием их на скалу или крупнообломоч-
ные грунты. Части здания на разных фундаментах отделяются
осадочными швами.
7.	При проектировании в пределах контура здания местных
заглубленных помещений длина свай, примыкающих к послед-
ним, должна назначаться с учетом возможного оголения их
верхней части, а также влияния горизонтальной нагрузки от
давления грунта.
в. При планировке площадки подсыпкой длина свай, погру-
жаемых до планировки, намечается с учетом выступающей ча-
сти над существующей поверхностью грунта.
4.	Выбор сечения свай
В главе II указана область применения различных конструк-
ций свай в зависимости от грунтовых условий. Вопрос о сечении
свай должен решаться с учетом выбранной длины, характери-
106
стики прорезаемых грунтов, грунтов, залегающих ниже концов
свай, и передаваемой на них нагрузки.
Связь сечения с длиной забивной сваи определена типовыми
конструкциями свай. Для ряда длин свай предусмотрены два
сечения. Большее сечение по грунтовым условиям может быть
принято для свай, нижние концы которых опираются на грунты
средней плотности и слабые, а также при большой мощности
слабых грунтов в целях увеличения боковой поверхности. Мень-
шее из двух сечений принимается при передаче на сваи малых
(конструктивных) нагрузок независимо от характеристики грун-
тов и при наличии под нижними концами свай скальных и круп-
нообломочных грунтов, а также гравелистых, крупных песков,
плотных песков средней крупности и коренных глин.
При проектировании длинных железобетонных свай боль-
ших сечений, прорезающих слабые грунты большой мощности,
должно быть учтено отношение длины к стороне сваи, т. е. отно-
шение —< 50 (где I — длина сваи, a d — сторона квадрат-
d
ного сечения или диаметр круглой сваи).
В отдельных случаях возникает необходимость применения
свай увеличенных сечений при небольшой длине. Такое решение
может быть оправдано, например, наличием больших сосредо-
точенных нагрузок от колонн и плотных грунтов под нижними
концами свай, при этом количество свай и размеры ростверка
можно значительно уменьшить.
5.	Свайные фундаменты в районах залегания
насыпей и торфов
Массовое строительство жилых массивов .и целых городов
вызывает необходимость сплошной застройки. В связи с этим в
пределах застраиваемых площадей довольно часто встречаются
участки, покрытые насыпью, а также с залеганием торфов.
До последнего времени, избегая применения различных ис-
кусственных фундаментов, в частности свайных, насыпные грун-
ты зачастую использовали в качестве естественных оснований с
применением ленточных или плитных фундаментов с усиленной
надземной конструкцией либо, удаляя насыпь, устраивали глу-
бокие фундаменты, основанные на грунтах, залегающих под
насыпью.
В литературе, а также нормативных документах указывает-
ся, что использование насыпей в качестве естественных основа-
ний более выгодно, чем применение свайных фундаментов. Рас-
смотрим, насколько это справедливо.
Насыпи подразделяются на три основные группы:
а)	планомерно возведенные насыпи — насы.пи железных и
шоссейных дорог, дамбы, плотины и насыпи, проектируемые для
планировки территории до заранее заданных высотных отметок.
107
Такие искусственные насыпи должны быть сложены практиче-
ски однородными плотными грунтами и, следовательно, должны
обладать равномерной сжимаемостью;
б)	отвалы грунтов и отходов производства, образованные от-
сыпкой из котлованов, карьеров, подземных выработок или от-
ходов промышленного производства — шлаков, золы и т. п. Та-
кие насыпи при хорошем качестве их отсыпки могут иметь одно-
родное сложение, однако вследствие разного состава их плот-
ность бывает различной даже при одинаковом методе уплот-
нения;
в)	свалки грунтов, отходов производств и бытовых отбросов,
образованные отсылкой разнородной по составу и плотности
массы, неоднородные по сжимаемости даже на сравнительно
небольших участках.
Вопрос о возможности использования насыпи в качестве ес-
тественных оснований с применением ленточных или ступенча-
тых фундаментов решается в зависимости от вида насыпи и воз-
раста. Планомерно возведенные насыпи считаются слежавши-
мися при возрасте от 0,5 до 8 лет, отвалы грунтов и отходов .про-
изводства — при возрасте от 2 до 8 лет, а свалки грунтов — при
возрасте от 5 до 30 лет.
После выяснения специальными изысканиями (преимущест-
венно шурфами) состава, мощности, возраста и плотности насы-
пи «Временными техническими указаниями .по проектированию
оснований, сложенных насыпными грунтами» рекомендуется
произвести подготовку основания путем уплотнения насыпных
грунтов тяжелыми трамбовками, устройства подушек, гидровиб-
роуплотнения или глубинного уплотнения песчаными сваями.
При линзовом расположении органических примесей в свал-
ках грунтов устройство фундаментов на естественном основании
не допускается. В этом случае рекомендуется заменять насыпь
грунтовыми подушками или прорезать ее глубокими фундамен-
тами. Кроме уплотнения грунтов основания предусматривают
конструктивные мероприятия, относящиеся главным образом к
каменным зданиям. Возведение крупнопанельных зданий на от-
валах и свалках грунтов не допускается.
Конструктивные мероприятия в каменных зданиях, предназ-
наченных для строительства на насыпных грунтах, сводятся в ос-
новном к следующему:
1)	здание разделяют осадочными швами, расположенными в
местах резкого изменения толщины насыпного слоя, значитель-
ного изменения высоты здания и передаваемых на фундаменты
нагрузок; расстояние между осадочными швами принимается
30—60 м\
2)	устраивают железобетонные пояса из бетона (марки не
ниже 100) толщиной 15 еле и более и шириной не менее 0,6 тол-
щины стены с сечением арматуры 6—12 см2. Допускается заме-
108
на железобетонных поясов армированными швами (прокладка
арматуры в утолщенном шве 3—4 см);
3)	в кирпичных зданиях, возводимых на свалках и отходах
производств, требуется устройство двух железобетонных поясов
в фундаментах (в верхней и нижней частях) и поэтажных поя-
сов в стенах; таким образом, в 5-этажном доме должны устраи-
ваться шесть железобетонных поясов;
4)	увеличивают площадь опирания фундаментов исходя из
расчетного сопротивления грунта под подошвой фундаментов
при насыпи, представленной отвалами и свалками, в пределах
1—1,8 кГ/см2.
Сравнивая устройство ленточных фундаментов, основанных
на насыпных грунтах с применением различных способов уплот-
нения и усилением надземных конструкций железобетонными
поясами, с устройством свайных фундаментов из свай, прореза-
ющих всю толщу насыпи и заглубляемых в плотные грунты,
можно отметить, что общий расход бетона на устройство желе-
зобетонных поясов составляет V=0,27 ж3 на 1 пог. м. На лен-
точный железобетонный фундамент каменных зданий типа
I-447C даже без развитой опорной площади при глубине зало-
жения 1,8 ж, толщине стеновых блоков 0,58 м и опорной фунда-
ментной плите шириной 1 м расход бетона составляет 1,34 ж3 на
1 пог. м. Таким образом, общий расход бетона на 1 пог. м зда-
ния составляет 1,6 м3. Расход арматуры на 1 пог. м с учетом
железобетонных поясов равен 35,5 кг.
При овайных фундаментах, принимая сваи длиной 6 м и се-
чением 30x30 см, с расположением их через 1,5 м, с ростверком
сечением 40X40 см, расход бетона на 1 пог. м составит 0,52 м3.
Расход арматуры на ненапряженные сваи сечением 30X30 см и
длиной 6 м равен 30 кг на 1 пог. м здания, а на напряженно ар-
мированные сваи с продольной арматурой из высокопрочной
проволоки — 16,4 кг на 1 пог. м. Расход арматуры на 1 пог. м
ростверка 12 кг (табл. 7).
Таблица 7
Сравнительные данные по расходу бетона
и арматуры для различных типов фундаментов
Расход материалов на 1 пог. м здания
Тип фундамента
бетона в м*
арматуры в кг
Ленточный ........................
Свайный...........................
0,52
35,5
42 (28,4)
Примечание. В скобках указан расход арматуры при использовании
свай с продольной арматурой из высокопрочной проволоки.
109
В табл. 7 не учтены материалы на устройство дополнитель-
ных стенок в местах осадочных швов при ленточных фунда-
ментах.
Из приведенных сравнительных данных видно, что с точки
зрения расхода бетона нецелесообразно применять ленточные
фундаменты на насыпных грунтах по сравнению со свайными.
Следует также учитывать существенные качественные преиму-
щества свайных фундаментов, обеспечивающих минимальные
неравномерные осадки, в то время как при ленточных фунда-
ментах на насыпных грунтах можно ожидать большие неравно-
мерные осадки вследствие неодинаковой плотности насыпи, раз-
личной ее мощности и разного состава. Необходимо отметить
многодельность работ при устройстве ленточных фундаментов
(уплотнение грунтов, бетонирование монолитных фундаментов и
поэтажных поясов, создание осадочных щвов), а также эксплу-
атационные работы по наблюдению за осадками и ремонту в
случае обнаружения деформаций.
Учитывая все вышеизложенное, следует признать, что на пло-
щадках с насыпными грунтами, в составе которых нет твердых
включений (металлический лом, срубы, бетонные камни и др.),
наиболее правильным решением является применение свайных
фундаментов со сваями, прорезающими всю толщу насыпи и
заглубленными в грунты, залегающие ниже подошвы насыпи.
При наличии в верхней части насыпи включений, не позволяю-
щих забивать сваи, рекомендуется удалить ее, верхнюю часть
засыпать грунтом, а затем погружать сваи. В таких случаях
можно применять сваи, погруженные в заранее пробуренные
скважины с последующим заполнением зазоров между скважи-
ной и сваей цементным раствором.
Тип фундамента в каждом конкретном случае необходимо
выбирать на основе технико-экономических сравнений возмож-
ных вариантов с учетом указанных технических преимуществ
свайных фундаментов.
Не допускается устройство фундаментов, основанных на тор-
фяных грунтах, залегающих непосредственно с поверхности.
В таких случаях торф прорезается глубокими фундаментами
или сваями. Поскольку при наличии торфа, как правило, имеет-
ся высокий горизонт грунтовых вод, сооружение глубоких фун-
даментов сопряжено с необходимостью искусственного пониже-
ния уровня воды иглофильтрами или водопонижающими сква-
жинами. Во избежание многодельных трудоемких работ, связан-
ных с устройством фундаментов на естественном основании при
наличии торфов, следует применять свайные фундаменты.
Встречаются случаи залегания погребенного торфа, прикры-
того сравнительно плотными .песками или суглинками. При этом
не допускается, чтобы нижние концы свай оказались выше кров-
ли торфа, даже если слой, прикрывающий торф, является отно-
110
сительно мощным. При всех условиях торф должен быть проре-
зан сваями. Если невозможно изготовить и погрузить квадрат-
ную сваю необходимой длины, следует применить трубчатую
двухзвеньевую сваю, а при малой толщине слоя торфа — набив-
ные сваи с оставлением в грунте железобетонной или «в крайнем
случае стальной трубы.
6.	Определение несущей способности свай
Под несущей способностью сваи следует понимать расчетное
сопротивление сваи. В зависимости от характеристики грунтов,
залегающих под нижними концами свай, сваи подразделяют на
висячие и сваи-стойки.
К висячим относятся сваи, погружаемые в различные сжима-
емые грунты и опирающиеся нижними концами также на сжи-
маемые грунты. Если под острием свай залегают сильносжимае-
мые слабые грунты, то несущая способность свай определяется
в основном сопротивлением грунта по боковой поверхности сваи
и в незначительной степени сопротивлением грунта под ее ост-
рием. Если под нижними концами залегают плотные малосжи-
маемые грунты, то несущая способность свай в основном опре-
деляется сопротивлением грунта под острием сваи и в какой-то
степени по ее боковой поверхности.
К сваям-стойкам относятся сваи, под нижними концами ко-
торых залегают скальные и крупнообломочные практически не-
сжимаемые грунты. Несущая способность свай-стоек определя-
ется полностью сопротивлением грунта под острием. Сопротив-
ление грунта по боковой поверхности не учитывается, так как
оно может быть только при таких осадках, которые практически
отсутствуют в сваях-стойках, опирающихся на скальные несжи-
маемые грунты. Несущая способность свай-стоек обусловлива-
ется также прочностью материала свай.
Согласно СНиП П-Б.5-67 сваи рассчитываются по первому
предельному состоянию (по несущей способности), второму пре-
дельному состоянию (по деформациям) и по третьему предель-
ному состоянию (по трещиностойкости).
Расчет свай по первому предельному состоянию
(по несущей способности) можно производить двумя способами:
а) теоретически по условию сопротивления грунта основания
сваи (или иногда сопротивления материала сваи);
•б) по данным полевых исследований (динамических испыта-
ний, испытаний статической нагрузкой, статического зондирова-
ния).
Расчет свай по условию сопротивления
грунта основания
Несущая способность висячей сваи, работающей на осевую
сжимающую нагрузку, определяется как сумма расчетных соп-
111
ротивлений грунтов под нижним концом сваи и по ее боковой
поверхности то формуле СНиП П-Б.5-67
P = ktn (&F + USj* lf),
(5)
где k — коэффициент однородности грунта, принимаемый
равным 0,7;
т—'коэффициент условий работы; т=1;
F — площадь поперечного сечения сваи брутто в м2 для
свай с закрытым и открытым нижним концом;
/?н — нормативное сопротивление грунта под нижним кон-
цом забивных свай в т/л/2, определяемое по табл. ГО;
/н—нормативное сопротивление грунта по боковой по-
верхности забивных свай в т/ж2, определяемое по
табл. 11;
U — периметр поперечного сечения сваи в м\
It—толщина /-го слоя грунта, примыкающего к боковой
поверхности сваи, в м.
Формула (5) применима при забивных квадратных сваях
сплошного сечения и с круглой полостью, прямоугольных и полых
круглых сваях диаметром до 0,8 м, набивных сваях, изготовля-
емых с предварительной забивкой инвентарной обсадной трубы
с башмаком (частотрамбованные сваи и сваи типа Франки).
Если способ погружения свай отличается от забивки, значе-
ния нормативных сопротивлений R' и f1' берутся с поправоч-
ным коэффициентом тп согласно табл. 8.
Значения RH и /н для глинистых грунтов приведены в за-
висимости от консистенции.
Показатель консистенции определяется по формуле
w—wp
п
где W—естественная влажность (весовая) в %;
Wp — влажность на границе раскатывания в %;
Wn — число пластичности в % (разность между влажностя-
ми на границе текучести и на границе раскатыва-
ния).
Все значения!^, 1Гр и И7П получают путем лабораторных
анализов образцов, отобранных в процессе бурения.
Для некоторых разновидностей глинистых грунтов (особен-
но структурных) коэффициент консистенции В, определенный
лабораторным путем, может быть искажен. Например, коэффи-
циент консистенции В юрских глин может оказаться равным 1, а
это свидетельствует о том, что глины находятся в текучем со-
112
стоянии, тогда как эти глины в естественном залегании находят-
ся в твердом или полутвердом состоянии.
Таблица 8
Значения поправочных коэффициентов тп
Способы погружения свай
Поправочные коэффициенты
тп, учитываемые при опре-
делении сопротивления грун-
тов основания
под нижними
концами свай
по боковой
поверхности
Погружение забивкой в предварительно пробу-
ренные скважины (лидеры) с заглублением концов
свай не менее 1 м ниже забоя скважины при ее
диаметре:
равном стороне квадратной сваи . . .
меньшем стороны сваи на 50 мм . . .
Погружение с подмывом в песчаные грунты при
условии добивки сваи на последнем метре погру-
жения без применения подмыва..................
Вибропогружение в грунты:
пески водонасыщенные, средней плотности:
крупные и средней крупности . . .
мелкие..................................
пылеватые..........................
глинистые с консистенцией В=0,5:
супеси ..............................
суглинки ............................
глины................................
глинистые с консистенцией В<0 ....
Погружение молотами любой конструкции полых
свай с открытым нижним концом при диаметре по-
лости сваи:
менее 40 см...................................
более 40 » .............................
Погружение любым способом полых круглых
свай на глубину 10 ж и более с последующим
устройством в нижнем конце сваи камуфлетного
уширения в песчаных грунтах средней плотности
и в глинистых грунтах консистенции В <0,5 при
диаметре уширения:
1 м (независимо от указанных видов грун-
тов) ...................................
1,5 м в песках, супесях.................
1,5 м в суглинках и глинах ......
0,5
0,6
0,9
1,2
1,1
1
0,9
0,8
0,7
1
0,9
0,8
0,7
1
1
1
0,9
0,9
0,9
1
В этом случае данные о консистенции глинистых грунтов,
вероятно, можно получить путем погружения конуса в ненару-
шенный образец грунта. При этом коэффициент консистенции В
можно определить по балансирному конусу в соответствии с
ГОСТ 5184—64 (табл. 9).
из
Таблица О
Показатели консистенции в зависимости
от глубины погружения конуса
Глубина погружения конуса
в образец грунта в мм
Консистенция
Показатель консистенции
h<2
2</г<4
4<Л<6
6 <h<8
8ч</г<10
h> 10
Твердая
Полутвердая
Туго-пластичная
Мягко-пластичная
Текуче-пластичная
Текучая
В<0
0<В<0,25
0,25<В<0,5
0,5<Вх<0,75
0,75<В<1
В>\
Значения нормативных сопротивлений /?н и /н для песча-
ных грунтов приведены применительно к грунтам средней плот-
ности в зависимости от механического состава, а для плотных,
песков указанные значения увеличиваются на 30%.
Известно, что плотность песков может быть определена толь-
ко по образцам ненарушенной структуры. Вместе с тем отбор-
таких образцов из скважин не представляется возможным, а ме-
ханический состав песков не всегда определяет их плотность.
Нормативные сопротивления /?н в т/лс2
для песчаных и глинистых грунтов
Таблица 10*
забивки юверхности м	Песчаные грунты средней плотности						
	гравелис- тые	крупные	—	средние	мелкие	пылеватые	—
							
			Глинистые с консистенцией В				
5 0 СП							
S ° н Рая							
СП >» Ч а сх	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
См и и							
3	750	650	300	290	180	120	60
	700	400		200	120	100	
4	830	660	380	300	190	125	70
		510		250	160		
5	880	670	400	310	200	130	80
		620		280			
7	970	690	430	330	220	140	85
10	1050	730	500	350	240	150	90
15	1170	750	560	400	280	160	100
20	1260	820	620	450	310	170	по
25	1340	880	680	500	340	180	120
30	1420	940	740	550	370	190	130
35	1500	1000	800	600	400	200	140
Примечание. Значения /?н в числителе относятся к пескам, в знаме-
нателе — к глинам.
114
Так, например, можно встретить пески крупные и средней круп-
ности, не относящиеся к плотным, и, наоборот, пески мелкие,
являющиеся плотными. Уточнить плотность песков можно по
данным статического или динамического зондирования.
Если показатель консистенции В больше 0,6 (табл. 10), то
нормативные сопротивления /?н не нормируются, а сопротивле-
ние грунта под нижними концами свай следует принимать по
данным геологических изысканий и результатам испытаний свай
статической нагрузкой, проведенных непосредственно на данной
площадке, либо по имеющимся материалам других площадок с
аналогичными грунтами.
К грунтам, не предусмотренным табл. 10, также относятся:
пески рыхлые; глинистые грунты текучей консистенции или с ко-
эффициентом пористости: супеси 8=0,7, суглинки е=1 и глины
8=1,1; илы; заторфованные грунты и торфы; насыпные и искус-
ственно намытые грунты.
Глубину расположения острия сваи и глубину расположения
середины слоя грунта при планировке территории срезкой, под-
сыпкой, намывом до 3 м следует принимать от отметки природ-
ного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве более 3 м — от
условной отметки, расположенной на 3 м выше уровня срезки
или на 3 м выше отметки природного рельефа в случае подсып-
ки или намыва.
Для промежуточных глубин забивки и промежуточных зна-
чений консистенции В величины /?н и /н следует определять
интерполяцией.
Значения нормативных сопротивлений /?я можно использо-
вать в том случае, если свая заглублена в неразмываемый ине-
срезаемый грунт не менее 2,5 м.
При определении нормативных сопротивлений грунтов по бо-
ковой поверхности свай пласты грунтов расчленяются на одно-
родные слои толщиной не более 2 м. Если в пределах длины сваи
имеются напластования торфа мощностью более 30 см и воз-
можна планировка территории подсыпкой или иная загрузка
территории, эквивалентная подсыпке, то принимаются следую-
щие значения сопротивления грунта, расположенного выше по-
дошвы наинизшего (в пределах глубины забивки свай) слоя
торфа:
а)	при подсыпках до 2 м: для грунтовой подсыпки и торфа—
равные нулю, а для минеральных пластов естественного грун-
та — по табл. 11;
б)	при подсыпках от 2 до 5 м: для грунтов, включая подсып-
ку,— равные 0,4 от значений, указанных в табл. И, взятых со
знаком минус, а для торфа — минус 0,5 т/м2;
в)	при подсыпках более 5 м: для грунтов, включая подсып-
ку,—равные значениям, указанным в табл. И, взятым со зна-
ком минус, а для торфа — минус 0,5 т/м2.
115
Таблица 11
Нормативные сопротивления fH в т!м2
для песчаных и глинистых грунтов
Глубина рас- положения середины несущего слоя грунта от поверх- ности в м	g	—	-	-	-	—		 —	 Песчаные грунты средней плотности (для свай, забитых без подмыва)					
	крупные и средние	мелкие	пылеватые	—	—	—
	Глинистые с консистенцией В					
	<0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
1 2 3 4 5 7 10 15 20 25 30 35	3,5 4,2 4,8 5,3 5,6 6 6,5 7,2 7,9 8,6 9,3 10	2,3 3 3,5 3,8 4 4,3 4,6 5,1 5,6 6,1 6,6 7	1.5 2 2,5 2,7 2,9 3,2 3,4 3,8 4,1 4,4 4,7 5	1,2 1,7 2 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6	0,5 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,4 1,6 1.8 . 2 2,2	0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1 1,2
Сопротивление по боковой поверхности свай в слабых грун-
тах, подвергающихся обжатию, в которых возможно появление
негативного трения, можно охарактеризовать следующим об-
разом.
Под негативным подразумевается трение, возникающее на
свае, когда поверхность грунта, примыкающего к свайному фун-
даменту, оседает настолько, что происходит дополнительное
пригружение свай, т. е. грунт как бы повисает на сваях. Такое
явление можно ожидать при наличии двух факторов:
а)	когда прорезаемые сваями грунты обладают слабой не-
сущей способностью (илы, рыхлые насыпи, торфы, рыхлые пески
и др.) и могут оседать почти без пригрузки, «повисая» на сваях,
если они опираются на практически несжимаемые грунты;
б)	когда поверхность грунта, примыкающего к свайным фун-
даментам, пригружена дополнительным грузом, например, под-
сыпка территории при планировке, укладка складских грузов,
возведение примыкающего к свайным фундаментам здания на
фундаментах, осадки которых могут превысить допускаемые
для обоих смежных зданий.
В СНиП П-Б.5-67 даются только величины негативного со-
противления грунтов (трения) по боковой поверхности, которые
должны быть приняты при наличии напластования торфа мощ-
ностью более 30 см.
При наличии грунтов, перечисленных в пункте «а» (кроме
торфа), и пригрузки (пункт «б») величины негативного трения
116
в СНиП П-Б.5-67 не приводятся. Поэтому если в практике воз
никают такие вопросы, то их следует решать на основании ис-
пытаний по специальной программе.
Если при прорезании сваями встречаются торфяные прослой-
ки, а дополнительные пригрузки территории отсутствуют, следу-
ет учитывать мощность торфа и залегающего над ним слоя естест-
венного грунта и условия залегания торфа. Если торф залегает
непосредственно от поверхности земли или на глубине и при-
крыт естественным грунтом, то сопротивление грунтов по боко-
вой поверхности в пределах слоя торфа принимается равным
нулю, а в пределах грунтов, залегающих над торфом, — по
табл. 11 со знаком минус.
Сопротивление грунтов по боковой поверхности в пределах
насыпи может быть определено только на основании экспери-
ментальных работ по изучению состава насыпи. Особое внима-
ние следует уделить выяснению характера твердых включений в
насыпи, которые могут препятствовать погружению свай.
В тех случаях, когда гидрогеологические условия площадки
в процессе строительства или эксплуатации могут претерпевать
изменения (повышение горизонта грунтовых вод в связи с ин-
фильтрацией вследствие подпора воды при устройстве водохра-
нилищ или понижение осушением проходками или при наличии
подземных выработок — дренажем), показатель консистенции
для случая возможного повышения влажности необходимо при-
нимать на основании пределов пластичности, определенных в-
лаборатории для искусственно увлажненных образцов грунта.
При выборе значений В для глинистых грунтов очень важно
при определении состояния грунта учитывать кроме пределов
пластичности также другие физико-механические характеристи-
ки: объемный вес, пористость, влажность, процент органических
веществ, угол внутреннего трения и удельное сцепление.
При выборе расчетного показателя консистенции следует
весьма тщательно изучить геологические условия, в частности
толщину несущего слоя, величина которого должна быть не ме-
нее 1 м. Если нижележащий слой грунта обладает слабой несу-
щей способностью, то лучше удлинить сваю и, прорезав этот
слой, заглубиться в более плотные грунты.
Несущая способность сваи-стойки, работающей на верти-
кальную сжимающую нагрузку и опирающейся нижним концом
на скальные и крупнообломочные грунты, определяется как для
центрально сжатого элемента (без учета продольного изгиба)
по формуле
P = kmRnF.	(6>
Обозначения £, т, 7?н, F приведены в формуле (5).
Величина 7?н принимается равной 2000 т!м2. По этой же фор-
муле (6) свая проверяется по материалу, при этом 7?н принима-
ется по СНиП П-В. 1-62.
117"
Из двух значений, вычисленных по формуле (6) для скаль-
ных грунтов и для материала свай (железобетон), берется мень-
шая величина несущей способности Р.
Методы определения несущей способности набивных свай,
свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта, и винтовых свай
приводятся в СНиП П-Б.5-67. Несущая способность указанных
свай в песчаных грунтах определяется с использованием норма-
тивного угла внутреннего трения песков. Но поскольку практи-
чески невозможно отбирать образцы песка с ненарушенной
структурой для лабораторных определений <рн, остается неяс-
ным, какие значения следует принимать при реальных рас-
четах.
Мы рекомендуем использовать статическое или динамиче-
ское зондирование для определения <рн песков, залегающих вы-
ше уровня грунтовых вод (табл. 12).
Таблица 12
Определение нормативного угла внутреннего трения
по результатам статического и динамического
зондирования
Число ударов Wnpi1B на 10 см погружения при динамическом зондировании кону- сом (тип УБП-15)	Число ударов W на 30 см погружения при стандартных ис- пытаниях на пенет- рацию пробоотбор- ником	Сопротивление грунта погружению конуса q в кГ/см2 при стати- ческом зондировании	Нормативный угол внутреннего трения <jpH в град
5	10	40	30
8	16	70	32
12	22	120	34
20	30	200	36
30	40	300	38
При определении несущей способности винтовой сваи по
данным статического зондирования следует пользоваться фор-
мулами (15) и (16) СНиП П-Б.5-67, непосредственно связыва-
ющими несущую способность сваи и сопротивление грунта про-
никанию наконечника при статическом зондировании.
Расчет свай по данным полевых исследований
Определение несущей способности свай по результатам ди-
намических испытаний. Для определения несущей способности
свай по результатам испытания пробных свай динамической на-
грузкой используется известная формула проф. Н. М. Герсева-
нова. Эта формула может быть применена для решения двух
задач: определения проектного отказа и расчетного сопротивле-
ния сваи.
Задавшись сечением сваи, характеристикой молота одиноч-
ного действия и высотой его подъема, можно найти проектный
отказ по формуле
118
Q + 0,2g
' Q + g
(7)
km
Несущую способность сваи по результатам динамических ис-
пытаний пробных свай можно определить по формуле
nF
Р = кт -тг
QH
е
(8)
В формулах (7) и (8) приняты следующие условные обозна-
чения:
Р — расчетное сопротивление сваи в г;
k — коэффициент однородности грунта, принимаемый рав-
ным 0,7;
т — коэффициент условий работы, равный 1;
F — площадь поперечного сечения сваи (нетто) в м2\
Q — вес ударной ча-сти молота подвесного или одиночного
действия в т;
g — вес сваи и наголовника в т (для дизель-молотов плюс
вес стационарной части молота);
Н — расчетная высота падения ударной части молота в см;
е — фактический отказ (погружение сваи от одного уда-
ра) в см\
п — коэффициент, зависящий от материала сваи и способа
забивки (для железобетонных свай при забивке с на-
головником принимается равным 150 т!м2).
При использовании штанговых дизель-молотов произведение
QH в формулах (7) и (8) заменяется энергией удара молота
(табл. 13).
Таблица 13
Значения энергии ударов молотов
Марка дизель-молота	Вес ударной части молота в т	Энергия удара Э в тем
С-222А	1,25	113
С-268А	1,8	147
С-330	2,5	195
Значения Э даны по заводским испытаниям при средней вы-
соте падения ударной части молота.
При использовании трубчатых дизель-молотов расчетная
энергия будет значительно выше. Ориентировочные характери-
стики и сравнительные данные трубчатых и штанговых дизель-
молотов приведены ниже.
Проектный отказ рекомендуется определять по формуле (7)
главным образом в тех случаях, когда на площадке под нижни-
ми концами свай залегают сравнительно однородные песчаные
119
грунты. Если же по глубине и в плане залегают неоднородные
по плотности грунты, необходимо в различных точках произво-
дить динамические испытания свай. Полученные результаты ди-
намических испытаний свай используются для оценки степени
неоднородности грунтов и обоснования выбора длины свай, а
также для определения расчетного сопротивления свай, если
под нижними их концами находятся песчаные грунты. Много-
численные данные отечественных и зарубежных исследователей
свидетельствуют о ненадежности использования динамического
метода для определения несущей способности свай в глинистых
грунтах.
Совершенно недостоверные результаты получаются при оп-
ределении несущей способности сваи по результатам забивки ее
дизель-молотом с использованием в формуле (8) энергии удара
дизель-молота, рекомендуемой справочниками и руководствами.
Так, в 48 случаях из 73 упомянутых выше (стр. 93) испытаний
свай статической нагрузкой производили также динамические
испытания свай. Во всех 48 случаях несущая способность сваи,
определенная по динамической формуле, была значительно ни-
же, чем по данным статических испытаний, причем для свай,
забитых в пески, ниже в 2—3 раза, а в глинистые грунты и мел-
кие пески — в 2—5 раз.
Следует отметить, что весьма низкая достоверность резуль-
татов, получаемых по динамическим формулам при использова-
нии данных забивки свай дизель-молотами, является одной из
причин ограниченного применения дизель-молотов в США.
В связи с этим были проведены обширные исследования с при-
менением паровоздушных и трубчатых дизель-молотов для оп-
ределения энергии удара молотов и факторов, обусловливаю-
щих‘зависимость несущей способности сваи от энергии удара.
Этими исследованиями, обработка результатов которых еще не
закончена, установлено, что величина энергии, передаваемой от
молота к свае, в исключительно большой степени зависит от
конструкции наголовника и прокладок, причем в процессе за-
бивки с обжатием прокладки величина передаваемой энергии
значительно изменяется. Фактическая энергия, передаваемая
молотом свае, составляла от 19 до 78% паспортной мощности
оборудования и в среднем во всех испытаниях была мень-
ше 50% [43].
Эти данные лишний раз подтверждают, что не следует при
определении несущей способности свай особенно полагаться на
результаты динамических испытаний овай, проведенных с по-
мощью дизель-молотов.
Следует отметить, что в докладе специального комитета
Американского общества инженеров железнодорожного транс-
порта о рекомендуемых поправках к разделу руководства «Фун-
даменты и давления грунтов» сказано: «Ни при каких обстоя-
ло
тельствах динамическая формула для расчета свай не должна
применяться при определении несущей способности сваи, погру-
жаемой до скальных грунтов, или висячей сваи, погруженной в.
пылеватый грунт или глины» [41].
В том случае, когда намечено провести динамические испы-
тания, количество пробных свай устанавливается проектной ор-
ганизацией в зависимости от степени неоднородности грунтов.
При наличии сваебойного агрегата на базе трактора динамиче-
ские испытания свай рекомендуется производить в различных,,
характерных по грунтовым условиям точках в контуре проекти-
руемого здания до начала производственной забивки свай.
В состав динамических испытаний входят:
а)	фиксация количества ударов на каждый метр погруже-
ния;
б)	замеры отказов на последнем метре погружения от одно-
го удара;
в)	замеры средней высоты подъема молота;
г)	фиксация «отдыха», т. е. перерыва между окончанием за-
бивки и моментом добивки, для выявления эффекта засасыва-
ния. Причем время отдыха следует принимать не менее шести
дней при заглублении нижнего конца сваи в связные грунты и
не менее трех дней при заглублении в пески.
На основании полученных данных замеров строится график
зависимости погружения свай от энергии и количества ударов.
Динамические испытания свай (забивка и добивка) наибо-
лее целесообразно производить одиночными ударами молота.
При использовании дизель-молота динамические испытания же-
лательно производить со сбросом давления холостыми ударами
(без взрыва). При добивках после отдыха молотами одиночного
действия производятся 1, 3, 5 ударов. Расчетным является отказ
средний от трех или пяти ударов. Средний отказ от 10 до 30 уда-
ров уже показывает нарушение эффекта засасывания.
При проведении динамических испытаний дизель-молотами
(без сброса давления) количество ударов при добивке прини-
мают 10. Расчетным отказом от одного удара является средний
отказ от 10 ударов.
Полученные при добивках отказы после отдыха сравнивают
с отказами при забивке и находят коэффициент засасывания по
формуле
где ел— отказ в см от одного удара при добивке;
е3 — то же, при забивке.
При К<1 отмечается явление засасывания, а при Л>1—
явление рассасывания.
121
Добивка сваи после отдыха должна осуществляться тем же
молотом и .при той же высоте подъема, при которых производи-
лась забивка.
При определении коэффициента засасывания часто встреча-
ются затруднения, потому что отсутствуют или являются недо-
стоверными отказы при забивке, отмечаемые обычно организа-
цией, производившей забивку. В этом случае можно принять
средний отказ от 30 ударов при добивке, а если при этом нару-
шение засасывания еще не наблюдается, то следует дополни-
тельно дать 20 ударов и зафиксировать отказы от одного удара.
Эти величины отказов могут быть приняты за отказы при забив-
ке е3 и могут сравниваться с отказами после отдыха при до-
бивке ел . Если в результате добивок отказ от одного удара пос-
ле отдыха меньше отказа при забивке ел < е3, то расчетное
сопротивление определяется по формуле (8) с учетом отказа
€д , а не е3.
Следует отметить, что при применении тяжелых молотов с
отношением веса ударной части молота к весу свай больше 2
эффект засасывания может быть не выявлен добивкой даже
после длительного отдыха, так как сила одиночных ударов ока-
жется больше восстанавливаемого после отдыха сопротивления
грунта по боковой поверхности.
Явления засасывания наблюдаются в различных разновидно-
стях водонасыщенных грунтов.
По данным А. В. Паталеева [25], в некоторых грунтах, на-
пример, в водонасыщенных .песке и гравии средней плотности и
плотных, после отдыха отказы сваи не уменьшаются, т. е. заса-
сывание не отмечается. В рыхлых песчаных грунтах, а также в
плывунах отказ при добивке после отдыха, как правило, оказы-
вается меньшим, т. е. наблюдается влияние засасывания.
Длительный отдых может сильно способствовать уменьше-
нию отказов в глинистых и суглинистых грунтах, находящихся
в пластичном, текуче-пластичном и текучем состояниях. Эти
грунты при забивке свай приходят в разжиженное состояние,
вследствие чего резко уменьшается сопротивление грунтов по
боковой поверхности и тем самым облегчаются условия забивки.
Через некоторое время окружающий сваю грунт в результате
тиксотропных превращений восстанавливает свою естественную
структуру и плотно примыкает к поверхности сваи. Следова-
тельно, сопротивление грунта по боковой поверхности сваи
восстанавливается.
В работе [21] обобщены данные об увеличении несущей спо-
собности свай в процессе их отдыха по 40 испытаниям свай на
25 участках в различных странах (СССР, США, Канада, Шве-
ция, Япония и др.). Эксперименты показывают, что с увеличени-
ем времени после забивки сваи в глинистом грунте ее несущая
способность возрастает, причем чем больше число пластичности
122
№п, тем длительнее этот срок. Для практических расчетов при-
нимается, что конец процесса увеличения несущей способности
сваи, т. е. достижение ею 95—98% максимальной несущей спо-
собности, наступит через Т дней
Т = (1,21,6) №п .
Таким образом, в глинах процесс заметного увеличения не-
сущей способности сваи может продолжаться примерно 1,5 ме-
сяца.
Вопрос о влиянии отдыха свай в различных грунтах на несу
щую способность еще требует дальнейшего экспериментального
изучения, но с учетом этого явления можно в некоторых случа-
ях проектировать более экономичные свайные фундаменты, ис-
пользуя полностью несущую способность свай.
Несущая способность свай, погруженных вибропогружате-
лем со скоростью 2—10 см! мин, определяется приближенно по
следующей формуле:
Р = £/ПЛ	+	(9)
\ Лоп /
где k и пг — обозначения те же, что и в формуле (5);
N — мощность в кет, расходуемая электродвигателем
на колебания сваи и ее погружение в грунт;
Ло — фактическая амплитуда колебаний свай в см, при-
нимаемая равной половине размаха колебаний на
.последней минуте погружения, измеренная при
погружении свай;
п — число оборотов эксцентриков вибратора в мин\
Q — суммарный вес сваи, наголовника и вибропогру-
жателя в т;
к—коэффициент, учитывающий влияние вибропогру-
жения на грунт и определяемый при сравнитель-
ных испытаниях свай, погруженных забивкой и
вибропогружением в одинаковых грунтовых усло-
виях. При отсутствии таких испытаний для ориен-
тировочной оценки несущей способности свай,
погруженных вибропогружением, можно прини-
мать следующие значения Л (табл. 14).
Определение несущей способности свай по результатам их
испытаний статической нагрузкой. Прежде чем остановиться на
методах оценки несущей способности свай по данным испыта-
ния их статической нагрузкой, следует кратко рассмотреть воп-
рос о «предельном сопротивлении свай».
Необходимо отметить, что процесс деформации основания
сваи по Н. М. Герсеванову [9] имеет две фазы: фазу уплотнения
грунта и фазу выжимания грунта, при этом сопротивление сваи
обусловлено исключительно деформацией грунта, окружающего
сваю (рис. 46). Надо также иметь в виду, что свойства грунта—
123
уплотняемость (сжимаемость) и выжимаемость являются совер-
шенно различными и независимыми. Например, могут быть
грунты очень мало сжимаемые, но легко выжимаемые и, наобо-
рот, грунты легко сжимаемые и трудно выжимаемые (неуплот-
нившиеся крупнообломочные породы).
Таблица 14
Значения коэффициента X для глинистых и песчаных грунтов
Грунт	Глинистые грунты с консистенцией		
	В>0,75	0,5<В<0,75	0,25 <В^0,5
	Песчаные		
	водонасыщен- ные	влажные	сухие
Песок или супесь 	 Суглинок 	 Глина 		4,5 4 3	3,5 3 2,2	3 2,5 2
Интересно отметить, что почти 50 лет спустя на основе но-
вых экспериментальных данных американский ученый А. Весич
[54] приводит почти аналогичную схему работы сваи в грунте
(рис. 47). На рисунке показаны замеренные деформации песка
Рис. 46. Зоны деформа-
ции грунта вокруг сваи
Рис. 47. Зоны деформа-
ции грунта вокруг сваи
и под ней
у сваи. При этом для характеристики разрушения основания ис-
пользуется термин (punching), соответствующий русскому сло-
ву продавливание, которое все чаще употребляется для этого
случая в зарубежной литературе.
В фазе уплотнения зависимость между нагрузкой и осадкой
сваи выражается наклонной прямой линией О А (рис. 48). Фаза
124
выжимания (продавливания) соответствует разрушению основа-
ния и изображается на графике линией АВ.
В действительности, процесс осадки сваи, сопровождающий-
ся сжатием грунта, постепенно переходит в процесс осадки сваи,
сопровождающийся выжиманием грунта, и выжимание грунта
начинается несколько ранее, чем заканчивается сжатие грунта.
Идеализированный процесс осадки сваи, изображенный на
рис. 48 прямыми ОА и АВ, осложняется не только указанным
выше наложением процессов сжатия
ивыжима1ния грунта (пунктирная кри-
вая на рис. 48), но и рядом других
обстоятельств.
Во-первых, идеализированный
график относится к свае, забитой до
предельного состояния, когда предел
упругой осадки сваи точно совпадает
с предельным сопротивлением сваи,
что наблюдается только при полном
соответствии веса молота весу сваи и
грунтовым условиям.
Во-вторых, предельное сопротивле-
ние сваи часто соответствует осадкам
s
Рис. 48. Характерные кри-
вые зависимости осадок от
нагрузок в различных фа-
зах
в несколько сантиметров, которые редко достигаются при
испытании свай статическими нагрузками, так как испытания
обычно прекращаются при меньших осадках Хи, соответствую-
щих на графике нагрузке Ри
В-третьих, график испытаний свай статической нагрузкой в
каждом конкретном случае отражает действительное напласто-
вание грунтов и каждый раз совершенно разных грунтов, по-
этому вид графиков бывает различный — от прямой линии ОС,
почти параллельной оси абсцисс (рис. 48), до кривой OD, почти
параллельной оси ординат. Это подтверждается графиками на
рис. 49, которые построены по обобщенным результатам испы-
таний около 500 свай, проведенных Фундаментпроектом.
Таким образом, приведенные выше данные показывают, на-
сколько неопределенным является понятие «предельное сопро-
тивление сваи» и не удивительно, что в литературе даются раз-
личные предложения по определению предельного сопротивле-
ния сваи по данным испытаний статической нагрузкой.
Имеются предложения по определению предельного сопро-
тивления сваи по росту ступеней осадок (в 5 раз к предыдущей
ступени), по фиксированной осадке сваи (5, 10 мм и т. д.), по
крутизне кривой осадка — нагрузка, по величине остаточной де-
формации после снятия нагрузки и т. д. Общим недостатком
всех предложений является то, что не учитываются условия при-
менения свай в самых различных сооружениях, допускающих
различные осадки — от нескольких сантиметров до нескольких
десятков сантиметров.
125
В связи с этим необходимо было разработать предложения
по определению несущей способности свай, учитывающие допу-
стимые для разных сооружений осадки фундаментов.
Рис. 49. Обобщенный график испытания свай в различных грунтах
1 — в крупнообломочных грунтах; песках гравелистых, крупных, плотных; су-
глинках и глинах в твердом состоянии В<0; II —в песках мелких, маловлаж-
иых, плотных; песках средней крупности, плотных; глинах в туго-пластичном
состоянии В=0,25; супесях в твердом состоянии В<0; III —в песках сред-
ней крупности, средней плотности; песках мелких, насыщенных водой, сред-
ней плотности; песках пылеватых маловлажных; супесях в пластичном состоя-
нии В=0,5; глинах в туго-пластичном состоянии В=0,5; IV — в лесках мелких
средней плотности, насыщенных водой; песках пылеватых, очень влажных,
средней плотности: супесях пластичных В = 1; суглинках в туго-пластичном
состоянии В=0,5; V—в песках пылеватых, насыщенных водой, рыхлых; су-
глинках и глинах ь текуче-пластичном состоянии В>0,75
В качестве практических рекомендаций по определению пре-
дельного сопротивления свай по кривым зависимости осадок от
нагрузок с учетом допустимых осадок сооружений Фундамент-
проектом выдвинуто следующее предложение, включенное в
СНиП П-Б.5-67. Сущность предложения основана на экспери-
ментально установленном факте, что осадки одиночных свай,
зафиксированные в процессе испытаний при расчетных нагруз-
ках, меньше осадок этих свай в свайных фундаментах зданий и
сооружений в 5—40 раз в зависимости от характеристики грун-
126
тов, залегающих под нижними концами свай, конструкции свай-
ных фундаментов, количества свай в кустах и пр.
Такое значительное увеличение осадок свай в свайном поле
под зданием или сооружением можно объяснить главным обра-
зом влиянием на грунты времени, исчисляемого при эксплуата-
ции зданий или сооружений годами, тогда как при испытаниях
одиночных свай оно исчисляется днями. В известной степени
сказывается взаимное влияние смежных разнонагруженных
свай и особенно влияние мощности сжимаемой толщи, достига-
ющей под зданием 10—45 м и более, тогда как при испытаниях
одиночных свай она едва ли превышает 1—1,5 м.
Исходя из указанных данных, по кривым испытаний одиноч-
ных свай S=f(P) можно принимать такие предельные нагрузки,
при которых осадки, увеличиваясь до 10 раз, не превышали бы
осадок, допустимых для данного здания или сооружения. В свя-
зи с этим предельную нагрузку по кривой S=f(P) рекомендует-
ся принимать при осадках одиночных свай, равных 0,1 осадок,
допустимых для данного здания или сооружения и оговоренных
в СНиП П-Б.1-62.
Коэффициент 0,1 в региональных условиях может уточнять-
ся на основании местного опыта. Например, для однорядных
свайных фундаментов предельные сопротивления свай, опреде-
ленные по осадкам Snp, допускаемым СНиП П-Б.1-62, с коэф-
фициентом 0,1, могут оказаться с некоторым запасом. При ку-
стах с большим количеством свай, где значительная сжимаемая
толща, существенного запаса не будет. Вполне вероятно также,
что величина этого переходного коэффициента в значительной
степени зависит от вида грунта и составляет максимум для
глинистых грунтов и минимум для песчаных.
Н. М. Герсеванов [10] отмечал, что в глинистых грунтах при
кратковременной нагрузке нельзя получить необходимых дан-
ных о величине осадки сваи под влиянием продолжительной на-
грузки, поэтому он ввел понятие «коэффициент дополнительной
осадки» — отношение осадок при долговременном и кратковре-
менном действии нагрузок.
Для определения несущей способности свай предельное соп-
ротивление, найденное указанным способом, умножается на ко-
эффициент 0,8, величина которого несколько больше, чем коэф-
фициент, принимаемый при расчете по формуле (5), где ktn =
=0,7. Это объясняется тем, что результаты испытаний статиче-
ской нагрузкой наиболее достоверны, и с достаточной степенью
надежности можно ограничиться коэффициентом & = 0,8. Пове-
рочные расчеты по многим кривым осадок свай подтвердили
приемлемость коэффициента 0,8.
Если кривые S=f(P) подобны кривым типа /, когда вплоть
до максимальной нагрузки при испытании осадка одиночных
свай меньше 0,1 величины осадок, допустимых для зданий и соо-
127
ружений по СНиП П-Б.1-62, что наиболее вероятно при наличии
под нижними концами свай гравелистых грунтов, плотных пес-
ков и твердых глин, то за предельную нагрузку условно прини-
мается максимальная нагрузка при испытании. При этом по-
следняя не должна быть меньше 1,6 Р, где Р — несущая способ-
ность, определенная по формуле (5). Если максимальная на-
грузка при испытании меньше 1,5 Р, то следует дублировать
испытание.
При рассмотрении методики определения предельных нагру-
зок и оценки несущей способности свай по результатам испыта-
ний, изложенной выше, у некоторых специалистов возникает
5 мм
Рис. 50. Кривые зависимости осадок от нагрузок, построен-
ные по результатам испытаний свай различных конструкций
и диаметров
1 и 2 — камуфлетные сваи 0=90 см\ Л =250 см и 0=150 см, h=
=730 см; 3 и 4— винтовые сваи D=45 см и D=80 ц, h =300 см\
5 и 6 — трубчатые сваи 0=55 см и О,=78 см, Л = 500 см; / — забив-
ная призматическая свая 30X30 см, h =550 см
вопрос о допустимости применения этого метода при сваях боль-
шого диаметра или сваях с уширенной нижней частью (на’бив-
ных сваях с уширением или трубчатых сваях большого диа-
метра).
В некоторых региональных нормативных документах пред-
лагается за предельную нагрузку для свай большого диаметра
принимать нагрузку по кривой S=f(P), соответствующую двой-
ной величине осадки фундамента, допускаемой нормами для
128
данного здания или сооружения, а за расчетную — нагрузку, со-
ответствующую допустимой осадке для данного здания или со-
оружения.
В качестве обоснования такого предложения предполагает-
ся, что при сваях большого диаметра осадка свай под зданием
или сооружением будет такой же, как при испытаниях, и очер-
тание кривых осадка—нагрузка для свай большого диаметра
плавное, резко отличающееся от таких кривых для свай малого
сечения (рис. 50, кривая /).
п ?п М ftn М 11Ю ЯП Ш) Рт
Рис. 51. Кривые зависимости осадок от нагрузок, по-
строенные по результатам испытаний набивных свай
с уширением
/ — растительный слой; 2 — суглинок лессовидный; 3 — погребен-
ная почва, суглинок лессовидный; 4 — лесс палево-желтый
Для того чтобы выяснить, насколько в действительности рас-
ходятся кривые осадка — нагрузка, построенные по результатам
испытаний одиночных свай малого и большого сечения (диа-
метра), на рис. 26, 50 и 51 приведены совмещенные кривые S =
= f(P) для свай квадратного сечения 30X30 см и 40X40 см,
круглого сечения диаметром 66, 78, 120 и 160 см, а также набив-
ных свай с уширением 120, 160 см, сваи «Беното» диаметром 88
и 120 см.
Все кривые вычерчены в таких масштабах, чтобы их можно
было сравнивать.
129
Как видно из рис. 26, 50, 51, характер всех кривых независи-
мо от сечения свай совершенно одинаков и для свай большого
диаметра не отмечается плавного пологого понижения кривой,
как предполагалось по рис. 50, кривая /. Нельзя согласиться с
тем, что при больших диаметрах осадки свай при испытании и в
фундаментах под зданиями и сооружениями будут одинаковы-
ми, так как совершенно не учитывается влияние эксплуатацион-
ного периода на постепенное возрастание осадок, а если конст-
рукция фундамента будет состоять не из одиночной сваи, а из
нескольких, то скажется также влияние сжимаемой толщи, уве-
личивающейся по мере увеличения размеров фундамента в пла-
не и, следовательно, количества свай.
Из приведенных сопоставлений можно сделать вывод, что
метод определения предельных и расчетных нагрузок по резуль-
татам статических испытаний свай может быть принят согласно
рекомендации СНиП П-Б.5-67 для свай диаметром до 1,5 м.
Для свай-оболочек диаметром более 1,5 м и набивных свай с
уширенной пятой диаметром более 1,5 м этот метод неприменим
и СНиП П-Б.5-67 рекомендует индивидуальную методику для
определения несущей способности свай по результатам испыта-
ния их сжимающей статической нагрузкой.
При этом надо иметь в виду, что для получения одинаковой
осадки свай с уширением и без уширения необходимо принять
различные коэффициенты для перехода от предельной нагрузки
на сваю к несущей способности сваи: чем больше диаметр уши-
рения, тем больше разница между предельной нагрузкой и не-
сущей способностью сваи. В СНиП П-Б.5-67 для определения
нормативного сопротивления грунта под нижним концом сваи
предельное сопротивление грунта принимается с коэффициентом
Р, равным 0,21 (при <рн=36°) при диаметре сваи 0,8 м и 0,16 —
•при 4 м.
Справедливость этого положения экспериментально обосно-
вана в работе [48]. Сваи диаметром 0,6; 0,7 и 0,9 м и длиной со-
ответственно 9, 12 и 15 м были испытаны в лондонских глинах.
Применялись сваи без уширений и с уширениями, в 2 раза боль-
шими диаметра ствола сваи. Испытывались сваи до предельной
нагрузки, доходившей до 1000 г.
На рис. 52 представлены две осредненные кривые, построен-
ные по результатам испытаний свай с уширением и без ушире-
ния. Чтобы получить заданную относительную осадку, необходи-
мо предельную нагрузку разделить на коэффициент запаса К.
Так, например, для сваи диаметром 1 м при допустимой осадке
(S	\
— =0,8%) коэффициент запаса к предельной на-
d	/
грузке должен быть принят 1,4 (т. е. /Ст=0,7), а для такой же
сваи с уширением 2d=2 м коэффициент запаса должен быть 2,3,
т. е. /Ст = 0,435.
130
Эти данные показывают также, что далеко не всегда следует
стремиться к применению свай с уширением, особенно для соо-
ружений, чувствительных к осадкам фундаментов.
Приведенный выше метод определения нормативного сопро-
тивления сваи относится к стандартной, принятой в настоящее
время методике испытания свай. Учитывая, что время испыта-
ния одной сваи по стандартной методике с выдержкой составля-
ет: в песчаных грунтах — до пяти дней, в глинистых — до семи
дней, за последние годы различными исследователями вносятся
предложения по сокращению сроков испытания свай.
Рис. 52. Кривые изменения
коэффициента запаса К в
зависимости от — — отно-
а
сительной осадки головы
сваи
1 — для свай с уширением; 2 —
для свай без уширения
Этот вопрос должен решаться дифференцированно в зависи-
мости от ряда факторов; в первую очередь следует учитывать
степень плотности грунтов, залегающих под нижними концами
свай, характер и величину нагрузок, передающихся на свайный
фундамент. Прежде всего необходимо проанализировать резуль-
таты испытаний свай ступенями нагрузок до условной стабили-
зации и ускоренных испытаний.
Рассмотрим две кривые статических испытаний свай с вы-
держкой ступеней нагрузок во времени и каждую кривую раз-
делим на две составляющие кривые, получающиеся в результате
приложения нагрузок и выдержки приложенной нагрузки во
времени. Причем кривые 1 и 1а (рис. 53) относятся к свае, ниж-
ний конец которой оставлен в глинистых грунтах текучей кон-
систенции или в илистых грунтах, кривые 2 и 2а относятся к
свае, нижний конец которой заглублен в гравелистые грунты з
песчаным заполнителем, плотные пески или твердые глины.
Кривая 1а по кривизне резко отличается от кривой /, тогда
как крутизна кривой 2а мало отличается от кривой 2. Это ука-
зывает на то, что при наличии под нижними концами свай плот-
ных песчаных грунтов и твердых глин выдержкой ступеней на-
грузок во времени можно было бы пренебречь, тогда как при
наличии под нижними концами свай грунтов, обладающих отно-
сительно слабой несущей способностью, выдержку ступеней на-
грузок во времени не только нельзя исключить, но, наоборот,
-1П
чем больше будет время выдержки, тем значительно точнее ре-
зультаты испытаний.
Следовательно, можно сделать вывод, что при заглублении
свай в плотные грунты при испытаниях можно исключить вы-
держку ступеней нагрузок «во времени. Перед началом испыта-
ний необходимо убедиться в том, что нижние концы сваи дейст-
вительно заглублены в плотные грунты.
В работе [56] описан разработанный английскими специали-
стами так называемый «метод непрерывного погружения» (ме-
тод CRP— Constant Rate of Penetration). Сущность этого мето-
да испытания заключается в том, что сваю нагружают с помо-
щью домкрата, чтобы обеспечить постоянное ее погружение со
скоростью 0,5—4,5 мм/мин. При этом общее время испытания
сваи -составляет от 10 мин до 1 ч. Интересно отметить, что в гли-
нистых грунтах испытания заканчиваются быстрее (10—
15 мин), так как предельное состояние (разрушение грунта) на-
ступает при меньших деформациях (8—10 мм), в то время как в
гравелистых грунтах деформации превышают 100 мм. По суще-
ству при этом методе испытания определяется та же разруша-
ющая нагрузка грунта, что и при статическом зондировании.
.132
Определенная методом непрерывного погружения разрушающая
нагрузка примерно равна предельной нагрузке, полученной при
обычном испытании сваи статической нагрузкой, если оно было
действительно доведено до предельного состояния.
Другой метод ускоренных испытаний — «метод равновесия»
[49]. Метод применим при испытании свай с помощью домкра-
тов. Как уже указывалось, при обычных испытаниях сваи после
приложения каждой ступени нагрузки необходимо, поддержи-
вая постоянство нагрузки, дождаться уменьшения скорости
осадки под данной нагрузкой до заданной вёличины. При испы-
таниях «в глинистых грунтах этот процесс длится несколько ча-
сов. В «методе равновесия» на каждой ступени нагрузки к свае
в течение примерно 5 мин прикладывается нагрузка, несколько
большая, чем заданная нагрузка данной ступени, и выдержива-
ется в течение 10—45 мин. Вследствие начавшейся осадки сваи
давление в масляной системе домкрата (уже не поддерживае-
мое постоянным) начнет падать, и вскоре наступит равновесие
между осадкой и приложенной к свае нагрузкой. Таким обра-
зом получаются все точки графика нагрузка — осадка. Время
испытания сваи при этом методе сокращается примерно в 3 раза
по сравнению с обычным испытанием. Этим и обычным метода-
ми одновременно было испытано семь набивных и две забивные
сваи длиной 13,5—24 м, погруженные в песчаные и глинистые
грунты. Во всех случаях графики испытаний при обоих методах
практически совпадают.
Учитывая необходимость применения ускоренных испытаний
производственных свай, требуется проведение дальнейших ис-
следований для установления области применения таких испы-
таний в зависимости от грунтовых условий, назначения испыта-
ний и характеристики зданий или сооружений.
Изложенные соображения по вопросу определения предель-
ных и расчетных нагрузок по результатам испытаний одиночных
свай следует рассматривать как инженерный прием, вытекаю-
щий из характера работы одиночных свай и свай в зданиях и
сооружениях. В дальнейшем должны проводиться научные ис-
следования в части перехода к расчетам свайных фундаментов
с висячими сваями по второму предельному состоянию (по де-
формациям) аналогично фундаментам на естественном основа-
нии.
В конечном итоге надежность работы свайных фундаментов
с висячими сваями определяется ожидаемыми осадками при
данных грунтовых условиях. Если статистическим путем уточ-
нить коэффициенты перехода от осадок одиночных свай к осад-
кам свайных фундаментов зданий и сооружений в различных
грунтах, то можно, не учитывая расчетные и предельные нагруз-
ки, получаемые по кривым S=f(P) для одиночных свай, опреде-
лить, какие нагрузки допустимы на сваи по осадкам. В первую
133
очередь такой подход возможен при твердых, полутвердых и
туго-пластичных связных грунтах, а также при песках плотных
и средней плотности.
В заключение необходимо отметить, что до настоящего вре-
мени нет ясного представления об изменении (увеличении или
уменьшении) несущей способности сваи в кусте по сравнению
с несущей способностью одиночной сваи. В генеральном докладе
А. Кезди на VI Международном конгрессе по фундаментостро-
ению и механике грунтов (Канада, 1965) отмечено, что совер-
шенно вышли из употребления различные мало обоснованные
формулы «эффективности» работы сваи в кусте. На конгрессе
отмечалось также большое значение масштабного фактора при
оценке работы куста свай, в связи с чем эксперименты на малых
моделях (сваи — гвозди) не могут характеризовать действи-
тельную работу сваи в кусте. Имеющиеся немногочисленные
данные показывают, что даже в песках может быть как увели-
чение (в песках ниже средней плотности), так и уменьшение (в
песках выше средней плотности) несущей способности сваи в
кусте. Поэтому в практических расчетах не учитывается изме-
нение несущей способности сваи в кусте по сравнению с несу-
щей способностью одиночной сваи.
При расчете по второй стадии (по деформациям), наоборот,
не учитывается деформация одиночной сваи.
Расчет по второму предельному состоянию (по деформаци-
ям) необходим для свайных фундаментов с висячими сваями.
Для свайных фундаментов со свая-
ми-стойками, опирающимися на
скальные и крупнообломочные грун-
ты, этот расчет не требуется.
Расчет по деформациям свайно-
го фундамента из висячих свай, рас-
положенных кустами, производится
как для условного сплошного фун-
дамента с подошвой в плоскости
нижних концов свай. Расчет ведет-
ся на усилия от нормативных посто-
янных нагрузок с учетом веса грун-
тового массива вместе с заключен-
ными в нем сваями и ростверком
(рис. 54).
Средневзвешенное значение угла внутреннего трения <рСр оп-
ределяется по формуле
ю __ Ф1 А ~Ь Ф2 ^2 + • • • “ фл
Yep —	>
*0
Рис. 54. Схема распределения
нагрузок на уровне нижних
концов свай для расчета оса-
док куста свай
где <рх, ср2, • • •, Фл — углы внутреннего трения для отдельных
слоев грунта толщиной /ь /2 ..Z;
/о — средняя глубина погружения свай.
134
Определение размеров сжимаемой толщи и расчет осадок
производятся в соответствии с формулами и рекомендациями
СНиП П-Б.1-62.
Как показали наблюдения, осадки свайных фундаментов по-
строенных зданий в 5—10 раз превышают осадки свай при ис-
пытаниях даже при их однорядном расположении. Однако абсо-
лютные величины осадок зданий на правильно запроектирован-
ных свайных фундаментах невелики и не превышают нескольких
сантиметров.
Расчет забивных свай по третьему предельному состоянию
(по трещиностойкости) производится на усилия от собственного
веса с использованием монтажного коэффициента 1,5 при подъ-
еме сваи за одну точку и установке ее в заданном проектом ме-
сте. Подбор арматуры и проверка сечений осуществляются в
соответствии со СНиП П-В. 1-62.
7. Расчет ростверка
На основании исследований, проведенных проф. Б. Н. Же-
мочкиным [13], железобетонный ростверк можно рассматривать
как многопролетную балку, опирающуюся на отдельные опоры-
сваи. Такая балка ничем по существу не отличается от обычной
рандбалки, опирающейся на отдельные столбчатые фундаменты.
Приведенный расчет ростверков относится к каменным и
крупноблочным зданиям, при этом рассмотрены наиболее часто
встречающиеся схемы нагрузок с различным расположением
проемов и различными расстояниями между ними.
Формулы и графики соответствуют формулам СНиП
П-В. 1-62 «Бетонные и железобетонные конструкции» и относят-
ся к ростверкам над сваями, расположенными в один и два ряда
по прямоугольной сетке. Приведенный расчет также может быть
использован при расположении свай в два ряда в шахматном
порядке, при этом за расчетный пролет условно можно прини-
мать Lp, равный 1,05 расстояния между сваями в свету. В при-
веденных ниже формулах приняты следующие обозначения:
Е — модуль упругости бетона ростверка в кГ/см2;
J — момент инерции ростверка в сж4;
Ек — модуль упругости кладки стены в кГ/см2;
Ьс —ширина стены дома в см;
Ьк — ширина стены, опирающейся на ростверк, в см;
b — ширина ростверка в см;
I — расстояние между осями свай в см;
L — расстояние между сваями в свету в см;
а — сторона поперечного сечения сваи в см;
L —расчетный пролет, принимаемый равным l,05L, в см;
И — расстояние от верха ростверка до низа проема в см;
S — расстояние от грани сваи до проема в см;
135
q — равномерно распределенная расчетная нагрузка от
здания на уровне низа ростверка (вес стен, перекры-
тий, ростверка и полезная нагрузка) в кГ)см\
Як —вес кладки высотой 0,5/ с коэффициентом 1,1, но не
менее высоты одного ряда блоков, в кГ1см\
d — длина полуоснования эпюры нагрузки в см\
Ро— наибольшая ордината эпюры нагрузки над гранью
сваи в кГ1см\
Р — наибольшая ордината эпюры нагрузки над осью сваи
в кГ/см;
R — расчетное сопротивление кладки сжатию в кГ/см2',
Рем — расчетное сопротивление кладки при местном сжатии
(смятии) в кГ!см2\
УИОП—расчетный изгибающий момент на опоре в кг-см\
Mip — расчетный изгибающий момент в середине пролета в
кг-см\
Q — расчетная .поперечная сила в кг.
Расчет ленточных ростверков производится на эксплуатаци-
онные нагрузки и на нагрузки, возникающие в процессе строи-
тельства.
Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки
Нагрузки от здания на ростверк .принимаются в виде тре-
угольных эпюр с наибольшими ординатами над опорами.
Длина полуоснования эпюры нагрузки определяется по фор-
муле	___
* = Кек •
Наибольшая ордината эпюры нагрузки над гранью сваи
равна
= (11)
Наибольшая ордината эпюры нагрузки над осью сваи равна:
(12)
Поперечная сила в ростверке у грани сваи для всех случаев
составляет
Q = я •	(13)
Расчетные изгибающие моменты на опоре и в середине про-
лета определяются по табл. 15 применительно к пяти схемам.
В целях упрощения расчетов по определению пролетных и
расчетных моментов инженерами института Фундаментпроект
В. Ф. Соколовой и Б. С. Соминской разработаны графики при-
менительно к указанным на них исходным данным (рис. 55—59).
136
Таблица 15
Определение пролетных и опорных моментов
при различных схемах нагрузок
Момент в середине
пролета МПр
Область
примене-
ния
Схема нагрузок
Момент на опоре AfQn
137
Th/m/nl
О
1,5
0,5
Ю
30
ж
50	40
д , тс/пог. г


ишш/1Ш111ш
MWW/M7h4/ili:iiniilhllllil^h\l\\lA\\\
mf'//n/i7/l7/l7/.'/il/llli'll'lllhl1lll п IIJII III 
ИИ%:-----------------------
ЪМШ,	_________ _____ _
шт
7//М

го
Рис. 55. График для определения опорных и лролстных моментов в ростверке высотой Л = 30 и 40 м, шириной Ь~
=40 см при ширине цоколя 6К = 38 см
со
"Г
гшидип
67///7/7//7/17М'//1М/'М71/11И1111Ш1Ш111НаВННВа
Марко рост бора
Марк о Ьетоно—
75
30
20
10
Z5
0.5
1,5
U
F//z//7/////////z//////f/z7/i7//i//r/iiiiiiiiiiiiMiaiaaania|Miai
вв///7/7////////////7/я//г//'///1//и1/1П111111111ваввввввввваавв1
BBBrzy/>7A///</////;Z///Z/j///r//'//J III41 III Ш111ВВВВаВ1ВВВВВВВВ1
ВВВ^///<//</////Я//Г////Л7/Л//Ш1/П/ШНШ111ВВВВВВВВВВВВ1ВВ1
BBrz«7/7/>7/Z<///////////J//7//^///7/.VirillllBBIIIIIIIIHIBBBI
BB7/7/z^<//7//////Zf///////////j'//j//i//jf|lf||||BiBBBBIBBIIIBBBI
_______________":":':""77?“'4и/!/шш111Ввввввввввввввв
^BBBB^^^^^7Z///7/z7/7//Z//J//f/J//i//i//fl/IIIIIBBBBBBBBBBBBBBB
Швавк«ж^У/^7/|7Х7/ш7////ш////1г//гш1Г11пвввввввавввавввв
Ютиии^у////////////. 7/п///п/пл'тш111Ш1 ini» вввввваввввввввв
ВВ^%^%^№^7//Л7////7Л7/1ЛГ//Г//1Ш1'Ш11ВВВВВВВВВВВВВВВВ
B^%^%%%7^7j7ZM7/7///l7///j'//l/j|inilllBBBBBBBBBBBBaBBB
whmob’li'iiii ши вввввваввввввввв
%ЙЙ?Й--------------------------




ДпяМоРр.
Ь = 30см
h-ЗОсм

50
#, тс/пог м
Рис. 56. График для определения опорных и пролетных моментов в ростверке высотой /г = 30 и 40 см, ши-
риной 6 = 40 см при ширине цоколя Ьк =51 см
50	W	30	20	/5	0	0,5	1	15	2,5	3,0	3,5	$
q, тс/пог.м
Рис. 57. График для определения опорных и пролетных моментов в ростверке высотой h = 30 и 40 см, ши
риной & = 50 см при ширине цоколя дк=51 см
Рис. 58. График для определения опорных и пролетных моментов в ростверке высо той 30 и 40 см,
шириной 6 = 50 см при ширине цоколя Ьк =55 см
ши
ит1ШЛ/Ю
niiB^Zi^^7/////A7//7Zr//f//f///Z7/r//i'//|1/|1|l|il
8^/ИЯйУ74'Л_______________
......
r//^//ZZ7Z7/77//7/A7//Z///l///W//l/lllliUI
V7Z7////7////A7747//'//////i///l/niniHIIIII
F/>Z//////ZOZ///i7/Z7A///'///f/lllllllllll
hiw;////z7/^///////////f//i/7/r	:
1ЙГ///7///////ЛУ////'//77/1///, llllllllllll
__________________m................3r....
ШШЕ
ПР
0,5
JO
20
so
TSO
75
50
oo
75
Рис. 59. График для определения опорных и пролетных моментов
риной 6 = 60 см при ширине цоколя


Для on
h=50cM [
h-40c*
50	ЬО
q , тс jпог. и
в ростверке высотой 6 = 30 и 40 см, ши-
6К=64 см
Прочность кладки на смятие над сваей проверяется по фор-
муле

где /?см — расчетное сопротивление кладки при местном сжа-
тии (смятии), определяемое в соответствии со СНиП
П-В.1-62 по формуле
= 7К = К-	(14)
г гсм
Площадь смятия FCM определяется по формулам:
при bK < b
FCM=bK(a + 2d);	(15)
при Ьк > Ь
F^ = b(a + 2d).	(16)
Расчетная площадь сечения определяется по формулам:
при Z>a + 2d + 2feK
F = Z>K(a4-2d + 2Z>K);
при
a + 2d</<a + 2d4-2bK
F = bK I;
при I < a 4- 2 d
Рис. 60. Схема расчета рост-
верка при высоте кладки от
верха ростверка до низа
проема менее 1/3 I
1 — перемычка; 2 — ростверк;
3 — сваи
(17)
(18)
(19)
Расчет ростверка на нагрузки, «возникающие в строительный
период, производится по следующим формулам:
Л1оп =	0,083 (jK Lp;	(20)
Мпр = 0,042 7кЛр;	(21)
143
Q = -Vе- •	(22)
При наличии в стене проема, когда высота кладки от верха
ростверка до низа проема й< (рис. 60), следует учитывать
вес кладки стен до верхней .грани железобетонных перемычек.
При h>—l при каменных перемычках учитывается вес кладки
о
стен до отметки, превышающей отметку верха проема на 7зего
ширины.
8.	Принципы проектирования свайного поля
После определения несущей способности свай по методам,
изложенным выше, и сопоставления ее со схемой нагрузок от
несущих стен приступают к-проектированию свайного поля. По-
скольку нагрузки *по осям стен разные, шаг свай не удается
принять единым для всего здания. Проектирование свайных
полей должно .вестись с соблюдением следующих условий.
1.	В углах любого здания и в узлах пересечения несущих стен
крупнопанельных зданий наличие свай обязательно. В камен-
ных зданиях при однорядном расположении свай наличие свай
в узлах пересечения продольных и поперечных несущих стен
желательно, но не обязательно. -Каждую панель рекомендуется
устанавливать не менее чем на две сваи.
2.	В зданиях с поперечными несущими стенами сваи жела-
тельно располагать таким образом, чтобы между ними в про-
дольном направлении обеспечивался пропуск транзитных трубо-
проводов и других проводок.
3.	Оси свайных рядов должны совпадать с осью нагрузок от
здания. Обычно ось равнодействующей нагрузок совпадает с
геометрической осью стен цокольного этажа или технического
подполья, а при бесподвальных зданиях — с осью стен первого
этажа.
4.	Минимальное расстояние между осями свай квадратного
сечения должно быть не менее 3d (где d—сторона сечения).
Для пустотелых свай диаметром более 0,8 м минимальное рас-
стояние в свету следует принимать равным 1 м.
5.	В зависимости от величин погонных нагрузок от здания и
расчетных нагрузок на сваи последние размещают в один или
два ряда в шахматном порядке.
6.	Для колонн каркасных зданий и, в частности, промышлен-
ных, свайные -фундаменты следует проектировать дифференци-
рованно для каждого типа колонны в зависимости от переда-
ваемых на «фундаменты нагрузок.
При этом в зависимости от принятых по грунтовым условиям
нагрузок на сваи и внешних нагрузок от колонн допускается
144
проектировать кусты с тремя сваями, с двумя сваями (при от-
сутствии моментов). При вертикальной нагрузке до 60 т и отсут-
ствии момента можно устанавливать колонну на одну квадрат-
ную сваю с 1насадкой, а при нагрузке до 100 т—на одну труб-
чатую сваю.
7.	Сваи под несущими стенами следует располагать с таким
расчетом, чтобы фактические нагрузки на сваи приближались
к расчетным, допуская отклонения в обе стороны не более 15%.
•8	. При ‘больших сосредоточенных нагрузках и малых габа-
ритах сооружения (трубы, силосы и др.) свайное поле проекти-
руется по всей площади сооружения. В ряде случаев сплошное
свайное поле целесообразно 'проектировать из расчета работы
сооружения по деформациям от нормативных нагрузок, т. е. по
второму предельному состоянию, не учитывая то, что фактиче-
ские нагрузки на сваи превышают нагрузки, устанавливаемые
при расчете по первому предельному состоянию (по несущей
способности).
Для удобства пользования планом свай и для решения раз-
личных вопросов отклонений от заданных проектом условий их
погружения необходимо сваи нумеровать в последовательном
порядке. Последовательность нумерации свай может не совпа-
дать с порядком их погружения. Для оптимального расположе-
ния свай требуется составлять различные варианты размещения
свай с таким расчетом, чтобы количество свай было минималь-
ным, а шаг свай по возможности был одинаковым.
Верх ростверка
низ ростверка Насыпной грунт Ск0
’V ' МЪ.-Л
ПШ^П^^^Н^лМнОСтС^
...... । ••
'свай
ки
Рис. 61. Геологический профиль, совмещенный со свайным полем
верх голов
сбой
забивки
Проект свайного поля и ростверка необходимо тщательно
увязывать с пересекающимися трубопроводами в высотном и
плановом отношении. Приняв окончательный вариант располо-
жения свай в плане, привязывают сваи к смежным продольным
и поперечным осям здания, а затем по имеющимся геологиче-
ским 'выработкам вычерчивают продольные геологические про-
фили в едином масштабе по вертикали и горизонтали, совпадаю-
щем с масштабом, принятым в проекте здания.
На геологическом профиле наносят оси здания, линию ниж-
них концов свай, линию голов свай после срубки и линию по-
дошвы ростверка (рис. 61).
145
Ростверк проектируется железобетонным монолитным или
сборным. Для свайных фундаментов жилых домов целесообраз-
но применять сборные ростверки, особенно для 'крупнопанель-
ных домов с техническим подпольем, так как в этом случае
верх ростверка находится под полом первого этажа.
Устройство же монолитного ростверка сопряжено с необхо-
димостью использования громоздкой опалубки и лесов, требую-
щих больших трудовых затрат и расходов материалов (рис. 62).
Монтаж сборного ростверка менее трудоемок, чем монолитного.
Рис. 62. Устройство монолитного ростверка при свайном поле с вы-
ступающими выше поверхности земли концами свай
При применении сборного ростверка необходима тщательная
забивка свай согласно заданному проектом- положению. Считая
реальным соблюдение -требуемых нормативными документами
допусков ±5 см. ширину ростверка при однорядном расположе-
нии свай рекомендуется принимать 40 см. При укладке сборно-
го ростверка на оголовки свай ширина его может быть и менее
40 см. При двухрядном расположении сваи размещаются в шах-
матном порядке с расстоянием между осями по диагонали не
менее 3 d (где d — сторона сечения сваи). В этом случае шири-
на ростверка равна 6=а-М+10 см (где а—расстояние между
осями рядов свай). Высота ростверка принимается по приведен-
ному выше расчету. Обычно для 4—5-этажных жилых домоз
высота ростверка в зависимости от ширины может быть от 35
до 45 см.
В зависимости от расположения несущих конструкций, укла-
дываемых непосредственно на ростверк, последний может про-
ектироваться под всеми несущими стенами или под частью их.
Например, если конструкция здания запроектирована с попереч-
146
ними несущими стенами, а продольные, менее нагруженные
стены являются только самонесущими, то ростверк можно уст-
раивать только под поперечными стенами, а под продольными
в качестве ростверка используются цокольные панели. При пе-
ресечении ростверка трубопроводами или проемами в нем мо-
гут быть оставлены разрывы, не влияющие на его конструкцию,
так как он связан со сваями.
Конструкции сборного ростверка применительно к различ-
ным типам с-вай и свайным фундаментам в настоящее время
еще нельзя считать совершенными.
Во всех вариантах конструкций ростверка предполагается,
что сваи, как правило, не погружаются до проектной отметки.
Погружение свай ниже заданной проектом отметки в практике
встречается редко, поэтому этот случай не рассматривается. При
большом количестве свай невозможно выровнить головы их до
единой необходимой отметки, поэтому применяют сборные ого-
ловки, которые надевают на сваи после срезки голов и запол-
няют бетоном на мелком щебне. Применение оголовков позволя-
ет компенсировать отклонения свай в плане в допустимых пре-
делах. Для сопряжения оголовков со сваями сплошного сечения
оголенную арматуру свай вамоноличивают в трапецеидальные
отверстия оголовка. Для квадратных свай с круглой полостью
оголовки имеют Т-образный вид.
На выровненные оголовки укладывают элементы сборного
ростверка прямоугольного сплошного сечения. Можно приме-
нять ростверки других сечений. Сопряжение балок сборного ро-
стверка осуществляется замоноличиванием выпусков арматуры.
По поводу сопряжения балок сборного .ростверка с оголовками
существуют различные мнения. Некоторые специалисты счита-
ют, что сопряжение обязательно, так как оно обеспечивает воз-
можность перераспределения перегрузок на смежные, менее на-
груженные сваи и выравнивания неравномерных осадок; другие
же считают, что оголовки можно рассматривать как обычный
фундамент, а ростверк — как начало стены, свободно укладыва-
емой на фундамент.
С нашей точки зрения, более правильным является обяза-
тельное применение сопряжения оголовков с балками в том
случае, когда свайный фундамент проектируется с висячими
сваями, нижние концы которых находятся в грунтах, обладаю-
щих слабой несущей способностью. Если сваи обладают высо-
кой несущей способностью и их нижние концы опираются на
Плотные грунты,’ следовательно, существенных неравномерных
осадок не будет, и сопряжение оголовков с балками ростверка
не обязательно.
Глубина заложения ростверка для бесподвальных зданий
выбирается с у четом следующих условий. Подошву ростверка под
наружными стенами рекомендуется назначать ниже планиро-
вочных отметок примерно на 0,15 м. При наличии связных во-
147
донасыщенных грунтов может возникнуть вопрос о необходи-
мости заглубления ростверка под наружными стенами ниже
глубины промерзания из-за опасения пучения грунтов в осенне-
зимний период.
Следует отметить, что пучение может происходить главным
образом тогда, когда свайный фундамент возведен, а сооруже-
ние надземной части здания по каким-либо причинам прекра-
щено или замедляется. В этом случае необходимо между по-
верхностью грунта и подошвой ростверка оставить зазор не
менее 20 см, а верх ростверка покрыть теплоизоляционным ма-
териалом (шлаковатой, шлаком, опилками). После возведения
здания и оттаивания мерзлого грунта зазор заделывают шлаком
или песком. Если же к осенне-зимнему периоду основные несу-
щие конструкции здания будут возведены и ростверк окажется
пригруженным, появление пучения маловероятно. В этом случае
ростверк можно укладывать на слой шлака, щебня или крупного
'песка толщиной 20 см.
Глубина заложения подошвы ростверков свайных фундамен-
тов промышленных зданий в первую очередь определяется с уче-
том глубины стакана под колонны. Кроме того, она может опре-
деляться конструктивными или технологическими требованиями
(примыкающие подвалы, канавы, приямки, борова и др.), отсут-
ствием на площадке свай нужной длины и наличием больших го-
ризонтальных сил, которые частично должны быть восприняты
более глубоким ростверком за счет отпора грунта.
Для обеспечения связи по продольным и поперечным стенам
желательно проектировать ростверк на одном уровне. Для бес-
подвальных зданий это условие легко выполнимо, а в крупнопа-
нельных зданиях с техническим подпольем устройство 'ростверка
на одном уровне возможно в том случае, если положение рост-
верка совпадает с полом технического подполья. Если же верх
ростверка принять под полом первого этажа, что наиболее вы-
годно, то под наружными стенами 'ростверк должен быть опу-
щен на высоту |цокольных панелей. При этом сваи под наружны-
ми стенами с наружной стороны должны быть прикрыты* утеп-
ленной панелью, наружная плоскость которой по сравнению с
плоскостью стен первого этажа будет выступать, образуя как бы
завалинку. Для уменьшения объема земляных работ при боль-
ших косогорах наиболее экономично принимать два или даже
три типоразмера цокольных панелей по высоте. В этом случае в
ростверке допускаются уступы с разницей отметок не менее
0,5 м.
9.	Типовые решения свайных фундаментов
для жилых домов
В соответствии с изложенными выше принципами проектиро-
вания свайных фундаментов разработаны типовые рабочие чер-
148
тсжи свайных фундаментов применительно к ряду типовых про-
ектов зданий, имеющих массовое распространение.
При разработке типовых проектов свайных фундаментов при-
няты основные положения, позволяющие максимально облегчить
их привязку к местным условиям. Для этого в каждом проекте,
как правило, предусматривают разные длины, сечения и нагруз-
ки на одиночную сваю. Соответственно получаются различные
планы свай *и в случае необходимости разрезы и сечения.
Ниже даны основные характеристики проектных решений
свайных фундаментов по домам серий I-447C, I-464A, 1-467 и
1-335.
Свайные фундаменты для жилого дома
серии I-447C
Жилые дома-серии I-447C — каменные 5-этажные с тремя
продольными несущими стенами и поперечными стенами в ме-
стах лестничных клеток. Толщина стен предусмотрена от 51 до
68 см (в зависимости от климатических условий района строи-
тельства). Наружные стены могут быть из эффективного или
•полнотелого кирпича.
Типовые проекты свайных фундаментов составлены институ-
том Фундаментпроект совместно с Гипрогором для бесподваль-
пых домов, при этом можно использовать сплошные квадратные
сваи, квадратные с круглой полостью, а также трубчатые сваи.
В целях почти полного исключения земляных работ сваи по-
гружают с планировочных отметок, а подошва ростверка заглуб-
ляется только на 15 см. В зависимости от погонных нагрузок на
фундамент и несущей способности свай их располагают в один
или два ряда под несущими стенами.
Толщина ростверка для 5-этажных домов принимается 40 см,
а ширина — от 40 см (при толщине стен 51 см) до 60 см (при
толщине стен 68 см).
Для облегчения привязки типовых проектов к геологическим
условиям площадок для устройства свайных фундаментов ис-
пользуют квадратные сваи, нагрузки на которые могут быть при-
няты 25, 30 и 35 т при сечении 30X30 и 25Х‘25 см и длине 3, 4, 5
и 6 м. При наличии под нижними концами свай плотных грунтов
нагрузки на сваи можно повысить до 40—50 т и более.
Общий вид свайного фундамента показан на рис. 63. Ростверк
предусматривается железобетонным монолитным.
Проработан также вопрос о целесообразности применения
сборного ростверка. Так как практически невозможно забивать
сваи бе'з отклонений в плане и по высоте, для укладки сборного
ростверка на головы свай необходим переходный элемент, кото-
рый позволит сопрягать с ростверком сваи, имеющие допускае-
мые нормами отклонения. Таким элементом служит оголовок с
трапецеидальным отверстием. При использовании такого оголов-
140
ка применение сборного ростверка конструктивно решается удов-
летворительно. Однако оголовок приходится закладывать ниже
подошвы (ростверка на его высоту (30—40 см), следовательно,
увеличивается объем земляных .работ, а объем бетона увеличи-
вается соответственно объему оголовков.
Поскольку ростверк, проектируемый непосредственно под
планировочными отметками, можно бетонировать в траншее,
наиболее экономичным с точки зрения расхода бетона, объема
земляных .работ и стоимости и менее трудоемким является уст-
ройство монолитного ростверка.
вт-
- 16800
33600-
•8400
Рис. 63. План размещения свай для каменных зданий серии I-447C
В -связи с изложенным пока не установлена целесообразность
применения сборного ростверка для домов серии 1-447С.
В настоящее время отдельные проектные и строительные ор-
ганизации пытаются решить вариант применения сборного 'рос-
тверка путем забивки свай по вертикали с точностью до 1—3 см,
для обеспечения достаточного опирания кирпичной стены приме-
нять либо пирамидальные сваи сечением в голове 40X40 см или
прямоугольные сваи сечением 20X50 см. После выравнивания
поверхности голов свай цементным раствором на них свободно
укладываются сборные балки ростверка.
О целесообразности применения таких вариантов можно вы-
сказать следующие соображения.
Погружение свай по вертикали с точностью 1—3 см возмож-
но в тех случаях, когда нижние концы свай оставлены в относи-
тельно слабых грунтах, следовательно, несущая способность свай
невелика. При наличии недобивок свай до проектных отметок
потребуется срубка голов свай со срезкой арматуры и выравни-
вание каждой из них цементным раствором до проектной от-
метки.
150
Неисследованным остается вопрос об исключении всякого со-
пряжения голов свай с ростверком, несмотря на передачу на ро-
стверк *и сваю изгибающего момента, возникающего При допусти-
мых отклонениях свай, от ветра или возможного наклона свай.
Исходя из этих условий в Фундаментпроекте существует мнение,
что вариант свободного опирания ростверков на головы свай,
выровненные цементным раствором, возможен в том случае,
когда углы зданий и узлы сопряжений по осям несущих стен бу-
дут замоноличены.
В дальнейшем необходимо продолжить поиски новых эконо-
мичных и технологически выполнимых решений сборного рост-
верка без оголовков.
Кроме указанных решений свайных фундаментов для беспод-
вальных домов серии I-447C разработаны также фундаменты
для 5-этажных жилых домов серии I-447C с техническим под-
польем. Техническое подполье предусматривается в виде двух
продольных траншей, а конструкция свайных фундаментов ана-
логична фундаментахм для бесподвальных зданий жилых домов.
Свайные фундаменты для крупнопанельных
5-этажных жилых домов
серий 1-464 А, 1-467 А, 1-480 А
Крупнопанельные жилые дома серии I-464A имеют несущие
поперечные стены с модулем 2,6 и 3,2 м. Панели перекрытий за-
проектированы в виде сплошных железобетонных плит, опираю-
щихся по четырем сторонам. Внутренние продольные и наружные
стены воспринимают частично нагрузку от панелей междуэтаж-
ных перекрытий и собственный вес.
Решения свайных фундаментов крупнопанёльных домов вы-
полнены применительно к секциям указанных серий и разработа-
ны в рабочей стадии со всеми узлами и армированием элементов.
При разработке конструкции свайных фундаментов учтены
следующие исходные положения.
1.	Вся нагрузка ют здания воспринимается сваями, располо-
женными в один ряд по осям несущих стен, с увязкой с размеще-
нием проемов первого этажа и санитарно-технических трубопро-
водов, проходящих в техническом подполье. При этом под каж-
дой панелью первого этажа (без проема) или частью панели до
границы проема размещается не менее двух свай.
2.	Ростверки рассчитаны на основании результатов испыта-
ний натурных панелей, проведенных ЦНИИЭП жилища, и дан-
ных расчетов, выполненных на электронно-вычислительной ма-
шине, с учетом панелей первого этажа.
3.	Под наружными стенами ростверки отсутствуют, вместо
них используются цокольные панели первого этажа, укладывае-
мые на оголовки свай.
4.	Все ростверки укладываются на оголовки свай под полом
над техническим подпольем, вследствие чего исключаются па-
151
мели технического подполья, предусматриваемые при фундамен-
тах на естественном основании.
5.	Сваи предусмотрены сплошные, квадратного сечения 25Х
Х25 или 30X30 см по типовым конструкциям. Кроме того, могут
быть использованы без каких-либо изменений квадратные сваи с
круглой полостью при длине до 8 м или полые круглые сваи диа-
метром 30 и 35 см, если они окажутся экономичными.
Длина и сечение свай выбираются в процессе привязки в за
висимости от их несущей способности для данных грунтовых ус-
ловий.
6.	Типовые конструкции свайных фундаментов разработаны
для разных расчетных нагрузок на сваю применительно к раз-
ным сериям.
Для серии I-464A разработаны три варианта свайных фунда-
ментов:
девять свай по поперечной оси при нагрузке на сваю
семь	»»	»	»	»	»	»	»
пять	»»	»	»	»	»	»	»
25 т;
35 т;
45 и 55 т.
Варианты с количеством свай ио поперечной оси меньше
пяти не являются целесообразными, так как при этом не обес-
печивается требование опирания панелей не менее чем на две
сваи, вследствие чего поперечное сечение ростверка резко уве-
личивается.
Свайные поля для всех трех вариантов запроектированы
таким образом, что исключением двух свай из девятисвайного
варианта получается семисвайный вариант, а исключением
двух свай из семисвайного варианта получается пятисвайный
вариант.
Для серии I-467A с шагом несущих стен 6,4 м разработаны
два варианта свайных фундаментов:
одиннадцать	свай по	поперечной	оси при	нагрузке	на сваю 35 т;
девять	»	»	»	»	»	»	»	»	45 т.
Минимальная нагрузка 35 т принята из условия, чтобы
сваи можно было располагать в один ряд, а максимальная на-
грузка на сваю 45 т обусловливается необходимостью обеспече-
ния прочности шва между пустотелыми перекрытиями и пане-
лями первого этажа над сваями.
Для серии I-480A с продольными несущими стенами разра-
ботан только один вариант с нагрузкой на сваю 35 т и располо-
жением трех свай под простенками. В процессе привязки, если
грунтовые условия позволят принять несущую способность
сваи более 35 т, по-видимому, можно уменьшить количество
свай под простенками до двух.
7.	В .процессе проектирования прорабатывался вопрос об
исключении технического подполья или замены его одной или
двумя траншеями. В результате выяснилось, что для обеспече-
152
имя нормальной эксплуатации санитарно-технических трубопро-
водов, а также в ряде районов для использования подполья
в качестве индивидуальных овощехранилищ или личных склад-
ских помещений целесообразно проектировать для зданий серии
1-464 и 1-467 с поперечными несущими стенами техническое
подполье под всем зданием, а для серии I-480A с продольными
несущими -стенами—с двумя продольными траншеями.
8.	При проектировании свайных фундаментов -была сделана
попытка унифицировать ростверки, имея в виду, что в одном
районе могут -применяться здания различных серий. Так как
ширина зданий различных -серий не одинакова, то унификация
элементов ростверка была ограничена следующим: сечения
балок ростверка приняты едиными для всех серий и равными
250X400 (Л), кроме лестничных клеток, в которых балки конст-
руктивно приняты сечением 150X1 000 (Л).
Приняты также едиными: формы торцов балок ростверка,
марки бетона, класс арматуры, закладные детали для сопряже-
ния балок ростверка с оголовками свай, оголовки над одиноч-
ными сваями, оголовки над парными сваями.
Как указывалось ранее, ординаты в эпюрах нагрузок увели-
чиваются в направлении опор. При этом при шаге свай более
5d максимальная ордината треугольной эпюры отмечается над
опорами, а при шаге свай менее 5 d эпюры нагрузок приближа-
ются к равномерно распределенной.
Таким образом, получается, что чем больше интенсивность
нагрузок от здания, тем чаще будут располагаться сваи и, сле-
довательно, ростверк можно рассчитывать на равномерно рас-
пределенную нагрузку. Так, например, для 9-, 12- и 16-этажных
крупнопанельных домов сваи будут располагаться в один или
два ряда с расстоянием -между осями свай -около 3 d, следова-
тельно, ростверк будет рассчитываться на равномерно распре-
деленную нагрузку.
Конструкции свайных фундаментов, планы, разрезы и узлы
для 5-этажных крупнопанельных жилых домов серии 1-464А,
I-467A и I-480A показаны на рис. 64—66.
Унифицированные решения свайных фундаментов для
9-этажных жилых домов серий I-464A, I-467A и I-480A разра-
ботаны ЦНИИЭП жилища и Фундаментпроектом аналогично
решениям для 5-этажных жилых домов.
Свайные поля для серии I-464A спроектированы примени-
тельно к нагрузке на сваю 40 т, для серии I-467A— 35 и 45 г,
для серии I-480A — 35 т.
Свайные фундаменты для жилого дома серии 1-335
Крупнопанельное здание серии 1-335 имеет размеры в плане
11,6X78,8 м. Несущими конструкциями здания являются на-
ружные панели пролетом 3,2 и 2,6 м и внутренние колонны в
один ряд, а в лестничных клетках — поперечные панели.
153
Рис. 64. Свайный фундамент для здания серии I-464A
Рис. 65. Свайный фундамент для здания серии I-467A
154
155
Рис. 66. Свайный фундамент для зданий серии 1-480
Фундаменты на естественном основании в типовом проекте
решены в виде отдельных ступенчатых башмаков, а под торцо-
выми стенами и стенами лестничных клеток — в виде железо-
бетонных лент. Институтом Фундаментпроект совместно с
Горстройпроектом для домов данной серии разработан вариант
свайного фундамента с техническим подпольем, имеющим фор-
му котлована с откосами. Отметка дна минус 1,96 м, размеры в
плане 10X72 м. Глубина подполья от уровня планировки (ми-
нус 1,15) составляет 81 см.
Размеры и глубина технического подполья, расположенного
по внутреннему периметру здания, приняты из расчета разме-
щения всех трубопроводов и разводок и обеспечения подхода
к любой точке прямой и обратной сети отопления. Проект
свайного фундамента разработан в двух вариантах:
Рис. 67. План размещения свай для крупнопанельного дома се-
рии 1-335
Рис. 68. План размещения трубчатых свай для крупнопанельного
дома серии 1-335
с нагрузкой на одну квадратную сваю сплошного сечения
25—30 т;
с нагрузкой на одну трубчатую сваю 40—50 т.
По первому варианту сваи квадратного сечения располагают
кустами по три сваи под внутренними колоннами при нагрузке
156
на сваю 30 г, а под наружными стенами — по две сваи на
стыке цокольных панелей. В лестничных клетках сваи располо-
жены в один ряд.
Планы размещения свай показаны на рис. 67 и 68.
Для облегчения привязки свайного фундамента в зависимо-
сти от грунтовых условий приняты сваи сечением 30X30 см.
длиной от 4 до 7 м.
Конструкция свайного фундамента решена в сборном же-
лезобетоне и состоит из свай и сборных оголовков, надеваемых
на головы свай. Ростверк не предусмотрен. Вместо сплошного
ростверка по осям наружных стен используются цокольные
панели, в местах лестничных клеток — укороченные панели
здания, а под колоннами — отдельные сборные ростверки.
По второму варианту предусмотрены полые круглые (труб-
чатые) сваи диаметром 65 см. длиной 5—7 м. Сопряжение го-
лов квадратных свай с оголовками осуществляется путем
зам-оноличивания оголенной арматуры срубленных голов свай
в трапецеидальном отверстии оголовка. Сопряжение оголовков
с устанавливаемыми на них наружными панелями, а также
ростверков с внутренними колоннами осуществляется сваркой
закладных деталей в сопрягаемых элементах.
В 1969 г. Фундаментпроект разработал свайные фундаменты
для 12-этажных крупнопанельных бескаркасных жилых домов
серии I-464A. Принципиальные решения свайных фундаментов
аналогичны решениям, принятым для 5- и 9-этажных жилых
домов. Необходимо только иметь в виду, что чем выше здания,
тем больше интенсивность нагрузок, следовательно, нужно раз-
рабатывать варианты типовых конструкций свайных фундамен-
тов с большей нагрузкой на сваю, чтобы их несущая способ-
ность была не менее 50—60 т. Только в этом случае конструкция
свайных фундаментов будет оптимальной и экономичной.
Проектные проработки свайных фундаментов для 12-этаж-
ных жилых домов серии I-464A показывают их исключительную
экономичность по сравнению с типовыми фундаментами .на
естественном основании. Это объясняется тем, что вследствие
интенсивности нагрузок под несущими стенами, которые дости-
гают 50 т/м. фундаменты на естественном основании в типовых
проектах решаются для 12-этажного здания в виде сплошной
железобетонной плиты толщиной 70 см с отметкой подошвы
минус 2,70 м.
Дальнейшее совершенствование конструкций свайных фун-
даментов, по-видимому, должно быть направлено на примене-
ние предварительно напряженных свай с арматурой и’з высоко-
прочной проволоки и на поиски решений без ростверка как
самостоятельного элемента.
В 1966 г. Фундаментпроектом выдвинуто предложение, зак-
лючающееся в том, что стеновая панель первого этажа имеет
в нижней части бортики, на которые укладываются панели
157
перекрытия над техническим подпольем. Таким образом, всю
нагрузку от здания воспринимает стеновая панель первого эта-
жа, а нагрузка от собственного веса панели перекрытия и
полезная нагрузка передаются на бортики той же панели пер-
вого этажа, которая работает как балка-стенка. Реально пока
не удалось осуществить это предложение вследствие относи-
тельной технологической сложности изготовления панелей с
бортиками.
В 1967 г. институтом Моспроект был запроектирован и Глав-
мосстроем сооружен свайный фундамент для 9-этажного круп-
нопанельного дома без ростверка и без изменения панелей
перекрытий над техническим подпольем и стеновых панелей
первого этажа. Сущность этой конструкции состоит в том, что
панели перекрытий над техническим подпольем укладывались
на оголовки свай, а на перекрытия толщиной 14 см вдоль осей
свай устанавливались стеновые панели.
В Москве -построена секция дома с таким свайным фунда-
ментом и никаких видимых деформаций не отмечается.
Можно полагать, что -в ближайшее -время вследствие поиско-
вых работ в направлении безростверковых решений для
крупнопанельных домов будет найдена оптимальная конструк-
ция фундамента.
Решения свайных фундаментов
для промышленных зданий и сооружений
Вопросы внедрения экономичных и надежных решений
свайных фундаментов для промышленных зданий и сооружений
весьма актуальны, так как во многих случаях устройство фун-
даментов на естественном основании оказывается весьма
трудоемким и дорогим. Это объясняется главным образом тем,
что .вследствие наличия >в цехах большого количества оборудо-
вания с глубоким заложением фундаментов в ряде ведущих от-
раслей промышленности приходится заглублять фундаменты
под несущие элементы (колонны) на 3—12 м. Количество фун-
даментов под колонны с заглублением 3 м и более, по данным
ЦНИИПромзданий, обследовавшего 165 зданий различных от-
раслей промышленности, приведено 'в табл. 16.
Кроме того, следует иметь .в .виду, что при глубоких фунда-
ментах во многих случаях возникают дополнительные осложне-
ния, обусловленные необходимостью строительного .водопониже-
ния, устройства дренажей и креплений котлованов.
При работе в зимнее время приходится разрабатывать
мерзлые грунты. При этом крайне сложно качественно выпол-
нить обратную засыпку большой толщины, вследствие чего в
процессе эксплуатации возникают неизбежные просадки полов,
для устранения которых требуется проводить трудоемкие и до-
рогостоящие, периодические ремонты, осложняющие эксплуата-
цию цеха.
158
Таблица 16
Данные о глубинах заложения ступенчатых фундаментов
для зданий в различных отраслях промышленности
Промышленность
Глубина заложения
ступенчатых фунда-
ментов в м
Количество
фундаментов
в %
Химическая ............................
Металлургическая.......................
Горнорудная
Машиностроительная
Цементная .............................
От 3 до7-8
( От 3 до 7—8
[ От8—9 до И—12
3-5
5-8
8—9 и более 10
3-6
( 3-5
{ 5-10
( Более 10
30
47 1
5 1 74%
22 J
Наконец» следует учесть серьезные трудности, возникающие
при. необходимости усиления существующих фундаментов для
возведения внутри здания новых дополнительных фундаментов
в связи с реконструкцией при совершенствовании технологичес-
ких процессов.
Кроме указанных особенностей устройства фундаментов для
промышленных зданий необходимо отметить, что довольно час-
то приходится располагать эти здания на площадках с небла-
гоприятными грунтовыми условиями (насыпи, отвалы, слабые
водонасыщенные грунты большой мощности и др.), в связи с
чем фундаменты на естественном основании приходится проек-
тировать довольно .развитыми с 'сравнительно глубоким зало-
жением.
Отличительной особенностью свайных фундаментов для
промышленных зданий является то, что заглубление фундамен-
тов под оборудование не влияет на заглубление ростверков под
колонны при"свайных фундаментах. В большинстве случаев от-
падает необходимость в строительном водопонижении и дрена-
жах. Кроме того, для некоторых видов оборудования фундамен-
ты можно также проектировать на сваях, сократив их заглубле-
ние. Исключается также опасность промораживания грунтов,
которое отмечается при фундаментах на естественном осно-
вании.
. При указанных условиях одним из реальных вариантов яв-
ляются свайные фундаменты, позволяющие существенно умень-
шить объемы земляных работ и бетона, снизить трудоемкость и
стоимость работ. Учитывая, что свайные фундаменты для
промышленных зданий и сооружений обладают определенными
технико-экономическими преимуществами по сравнению с фун-
159
даментами на естественном основании и существенно повышают
степень их надежности, необходимо определить область приме-
нения этих фундаментов. Такой анализ лучше всего выполнить
на базе типовых проектов зданий или зданий, имеющих повтор-
ное применение.
Однако типовые проекты промышленных зданий и сооруже-
ний весьма разнообразны, хотя шаги колонн и пролеты цехов в
основном унифицированы. Это объясняется технологическими
особенностями каждого промышленного производства, обуслов-
ливающими наличие различных фундаментов под оборудование,
кранов различной грузоподъемности, каналов, приямков и, на-
конец, резко отличающихся нагрузок на фундаменты, колеблю-
щихся от 40—50 до 4000 т и более.
Разработкой конструкций свайных фундаментов в последние
годы занимались институты: Фундаментпроект, Промстройпро-
ект. Ленинградский Промстройпроект, Сибгипрошахт и др.
Проектные проработки указанных организаций относились к
цехам различного технологического назначения с разными на-
грузками на фундаменты, рассматривались различные конст-
рукции свай (квадратного сечения, полые круглые сваи, сваи-
оболочки) и ростверков (монолитные, сборные, безростверко-
вые решения в виде конструкции колонны, установленной в
одну оболочку; конструкция колонны, установленной на>одну
квадратную сваю с насадкой, ростверки-кондукторы и др.).
В результате всех проектных проработок Фундаментпроект
в 1967 г. разработал материалы по проектированию свайных
фундаментов для промышленных зданий 'в рабочей стадии '
применительно к габаритам и нагрузкам типовых железобетон-
ных одноветвевых и двухветвевых колонн серий КЭ-01-49,
КЭ-01-52, КЭ-01-56, ИИ-22-1 и ИИ-22-2.
Такие проекты могут быть использованы для многих произ-
водственных зданий различных отраслей промышленности, так
как типовые колонны выпускаются в массовом порядке про-
мышленностью стройматериалов.
В состав указанного проекта входят следующие разделы.
1.	Подбор кустов свай при действии на фундаменты нор-
мальной силы и изгибающих моментов при количестве свай от
3 до 31.
2.	Формулы и графики для расчета ростверков как консоли
по условиям восприятия главных растягивающих напряжений.
3.	Формулы и графики для расчета ростверков на продав-
ливание.
4.	Конструктивные решения и армирование ростверков и
стаканов для установки колонн.
5.	Примеры подбора кустов свай, расчета ростверков и
эталоны проектов свайных фундаментов.
Ниже приводится краткое содержание типовых решений
свайных фундаментов.
160
Максимальная и минимальная нагрузки на сваю в кусте при
действии нормальной силы и изгибающих моментов, действу-
ющих в двух «взаимно перпендикулярных направлениях, «опре-
деляются согласно СНиП П-Б. 5-67 то формуле
W Муу М„х
р _ ___ > х	у
Ф п - Ху* ~
(23)
где N, Мх и М у—соответственно- расчетная сжимающая
(нормальная) сила в т, расчетные изгибающие моменты в ты
относительно главных центральных осей х и у плана свай в
плоскости подошвы свайного ростверка;
и —' число свай «в свайном фундаменте;
и У[—расстояния в м от главных осей свайного фундамен-
та до оси каждой сваи, для которой вычисляется
нормальная нагрузка;
Р — несущая способность сваи в т, определяемая по фор-
муле (5).
При действии момента только <в одном направлении форму-
ла превращается в двучленную.
В связи с тем, что в большинстве случаев для промышлен-
ных зданий фундамент рассчитывается с учетом различных
сочетаний нагрузок, причем изгибающий момент действует либо
в одном, либо в другом направлении, в целях облегчения проек-
тирования в Фундаментпроекте составлены таблицы для подбо-
ра кустов свай от 3 до 31 сваи. Эти таблицы учитывают действие
момента в одном направлении1.
Таблицей для подбора куста свай пользуются следующим
образом.
По ’Грунтовым условиям в соответствии со СНиП П-Б.5-67
определяется несущая способность свай для заданного сечения.
Далее по заданной нормальной силе определяется количество
N
свай в кусте и0 = —;так, например, при М=120 т и Р = 40 7
3.
Если кроме нормальной силы имеется также и момент, то
М
определяют эксцентриситет е—, 110 значе1НИЮ 'которого для
заданного сечения сваи подбирается требуемое количество свай
в кусте.
В табл. 17 'приведены варианты (выдержки из указанных
таблиц) подбора кустов в количестве 4 и 9 свай при действии
только вертикальных нагрузок, а также при сочетании верти-
кальных нагрузок и моментов с количеством свай в кустах 4 + 5
и 9+5.
1 Таблицы для подбора кустов свай составлены Лешиным Г. М. и Кату-
ковым П. С.
161
Коли-
чество
свай
в кусте
Таблица 17
Выбор кустов свай в зависимости от увеличения эксцентриситета е
Куст свай
	Величина а или а0	Размер стороны сваи d в см			
		25	30	35	40
		Величина эксцентриситета е			
а = 10е
0,075—0,15
7
8
а0 = 5е
а = 1,88е
а0 — 1, Обе
а(} = 0,64е
0,145-0,2
0,4-0,53
0,53—0,7
0,7-1,17
0,09-0,18	0,105—0,21
0,18—0,24	0,21—0,28
0,48—0,64	0,56—0,75
0,64-0,84	0,75—0,98
0,84—1,4	0,98—1,63'
0,12—0,24
0,24—0,32
0,64—0,85
0,85—1,12
1,12—1,86
Коли- чество свай в кусте	Куст свай				Величина а или а0	
						25
						
		rJ				
9		%	Ф- 4	Я—т т? )р	а = 7,5е	0,1-0,2
9	S	- о — к < > -( )_ J	т- и — з> <	•*=» i>r1	а = 0,88е	1.17-1,7
10	г j	Й:	АП^Н Дф4 Aw		а0 — 2,5е	0,2—0,25
		А				
11	1 1	'-ф'	АН.		а() = 1,48е	0,253—0,42
12	к 1	*- а 1 м	>-		а = Ъе	0,42—0,62
Продолжение табл. 17
Размер стороны сваи d в см		
30	35	40
Величина эксцентриситета е		
0,12—0,24	0,14—0,28	0,16—0,32
1,4—2,04	1,63—2,38	1,86—2,72
0,24-0,3	0,28—0,35	0,32—0,4
0,304—0,51	0,355—0,6	0,405-0,68
0,51—0,75	0,6—0,88	0,68—1
Продолжение табл. 17
Коли- чество свай в кусте	Куст свай	Величина а или dj	Размер стороны сваи d в см
			25	30	35	40
			Величина эксцентриситета е
а0 = 1,27е
0,75—0,89
0,98-1,04
1-1,19
«о
Л.
0,62—0,74

а{) = 1,08е
0,74 -0,87
0,89-1,04
1,04—1,25
1,19 — 1,35
Примечание. Для каждого куста свай величина е допускается в пределах между минимальными и максимальны-
ми значениями эксцентриситетов. Если величина е больше еМакс для предыдущей графы или меньше емин для последующей
графы, то за расчетный принимается последующий куст свай.
Условные обозначения:
d—сторона свай в см;
М
е = —- — расчетный эксцентриситет;
N
М и N — расчетный момент и нормальная сила, действующая на фундамент;
а и а0 —расстояние между осями свай в направлении действия момента при расположении свай соответственно
по прямоугольной сетке и в шахматном порядке:
а 3d; а0 > 1,5d;
b и bQ —расстояние между осями свай в направлении, перпендикулярном действию момента, при расположении свай
соответственно по прямоугольной сетке и в шахматном порядке:
Ъ \ 3d; Ьо = 1/ 9d« — а? >, 1,5d.
Таблица для .подбора кустов свай построена таким образом»
что сначала определяется количество свай при действии одной
нормальной силы, затем «в зависимости от эксцентрицитета под-
бирают куст свай, либо увеличивая шаг свай, либо прибавляя
к количеству свай, определенному при действии нормальной
силы, дополнительные сваи в количестве от 1 до 5.
В указанных таблицах максимальный шаг свай принят та-
ким, чтобы отношение большей стороны куста к меньшей не
превышало 2:1.
Поскольку на фундамент могут действовать различные соче-
тания нагрузок, куст свай следует подбирать не менее чем по
Трем ДОПОЛНИТеЛЬНЫМ СОЧетаНИЯМ НагруЗОК При Ломакс, Л4лпн
И Ммакс*
После подбора кустов свай и определения тем самым габа-
ритов ростверков в плане необходимо определить толщину и
форму ростверка в разрезе. Прежде всего следует иметь в виду,
что железобетонный ростверк должен проектироваться совме-
щенным со стаканом для установки колонн.
Ростверк должен быть рассчитан на главные растягиваю-
щие напряжения и на продавливание. Предполагается, что глав-
ные растягивающие напряжения распределяются равномерно
не по всей ширине ростверка, а на полосе шириной, равной
половине его высоты, по обе стороны колонны. Рабочая высота
ростверка Ло принимается во всех случаях расчета на главные
растягивающие напряжения от верха стакана по формулам:
при b < а + й0
Р = 6й0/?р	(24)
или
Ao==-&V
при Ь > а + Ло
Р = (а + ft0) h0 /?р
или
(25)
где Р — сумма реактивных усилий в т в сваях, расположенных
между плоскостью среза, проходящей через колонны
или ступени, и ближайшим краем;
а — сторона сечения колонны в м, параллельная грани пи-
рамиды продавливания (рис. 69);
b — сторона подошвы ростверка в м, параллельная грани
пирамиды продавливания;
/?р — расчетное сопротивление бетона растяжению в t/jw2,
принимаемое по п. 3.3 СНиП П-В.1-62.
165
Рис. 69. Рас-
четная схема
ростверка на
продавливание
Расчет ростверков на про-
давливание производится по
формулам:
при b < а + 2 /?0
Ло к /?р;	(26)
при b > а + 2 й0*
Р = (а +
(27)
где Р — сумма реактивных усилий в сваях, расположенных
между краем ростверка и пирамидой 'продавливания;
К—коэффициент, зависящий от отношения — и .прини-
маемый по табл. 18. При c>hb продавливание происходит по
пирамиде с углом наклона 45°;
с — горизонтальная «проекция наклонной грани пирам-иды
продавливания, равная расстоянию от внутренней гра-
ни свай рассматриваемого ряда до ближайшей грани
колонны (см.-рис. 69).
За расчетную высоту ростверка принимается большее значе-
ние, .полученное при расчете на главные растягивающие напря-
жения и на продавливание.
При расчете на продавливание рабочая высота ростверка й0
при установке колонны в стакан, толщина стенок которого менее
2/з высоты верхней ступени, принимается от дна стакана, а во
всех остальных случаях от верха стакана. При установке ме-
таллической колонны на 'ростверк без стакана рабочая .высота
ростверка принимается от его верха.
Расчет на продавливание производится для каждого .ряда
свай, расположенного за пределами колонны.
166
				Таблица 18	
	с Значения коэффициента К в зависимости от 	 к				
с		С		с	
ho	к	ho	к	Ъ	К
0,2	1,38	0,47	1,077	0,74	0,876
0,21	1,367	0,48	1,068	0,75	0,87
0,22	1,354	0,49	1,059	0,76	0,864
0,23	1,341	0,5	1,05	0,77	0,858
0,24	1,328	0,51	1,042	0,78	0,852
0,25	1,315	0,52	1,034	0,79	0,846
0,26	1,302	0,53	1,026	0,80	0,84
0,27	1,289	0,54	1,018	0,81	0,835
0,28	1,276	0,55	1,01	0,82	0,83
0,29	1,269	0,56	1,002	0,83	0,825
0,3	1,25	0,57	0,994	0,84	0,82
0,31	1,239	0,58	0,986	0,85	0,816
0,32	1,228	0,59	0,978	0,86	0,81
0,33	1,217	0,60	0,97	0,87	0,805
0,34	1,206	0,61	0,963	0,88	0,8
0,35	1,195	0,62	0,956	0,89	0,795
0,36	1,184	0,63	0,949	0,9	0,79
0,37	1,173	0,64	0,942	0,91	0,786
0,38	1,162	0,65	0,935	0,92	0,782
0,39	1,151	0,66	0,928	0,93	0,778
0,40	1,14	0,67	0,921	0,94	0,774
0,41	1,131	0,68	0,914	0,95	0,77
0,42	1,122	0,69	0,907	0,96	0,766
0,43	1,113	0,70	0,9	0,97	0,762
0,44	1,’1О4	0,71	0,894	0,98	0,758
0,45	1,095	0,72	0,888	0,99	0,754
0,46	1,086	0,73	0,882	I	0,75
Для облегчения		расчета ростверков		Фундаментпроектом	
составлены графики		для определения высоты -ростверка по			
главным растягивающим напряжениям для бетона марок 300,					
200 и 150,	а также	графики 1	43 УСЛОВИЯ	-продавливания пр?	
6^. 6z-|-2 h0	и ширине	колонны а	=40, 50, 60 см и при		5>а + 2 h0
(рис. 70, 7	1, 72). Графики составлены инж. Лешиным Г. М. и				
Иттенбеог Е. И.					
При разработке типовых ростверков учтены следующие по-					
ложения:					
минимальная толщина стенок стакана 22,5 см\
минимальная толщина ростверка ниже дна стакана 40 см\
расстояние от грани сваи крайнего ряда до края ростверка
5 см;
под колонной, как правило, располагается свая.
Графики для определения полезной высоты ростверков по-
строены для ширины ростверков 6=100, 150, 200 и 250 см или
для заданной меньшей стороны колонн а=40, 50 и 60 см. Полез-
ная высота -ростверков Ао определяется по найденным по
таблицам для подбора кустов свай суммарным усилиям в сваях
167
Р, расположенных между плоскостью, проходящей через грань
колонны или ступени, и краем ростверка (см. рис. 69).
Определив полезную высоту ростверка h0 из расчета на глав-
ные растягивающие напряжения по графику рис. 70, проверяем
ее из условия продавливания по графикам рис. 71 и 72, где по
величинам h (h0, найденное по графику рис. 70, плюс 5 см),
с, b и суммарному усилию Р находим h0. Из двух определенных
по графикам значений йо, рассчитанных по главным растягиваю-
щим напряжениям и по условиям продавливания, принимается
большее.
Кроме указанных расчетов .ростверки рассчитываются 'на
изгиб и смятие при толщине стенок стакана менее 2/з высоты
ступени.
Расчет на изгиб производится по изгибающему моменту,
вычисленному относительно внешней грани колонны или ступе-
ни от фактических нагрузок на сваи, расположенные между
гранью колонны или ступенью и ближайшим 'краем ростверка.
Преимущественно несущими элементами промышленных
зданий являются одноветвевые и двухветвевые железобетонные
колонны, а для очень тяжелых цехов, например металлургичес-
кого производства, — металлические колонны. Для таких несу-
щих конструкций сваи располагаются кустами, форма которых
в плане обычно квадратная при наличии нормальных сил и
отсутствии (или малых) изгибающих моментов. При. наличии
больших изгибающих моментов форма кустов принимается
•прямоугольной. При этом максимальная нагрузка на крайние
сваи не должна превышать несущей способности свай по грунту
и материалу, а минимальная нагрузка на крайние сваи при
самом невыгодном сочетании нагрузок не должна быть меньше
нуля.
При проектировании следует, однако, стремиться к тому,
чтобы минимальная нагрузка на крайнюю сваю была бы не
меньше !/з максимальной нагрузки. Вместе с тем в отдельных
случаях при наличии временных нагрузок допускаются на край-
ние свай в кусте даже выдергивающие нагрузки, значения
которых не должны превышать величины 0,7 от несущей спо-
собности свай на выдергивание. В зависимости от нагрузок на
фундаменты максимальное количество свай может достигать
20—30 шт. В этом случае следует выбирать такие сваи, чтобы
их несущая способность была бы не меньше 60—70 т, а при
очень больших кустах (40—50 шт.) не менее 100—150 т.
Необходимо также отметить, что даже для средненагружен-
ных колонн промышленных зданий (300—400 т) нет смысла
проектировать свайные фундаменты со сваями малой несущей
способности (около 20—25 т), потому что не только увеличива-
ется количество свай, но также значительно увеличиваются
размеры .ростверков в плане, а следовательно, и по глубине,
появляется дополнительный вес ростверка и грунта на его об-
168
Рис. 70. Графики для расчета ростверков над кустами свай на главные растягивающие напряжения
Порядок пользования. На оси абсцисс откладываем заданную величину Р п нз найденной точки восставляем перпендику-
ляр / до пересечения с кривой, соответствующей заданному значению Ь. Из точки пересечения проведем горизонтальную пря-
мую 2 до оси ординат и получим величину h0 . Если перпендикуляр 1 не пересекает указанную кривую, то проводим его до
пересечения с кривой, соответствующей заданному значению а.
Рис. 71. Графики для
расчета ростверков
над кустами свай на
продавливание при
b<a+2ho и ширине
колонны а=40 см
Порядок пользова-
ния. На оси ординат
откладываем заданную
величину С и из най-
денной точки проводим
горизонтальную прямую /
до пересечения с кривой,
соответствующей полу-
ченному по рис. 70 зна-
чению ho . Из точки пе-
ресечения опускаем пер-
пендикуляр 2 до пересе-
чения с кривой, соот-
ветствующей принятой
марке бетона, затем
проводим горизонталь-
ную линию 3 до пересе-
чения с кривой, соответ-
ствующей заданной ве-
личине в, и из полу-
ченной точки восставля-
ем перпендикуляр 4 до
пересечения с кривой,
соответствующей задан-
ному значению Р. Из
точки пересечения прово-
дим горизонтальную пря-
мую 5 до оси ординат и
получим величину h0.
250
200
150
100
50
250
200
50
C/h0,
K0J5^№4 09 037105\т 1^5 Тзв
С, с и nQtCM
3X300
150
600
400
50
200
00
900
00
150
т

8
10
11
12
О
то
1000
20 40 60 80 100 120140160 ^180200220240260290300320340360380400 420
14
15 К RptKf/cMz
для расче-
ростверков
кустами
на* про-
Рис. 72. Графи-
ки
та
над
свай
давливание при
b<a+2/i0 и ши-
рине колонны
а = 60 см
(порядок пользо-
вания показан на
рис. 71)
резах, величина которого иногда достигает нескольких сотен
тонн.
При сравнительно малых расстояниях между осями колонн
и значительных нагрузках на колонну, а также при значитель-
ных нагрузках от зданий или сооружений и малых габаритах
их в плане (трубы, силосы и др.) сваи располагаются под всем
’зданием в 'виде сплошного свайного поля.
Известно, что почти в каждом промышленном здании имеет-
ся примерно 15—20% колонн или других несущих элементов с
малыми нагрузками на фундаменты (фахверковые колонны,
лестничные клетки и др.). В этих случаях нагрузки на сваи по-
лучаются меньше их несущей способности по грунту и матери-
алу, поэтому в таких местах можно принять три сваи в кусте
при наличии нормальных сил и моментов, две сваи при нали-
чии только нормальных сил и незначительных моментов с
эксцентрицитетом еС 0,1 м, одну сваю с насадкой при наличии
только нормальных сил до 60 т.
Рациональность конструкции свайных фундаментов сущест-
венно зависит от объема ‘ростверка и, .в частности, от глубины
заложения подошвы ростверка. При выборе глубины заложе-
ния подошвы ростверка должны учитываться следующие фак-
торы:
а)	расчетная высота ростверка, определяемая изложенным
выше способом;
б)	абсолютная отметка пола и соответственно верха рост-
верка;
в) глубина каналов и приямков, примыкающих к колоннам,
вследствие чего верх ростверка должен совпадать с отметкой
дна канала или приямка.
Закладываемые .вблизи ростверков фундаменты под обору-
дование не будут влиять на глубину заложения подошвы рост-
верка. В этом случае при возведении фундаментов под оборудо
ванне после окончания устройства свайных фундаментов под
колонны верхняя часть рядов свай, примыкающих к фундамен-
там под оборудование, будет оголена. Таким образом, сопро-
тивление грунтов по боковой поверхности в пределах от
подошвы ростверков до подошвы фундаментов под оборудова-
ние учитывать не следует, т. е. несущая способность свай опре-
деляется сопротивлением грунтов под острием и сопротивлени-
ем грунтов по боковой поверхности в пределах от нижних
концов свай до отметки подошвы фундаментов под оборудова-
ние.
Необходимо обращать внимание на последовательность
устройства глубоких фундаментов под оборудование и свайных
Фундаментов под колонны. Наиболее правильно сначала 'воз-
вести фундаменты под оборудование, а потом свайные фунда-
менты под колонны зданий или сооружений. Если, однако, при-
нимается обратный порядок, что довольно часто встречается
172
вследствие позднего поступления оборудования .и их характе-
ристик, то в этом случае должны быть проверены расчетом
надземные конструкции колонн, рам и др. с учетом увеличения
расчетной .высоты колонн при оголении свай до отметок фунда-
ментов под оборудование.
Рассмотрим вопрос о влиянии глубины промерзания грунтов
на глубину заложения подошвы ростверков. В СНиП П-Б.5-67
этот фактор не учитывается по следующей причине.
Опасность пучения может возникнуть только под наружны-
ми колоннами, потому что свайные .ростверки под внутренние
I злонны не могут подвергнуться пучению вследствие положи-
тельных температур в цехе. Ростверки под наружные колонны
в лучинистых связных водонасыщенных грунтах могут подверг-
нуться пучению, однако и в этом случае нагрузки от колонн на
сваи будут препятствовать силам пучения.
Расчет фундаментов на действие сил пучения в соответствии
со СНиП П-Б.6-66 производится по формуле
—ИхМ,	(28)
где km — произведение коэффициентов однородности и усло-
вий работы грунта; йт=0,9;
QH	принимается .по табл. 2 СНиП П-Б.5-67,
a F] — боковая поверхность свай ниже зоны промер-
зания в м2);
п=1,4;
F— боковая поверхность свай в м2, находящихся в зоне
промерзания;
— 0,9 — коэффициент перегрузки постоянной нагрузки, дейст-
вующей на фундамент;
N*—нормативное значение .постоянной нагрузки, включая
вес сваи, ростверка и грунта над ним.
Расчеты по формуле (28) показывают, что при нагрузке на
сваю более 20 т, наблюдающейся, как правило, в свайных фун-
даментах промышленных зданий, не следует опасаться выпу-
чивания даже при глубине промерзания 2 м и длине свай 7 м и
более. Приведенные данные не относятся к вечномерзлым
грунтам.
При проектировании свайных фундаментов необходимо
обратить особое внимание на дополнительные горизонтальные
нагрузкй на с.ваи, возникающие при наличии значительных наг-
рузок на пол. Для складских промышленных зданий, когда на-
грузка на пол достигает 15—20 т/м2 и более, целесообразно уст-
раивать сплошное свайное поле, на которое передаются склад-
ские нагрузки, в связи с чем исключаются появляющиеся от
складских грузов дополнительные горизонтальные нагрузки на
свайные фундаменты под колонны. В некоторых случаях более
правильно заменить вертикальные сваи козловыми, если имеет-
ся оборудование для их погружения.
173
Основные принципы технико-экономических сравнений
свайных фундаментов с другими видами фундаментов
В настоящее время различные организации приводят срав-
нительные показатели по вариантам свайных фундаментов и
фундаментам на естественном основании по произвольной
форме. Встречаются также технико-экономические сравнения
неравнозначных по степени прочности и надежности вариантов.
Сравниваются, например, фундаменты на естественном основа-
нии, запроектированные с большими излишествами, с рацио-
нальной конструкцией свайных фундаментов и, наоборот, почти
совершенно ненадежная конструкция фундамента на естествен-
ном основании сравнивается со свайным фундаментом.
Приведем несколько примеров.
Грунт рассматриваемого участка с поверхности представлен
просадочными суглинками на глубину 6 м, ниже которых зале-
гают плотные непросадочные суглинки. При этих грунтовых ус-
ловиях рассматриваются для технико-экономического сравнения
четыре варианта.
I.	Фундамент на естественном основании с глубиной зало-
жения 6 м.
II.	Фундамент с глубиной заложения 4 м на песчаной по-
душке толщиной 2 м.
III.	Термически закрепленные столбы глубиной 6 м.
IV.	Камуфлетные сваи глубиной 6 м.
Варианты I и II не могут быть приняты для сравнения, так
как фундаменты на естественном основании с заглублением 6 м
проектировать нецелесообразно вследствие большого объема
земляных и бетонных работ. Вариант III возможен, но пока
способ термического закрепления грунта еще не является про-
изводственным способом для массового применения.
При варианте IV следовало бы принять камуфлетные свал
длиной по крайней мере 8 м, так как в пределах просадочной
толщи сопротивление грунтов по боковой поверхности учитыва-
ется с понижающим коэффициентом, а сопротивление грунта
под камуфлетной пятой будет явно недостаточным. Следовало
бы рассмотреть наиболее 'рациональный вариант применения
забивных железобетонных свай, заглубленных на 2—2,5 м в не-
просадочную толщу. К тому же во всех вариантах нельзя срав-
пивать только фундаменты (ленточные, столбы или свайные),
а нужно (рассматривать нулевой цикл в целом.
Вторым примером является свайный фундамент для крупно-
панельного жилого дома серии 1-464. Несущими являются попе-
речные стены, по осям которых располагаются сваи в один ряд.
В зависимости от несущей способности свай по грунтовым ус-
ловиям по осям поперечных стен располагаются пять, семь или
девять свай с нагрузкой на сваю соответственно 45—50, 25—30,
15—20 т.
174
Встречаются в практике случаи, когда для составления тех-
нико-экономических показателей сравниваются .варианты свай-
ных фундаментов с пятью сваями по поперечной оси и семью
сваями, тогда как в первом случае нагрузки на сваю в 1,5—
2 раза больше, чем во втором случае. Соответственно в первом
случае общее количество свай в 1,3 раза меньше, чем во втором,
таким образом, если по грунтовым условиям нагрузку на сваю
можно 'принять 25—30 т, то нельзя ее повысить до 45—50 т.
Следует также иметь в виду, что кроме неравноценного количе-
ства свай в первом и втором вариантах изменится сечение рос-
тверка вследствие изменения пролета. Если рассмотреть вари-
ант с пятью и девятью сваями, то разница получится еще более
разительной.
Как показывают приведенные примеры, необходимо соблю-
дать условия сравнимости по полноценности рассматриваемых
вариантов. Назовем полноценность вариантов первым ус-
ловием сравнимости. Вторым условием срав-
нимости следует считать номенклатуру сравниваемых эле-
ментов.
Так, например, при сравнении свайных фундаментов для
крупнопанельного жилого дома с ленточными фундаментами на
естественном основании следует учесть, что свайный фундамент,
как правило, решается с исключением несущих панелей техниче-
ского подполья и заменой их выступающими выше пола под-
полья сваями, на головы которых надеваются оголовки с вер-
хом под полом первого этажа. При ленточных фундаментах на
естественном основании несущие панели технического подполья
и фундаменты под ними нельзя исключить при сравнении вари-
антов.
Следовательно, в этом случае для составления технико-эко-
номических показателей нужно сравнивать в обоих вариантах ну-
левой цикл до уровня низа перекрытия первого этажа. Если
крупнопанельный жилой дом «расположен в районе залегания
просадочных грунтов или слабых грунтов большой мощности, то
при фундаментах на естественном основании потребуется допол-
нительное усиление -надземной конструкции (устройство армиро-
ванных и железобетонных поясов, .разделение здания на блоки с
двойными стенками tio всем этажам, уплотнение грунтов основа-
ния и др.).
При свайных фундаментах усиление надземных конструкций
здания не требуется. Следовательно, в этом случае должны срав-
ниваться усиленное здание с фундаментами на естественном ос-
новании со зданием без усиления со свайными фундаментами.
Если рассмотреть промышленное здание с фундаментами на
естественном основании, заглубляемыми вследствие близости
глубоко заложенных фундаментов под оборудование или по
грунтовым условиям, со свайными фундаментами, ростверки ко-
торых не требуют заглубления, то сравнению подлежит нулевой
175
Таблица 19
Характеристики сравниваемых вариантов фундаментов
Здания с фундаментами на естественном
основании
Здания со свайными фундаментами
1.	Краткая характеристика здания
(каменное, крупнопанельное,
каркасное, этажность, шаг ко-
лонн, несущие элементы)
2.	Наличие технического подполья,
подвала, каналов, приямков или
глубоких фундаментов под обо-
рудование
3.	Отметки планировки
4.	Время устройства фундаментов
(зимой или летом)
5.	Нормативные нагрузки от основ-
ных несущих элементов на фун-
дамент (погонные или сосредо-
точенные, моменты, горизонталь-
ные нагрузки)
6.	Тип фундаментов (сборный или
монолитный)
7.	Конструкция фундаментов (лен-
точный, столбчатый, ступенча-
тый и др.)
8.	Глубина заложения фундамента
9.	Краткая характеристика грунтов
ниже подошвы фундаментов и
нормативное давление на грунт
под подошвой фундаментов
10.	Тип уплотнения грунтов основа-
ния до закладки фундаментов
(уплотнение тяжелыми трам-
бовками, грунтовая подушка,
грунтовые сваи, предваритель-
ное замачивание)
11.	Характеристика строительного во-
допонижения до и в процессе
разработки котлована. Конст-
рукция и глубина дренажа (при
наличии высокого горизонта
грунтовых вод)
12.	Краткая характеристика усиления
надземных конструкций (арма-
турные и железобетонные пояса,
двойные стенки в местах оса-
дочных швов и пр.)
5.	Расчетные нагрузки от основных
несущих элементов на фунда-
мент (погонные, сосредоточен-
ные, моменты, горизонтальные
нагрузки)
6.	Конструкция ростверков (сборный,
монолитный или сборно-моно-
литный)
7.	Тип свай (квадратные сплошного
сечения, с круглой полостью,
полые круглые сваи, цилиндри-
ческие оболочки, набивные сваи,
набивные глубокие опоры)
8.	Глубина заложения ростверка
9.	Краткая характеристика проре-
заемых грунтов и грунтов, за-
легающих под нижними конца-
ми свай
10.	Тип свайного поля (ленточное
расположение t свай в один, два
и более рядов, кусты свай, свай-
ное поле под всем сооружени-
ем, одиночные цилиндрические
оболочки под колонны или на-
бивные опоры большого диа-
метра)
11.	Несущая способность свай, каким
способом она определена
176
цикл. Если при фундаментах на естественном основании преду-
сматривается увеличение высоты здания на некоторую величину
просадки или усиление надземных конструкций, то сравнивается
здание в целом с разными фундаментами.
При соблюдении первого и второго условий сравнимости
можно правильно определить технико-экономические показатели.
При рассмотрении технико-экономических показателей весь-
ма важно иметь характеристики сравниваемых вариантов, ука-
занные в табл. 19.
На основании проработанных вариантов определяются сле-
дующие технико-экономические показатели.
1.	Стоимость нулевого цикла или здания в зависимости от ус-
ловий сравнимости. Стоимость определяется по существующим
сметным нормам с учетом накладных -расходов, удорожания ра-
бот в зимнее время и плановых накоплений в строительстве.
2.	Капитальные вложения, состоящие из затрат на организа-
цию,.производства сборных железобетонных элементов (сваи,
ростверки, сборные блоки, панели м др.) и затрат на исходное
сырье для изготовления этих конструкций и деталей.
Приведенные удельные капиталовложения определяются по
формуле
ЛпР = А К,
где КПр —приведенные удельные капиталовложения в руб.;
Дс — коэффициент, учитывающий срок строительства
•предприятий, производящих конструкции и детали;
К — удельные капиталовложения в руб. на единицу про-
дукции.
По данным НИИЭС, значения К,ЛС и Кпр для основных
элементов-фундаментов и материалов определяются по табл. 20.
Для определения -размера капитальных вложений удельные ка-
питаловложения умножаются на нормативный коэффициент эф-
Таблица 20
Основные данные для определения
приведенных удельных капиталовложений
Наименование материалов и конструкций	Единица измерения	К в руб.	Лс	^пр Лс« в руб.
Сборные железобетонные конструк- ции (в том числе сборные блоки фундаментов, балки ростверка, сваи) . . 		М3	40	1,07	42,8<
- Бетон тяжелый		»	3	1	3
Цемент 	 :	т	24,6	1.14	28
Заполнители для тяжелого бетона .	М3 бетона	5,9	1,07	6,3
Сталь: горячекатаная арматура . . .	т	180	1,21	218
холоднотянутая низкоуглероди- стая проволока 		>	263	1.21	318
холоднотянутая высокопрочная проволока 		»	380	1,21	460
177
фективности в строительной индустрии и промышленности строи-
те льных материалов Е стр =0,17 (для железобетонных конструк-
ций и строительных материалов) и нормативный коэффициент
эффективности в металлургической промышленности Емет = 0,14
(для арматуры).
Таким образом, к общей стоимости, определяемой -по сущест-
вующим сметным нормам, необходимо прибавить размер капи-
тальных вложений, определенных по указанной методике.
3.	Расход материалов, определяемый по объемам работ, по >
считанным по чертежам, с учетом отходов при изготовлении кон-
струкций и потерь при хранении (принимается по нормам расхо-
да материалов). К основным видам материалов, подлежащих
подсчету, относятся: бетон, железобетон, арматура.
4.	Объем земляных работ (выемка и обратная засыпка),
определяемый .применительно к категориям грунта по классифи-
кации сметных норм.
55	Затраты труда на изготовление основных конструкций и
деталей (сваи, балки ростверка, сборные блоки, рандбалки
и др.) и на возведение фундаментов.
Трудоемкость изготовления конструкций определяется по ме-
тодике Гипротиса (серия 2-27-П1). Трудоемкость по устройству
фундаментов определяется по СНиП.
Затраты труда рабочих, обслуживающих основные машины,
включаются в общие показатели по затратам труда.
6. Годовой экономический эффект, определяемый в соответ-
ствии с инструкцией по определению годового экономического
эффекта, получаемого в результате внедрения новой техники в
строительство (СН 248—63).
Результаты технико-экономических сравнений
свайных фундаментов с фундаментами
на естественном основании
По жилым зданиям. В 1967—1968 гг. ЦНИИЭП жилища про-
извел технико-экономический анализ вариантов сборных ленточ-
ных и свайных фундаментов для 5-этажных жилых домов серий
I-464A и I-447C, имеющих наиболее массовое .распространение.
В результате этого анализа получены следующие данные.
Предполагается построить новых жилых домов (с учетом
кооперативного строительства) с полезной площадью 131 млн. м\
из них 4—5-этажных зданий серии 1-464А 36,2 млн. л*2, а с уче-
том применения забивных свай длиной до 7 м — 29,4 млн. м2.
При применении свайных фундаментов для жилых зданий в
объеме 70% можно будет получить годовую экономию
14 млн. руб., снизить затраты труда на 1 млн. чел.-дней, умень-
шить «расход бетона на 410 тыс. м3 и расход цемента на 123 тыс. т.
Вместе с тем 'расход натуральной стали увеличится примерно на
56,7 тыс. т.
Всего предполагается построить жилых домов серии I-447C с
178
полезной площадью 16,7 млн. ж2, а с учетом применения коротких
свай (65%) И млн. ж2.
При полном применении свайных фундаментов можно будет
получить годовую экономию в размере 15,7 млн. руб., снизить
затраты труда на 550 тыс. чел.-дней, уменьшить расход бетона на
660 тыс. ж3 и расход цемента на 185 тыс. т. Однако расход арма-
турной стали повысится на 22 тыс. т.
Учитывая, что данные свайные фундаменты для 4—5-этаж-
ных крупнопанельных домов серии I-464A целесообразно приме-
нять в объеме около 70%, а для кирпичных домов серии I-447C в
объеме около 90% полного объема жилищного строительства по
данным сериям, общие показатели по указанным сериям при тех-
нико-экономическом анализе получены следующие: годовая эко-
номия по 4—5-этажным домам указанных серий составит
29,7 млн. руб., затраты труда сократятся на 1,6 млн. чел.-дней,
расход бетона уменьшится на 1,1 млн. ж3, а расход цемента на
308 ты2. т.
Расход натуральной арматурной стали на сваи и ростверки по
•сравнению с расходом при сборных ленточных фундаментах уве-
личится на 79 тыс. т. При применении предварительно напряжен-
ных свай в размере 50% перерасход натуральной арматурной
стали снизится до 66 тыс. т. Вопрос о дальнейшем снижении рас-
хода арматурной стали непосредственно связан с развитием про-
грессивных и экономичных конструкций свай и свайных фунда-
ментов.
Приведенные технико-экономические показатели получены
при сравнении сборных ленточных фундаментов со свайными при
унифицированных ростверках для серии I-464A. Известно, что
всякая унификация, как правило, приводит к перерасходу мате-
риалов. В данном случае принятие уменьшенного сечения рост-
верка 25X40 см (Л) привело к некоторому увеличению расхода
арматурной стали.
На основании результатов технико-экономического анализа
авторы пришли к выводу, что для крупнопанельных домов целе-
сообразно применять свайные фундаменты вместо сборных лен-
точных фундаментов при глубине заложения их 1,5 ж и более, а
для кирпичных зданий — вместо сборных ленточных фундамен-
тов при глубине заложения 1,2 ж.
В настоящее 'время уже имеются безростверковые решения
свайных фундаментов для крупнопанельных домов. Есть основа-
.ния полагать, что в ближайшем будущем будут найдены опти-
мальные конструкции безростверковых свайных фундаментов.
Констоукции свай все больше совершенствуются. Можно с
уверенностью сказать, что в ближайшее время будут чаще при-
меняться преднапряженные квадратные сваи с круглой полостью,
что позволит снизить расход бетона на 22% и арматуры на 40—
60% по сравнению с ненапряженными квадратными сваями
сплошного сечения.
179
В последнее время начинают внедряться преднапряженные
сваи, армированные продольной арматурой, расположенной в
центральной зоне сечения, без поперечного армирования. В этих
сваях расход стали по сравнению с ненапряженными сваями с
поперечным армированием снижается до 70%.
Наконец, крайне важным резервом экономии материалов и
снижения стоимости является максимальное использование несу-
щей способности свай и, следовательно, уменьшение их количе-
ства.
По промышленным зданиям. Институтами Фундаментпроект,
Промстройпроект, Ленинградский Промстройпроект и Сибгипро-
шахт разработаны технические решения свайных фундаментов
для крановых и беокрановых 'цехов взамен фундаментов на есте-
ственном основании, которые позволили определить области их
целесообразного применения.
Для большинства промышленных зданий экономически целе-
сообразно применять свайные фундаменты в’замен фундаментов
на естественном основании с глубиной заложения 3 м и более.
При глубине заложения фундаментов на естественном основании
2 м свайные фундаменты могут оказаться выгоднее в следующих
случаях:
а)	при нагрузках на колонну до 60 т в бескрановых одно-
этажных зданиях высотой до 5 м, когда колонну можно устано-
вить на одну квадратную сваю с насадкой;
б)	для зданий с нагрузкой на колонну до 100 т, когда колон-
ну можно вставить в одну полую круглую сваю;
(в	) при применении свайных фундаментов с кустами из квад-
ратных свай с нагрузкой на колонну более 100 т для промышлен-
ных зданий взамен ступенчатых фундаментов на естественном
основании с нормативным сопротивлением 2 кГ!см2 при залега-
нии на глубине 4—6 м крупнообломочных грунтов, плотных пес-
ков и твердых глинистых .грунтов;
г) при применении свайных фундаментов с. кустам и из квад-
ратных свай или одиночных цилиндрических оболочек для зда-
ний с нагрузкой на колонну 200—400 т с сеткой колонн 6X6 или
6X9 м взамен плитных или ленточных фундаментов на естест-
венном основании;
д) при однорядном расположении свай.
Глав а V
АГРЕГАТЫ ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАИ
И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
До 'последнего времени (5—10 лет назад) сваи погружались
з грунт в основном забивкой молотами одиночного действия, под-
вешенными к специальным сваебойным агрегатам, передвигаю-
щимся преимущественно по рельсовым путям.
В связи с широким применением свайных фундаментов в жи-
лищном строительстве для погружения свай кроме молотов оди-
ночного действия часто используются штанговые дизель-молоты
и иногда трубчатые дизель-молоты. Сваи погружают также ме-
тодами вибропогружения, вибровдавливания и вдавливания.
Сваи, как правило, необходимо погружать до плотных грун-
тов с заглублением в них на некоторую величину. Если ниже по-
верхности планировки залегают грунты, обладающие слабой не-
сущей способностью, мощность которых не позволяет их проре-
зать даже длинными сваями, сваи оставляют в этих грунтах.
С известной приближенностью можно назвать следующие об-
ласти целесообразного применения различных агрегатов для по-
гружения свай в зависимости от грунтовых условий:
паровоздушные молоты одиночного действия — применение
их возможно в любых грунтах;
штанговые дизель-молоты—наиболее эффективно применять
при отношении веса ударной части молота к весу сваи более 1,25
и погружении свай в грунты слабые и средней плотности;
трубчатые дизель-молоты, обладающие большей энергией, бо-
лее эффективны, чем штанговые дизель-молоты; отношение веса
ударной части молота к весу сваи может быть около 0,7; при
прорезании плотных прослойков крупных и гравелистых песков
погружение осуществляется с подмывом;
вибропогружатели — рекомендуется применять при прореза-
нии рыхлых песков, водонасыщенных песков средней плотности,
илов и связных грунтов текучей и текуче-пластичной консистен-
ции;
вибровдавливающие агрегаты для погружения свай вибриро-
ванием с дополнительным вдавливанием весом агрегата целесо-
образно применять при длине свай до 6 л в водонасыщенных
181
рыхлых песках и супесях, а также связных грунтах, консистен-
ция которых не выше тугопластичной; вдавливающий агпегат —
погружение свай статической нагрузкой возможно только в водо-
насыщенных связных грунтах, находящихся 'в текучем и текуче-
пластичном состоянии, и в пылеватых водонасыщенных рыхлых
песках;
вибромолоты, по-видимому, могут 'Применяться в тех же грун-
тах, для которых рекомендованы 'вибропогружатели, но с боль-
шей эффективностью.
Эффективное погружение свай любым из указанных агрега-
тов возможно только в том случае, когда они правильно подобра-
ны по мощности. Молоты одиночного действия, а также штанго-
вые дизель-молоты необходимо подбирать в зависимости от от-
ношения веса ударной части молота к весу свай и от характери-
стики прорезаемых грунтов. Для погружения квадратных свай
длиной до 8—12 м в грунты средней плотности отношение веса
ударной части молота к весу свай должно быть не менее 1,25.
При погружении свай в плотные грунты и при прорезании плот-
ных прослойков указанное отношение должно быть не менее 1,5.
При погружении свай длиной 12 м и более -в водонасыщенные
слабые грунты отношение веса ударной части молота к весу свай
может быть принято равным 1.
Указанные требования необходимо соблюдать в тех случаях,
когда при погружении свай .встречаются трудно пробиваемые ма-
ломощными молотами плотные прослойки, которые вследствие
малой толщины не могут служить несущим слоем. Если же ниж-
ние концы свай заглубляются в плотные грунты и особенно грун-
ты средней плотности, применение мощных молотов способству
ет образованию уплотненного грунтового ядра, позволяющего пе-
редавать повышенные нагрузки на сваи.
При устройстве свайных фундаментов со сваями, погружае-
мыми в слабые грунты и не достигающими плотных грунтов, от-
ношение веса молота -к весу свай может быть равно 1 и даже
меньше.
В табл. 21 приведены сравнительные данные по трубчатым и
штанговым дизель-молотам. Как видно из таблицы, энергия уда-
ра трубчатых дизель-молотов значительно выше штанговых, что
объясняется увеличением высоты подъема более чем в 1,5 раза
и уменьшением степени сжатия.
Наиболее эффективные вибропогружатели и тем более вибро-
молоты невозможно выбрать с такой определенностью, как удар-
ные молоты.
Далее приводятся основные характеристики агрегатов, при-
меняемых в настоящее время преимущественно в жилищном
строительстве для погружения свай длиной до 7—8 м.
Стерлитамакским заводом строительных машин выпускаются
легкие копры типов С-429 и С-532, двигающиеся по рельсовому
182
-пути; в ближайшее вр-емя должны быть выпущены копры типа
С-679. Основные технические данные указанных копров приведе-
ны в табл. 22.
Т а б л и ц а 21
Основные технические данные дизель-молотов
Показатели	Трубчатые дизель-молоты			Штанговые дизель-молоты		
	УР1-500	УР1-1250, С-858*. С-995**	УР1-1800, С-859*, С-996*	С-222	С-268	С-330
Общий вес в кг .	1250	2300	3400	2480	3100	4200
Вес ударной части в кг		500	1250	1800	1200	1800	2500
Высота подъема ударной части в м		3	3	3	1,77	2,1	2.6 4,54
Высота молота в м	4	4	4,2	3,34	3,82	
Число ударов в 1 мин		44	44	44	50 60	50-60	50 — 60
Энергия удара в кгм		1300	3300	4800	1000	1400	2000
Наибольший вес забивной . сваи ВТ		1,2	3	5	1	1,5	2
* Трубчатые дизель-молоты с воздушным охлаждением.
** Трубчатые дизель-молоты с водяным охлаждением.
Табл и ц а 22
Основные технические данные копров
Показатели	Типы копров			
	С-428	С-429	С-532	• С-679
Вес ударной части в кг 		1200	1800	2500	3500
Число ударов в 1 мин 	 Наибольшая высота подъема удар-	50-60	—	—	50-60
ной части в мм		1790	2100	2500	2600
Тип дизель-молота		С-222	С-268	С-330	С-679
Вес машины в кг		2200	3100	4200	6000
С помощью двухбарабанной лебедки копер подтаскивает
сваи, поднимает и заводит их под наголовник дизель-молота.
Для транспортирования с базы на строительную площадку и об-
ратно копер легко разбирается на отдельные узлы и в разобран-
ном виде перевозится на автомашине.
Преимуществом указанных копров является простота изготов-
ления, монтажа и демонтажа. К недостаткам относятся: необхо-
димость укладки и рихтовки рельсовых путей и сравнительно ма-
лая сменная производительность при погружении свай (8—
10 шт.).
183
1.	Сваебойный агрегат С-714
конструкции Башниистроя
Сваебойный агрегат С-714 (рис. 73) предназначен для погру-
жения железобетонных свай длиной до 8 м и весом до 2,5 т.
Копровая часть агре-
гата С-714 является на-
весной к крану-трубоук-
ладчику ТО-1224. При не-
обходимости можно снять
копровое оборудование п
использовать кран-трубо-
укладчик по прямому на-
значению. В качестве ба-
зы для сваебойного агре-
гата можно также исполь-
зовать трубоукладчики
ТЛ-3 и ТЛ-4. К сваебой-
ному агрегату С-714
могут быть подвешены ди-
зель-молоты С-222 и
С-268 (соответственно в'•••
ударной части равен 1200
и 1800 кг).
Сваебойный	агрега г
снабжен механизирован-
ными устройствами для
подтаскивания и установ-
ки сваи с заводкой ее го-
ловы в наголовник. Завод-
ка свай в наголовник осу-
ществляется специальной
стрелой, перемещающейся
с помощью гидродомкра- '
та без передвижения
трактора. Направляющая
стрела для дизель-молота
имеет вертикальное (рабочее) положение и горизонтальное
(транспортное) положение.
Возможность перемещения стрелы в направлении, перпенди-
кулярном движению базовой машины, позволяет точно навести
острие сваи на заданную точку без дополнительных маневров ма-
шины.
В рабочем положении стрела может изменять угол накло-
на в двух взаимно перпендикулярных направлениях, >в результа-
те чего она может находиться строго (вертикально при продоль-
ных и поперечных наклонах базовой машины до 7°.
Рис. 73. Самоходная установка С-714 для
погружения свай
184
Техническая характеристика сваебойного агрегата
С-714 с дизель-молотом С-268
Вес ударной части в кг........................ 1800
Вес навесного оборудования с молотом С-268
(для трубоукладчика ТО-1224) в кг............. 6535
Общий вес агрегата в т ....................... 21,7
Максимальный вылет стрелы в мм ............... 700
Тип лебедки .................................. двухбарабанная
реверсивная с ме-
ханическим управ-
лением Т-136
Производительность свай в смену (для средних
грунтовых условий и квадратных свай длиной 6 м)	20—25
В табл. 23 'приведены технические данные самоходных устано-
вок С-870, С-878 и СА-12.
Таблица 23
Основные технические данные самоходных установок
Показатели	Типы самоходных установок		
	С-870	С-878	СА-12
Высота стрелы в м:			
полная 		13	13	18
полезная 		8	8	12
Угол наклона направляющей стрелы		-	
в град'.			
вперед			5	11	10
назад		5	20	20
вправо 		5	7	7
влево 		5	7	7
Вынос направляющей стрелы в см	40	70	70
Тип дизель-молота		С-	268	С-330
Вес ударной части в кг 		1800		2500*
Грузоподъемность копра в т . . .	3,25	4,5	8,5
Базовая машина ...	...	Трактор	Трактор	Трактор
	С-100	С-100	С-100ГП
	с фронталь-	с боковым	
	ным распо-	расположе-	
	ложением	нием	
	стрелы	стрелы	
Установленная мощность двигателя			
в л. с		100	100	100
Полный вес машины в т		18,1	22,7	28
Габаритные размеры установки в мм:			
длина 		9000	8800	—
ширина 		3200	4240	— 
высота 		4200	4580	—
Сменная производительность (шт.			
свай) ...	15-20	15-20	—
Скорость передвижения в км/ч . .	5,14	3,1	5,5
Удельное давление на грунт в кГ/см2	0,9	0,9	0,6
Максимальная длина погружаемой			
сваи в м 		8	8	12
Максимальный вес погружаемой сваи			
ВТ		1,8	1,8	2,7
185
2.	Копровая установка на базе экскаватора
Институтом ВНИИСтройдормаш разработано навесное обо-
рудование к экскаватору Э-651 (Э-505). К копровой стреле могут
быть подвешены дизель-молоты С-268 и С-330 или вибропогружа-
тель.
Рис. 74. Установка для погружения свай на базе экскава-
тора
В случае необходимости (навесное копровое оборудование сни-
мают и экскаватор используют на земляных работах по прямому
назначению, а также при монтажных работах вместо крана. Воз-
можность поворота экскаватора на 45° позволяет с одной стоян-
ки погрузить несколько свай.
186
Основными недостатками данной установки являются: боль-
шой вес в связи с высокой металлоемкостью; использование экс-
каватора, предназначенного по своей высокой мощности и высо-
кой производительности для земляных работ, на малопроизводи-
тельных работах по погружению свай. Если сменная производи-
тельность экскаватора составляет в среднем 250 м2 грунта или
400 т, то при максимальном погружении 15 свай в смену общий
их вес составляет 27 т. Необходимо также отметить высокую
стоимость машины.
Техническая характеристика копровой установки на базе экскаватора
Э-651 (рис. 74) с дизель-молотом С-330
Вес ударной части в кг ........................
Максимальный вес навесного оборудования (без ди-
зель-молота) в т...............................
.Общая высота агрегата в м.....................
Грузоподъемность в т ..........................
Средняя сменная производительность .	... .
2500
3
13
8
15 свай длиной
6 м и сечением
30 x 30 см
3.	Вибровдавливающий агрегат ВВПС-20/11
Известно, что ’при погружении сваи вибрированием путем
установки на голову сваи вибропогружателя сопротивление грун-
та по 'боковой поверхности сваи резко снижается вследствие на-
рушения естественной структуры грунтов. Сопротивление сваи
под нижним концом сравнительно .легко преодолевается под
действием частых ударов (вибрирования).
В связи с этим при подборе соответствующей мощности ви-
бропогружателя скорость погружения свай вибрированием в не-
связных грунтах средней плотности может быть во много раз
выше скорости погружения свай молотами. Однако вследствие
того что удельный вес 'затрат времени на погружение значитель-
но меньше, чем Затраты на подготовительные и подсобные опера-
ции (подтаскивание сваи, надевание наголовника, передвиже-
ние копра на ближайшую точку, установка сваи на точку и др.),
средняя производительность при погружении свай в смену вибро-
погружателями и молотами примерно одинакова.
Следует отметить ряд недостатков, присущих методу погру-
жения свай вибрированием:
1)	сравнительно небольшая погружающая способность свай
в относительно плотных связных грунтах, особенно при больших
размерах поперечного сечения сваи, в результате чего возникает
необходимость создания вибропогружателей большого веса;
2)	высокая потребная мощность привода, которую не всегда
можно обеспечить на строительной площадке;
187
Рис. 75. Вибровдавливающий агрегат
ВВПС-20/11
3)	необходимость жесткого крепления вибропогружателя к
свае, .в связи с чем .приходится иметь специальные наголовники
применительно к разному сечению свай;
4)	сложность осуществления надежного крепления вибропо-
гружателя к свае; оставление в голове свай горизонтального от-
верстия может 'Привести к преждевременному разрушению голо-
вы при погружении забивкой молотами;
5)	отсутствие виброус-
тойчивых двигателей; в ре-
зультате вибраций срок
службы двигателей невелик,
довольно часто приходится
их ремонтировать или заме-
нять новыми.
Следует остановиться на
вопросе о необходимости
применения вибропогружа-
телей с большим весом.
По данным О. А. Савино-
ва, для успешного погруже-
ния свай длиной 12—15 м в
слабых грунтах вес вибропо-
гружателя должен быть не
менее 5 т, а в плотных грун-
тах— в 1,5—2 раза больше.
Стремясь к применению виб-
ропогружателей с большой
пригрузкой, Оргэнергострой
создал вибровдавливающий
агрегат ВВПС-20/11, а затем
ВВПС-32/19. В этих агрега-
тах используется вдавлива-
ющее усилие от веса конст-
рукции копра.
В настоящее время при-
меняется преимущественно
вибровдавливающий агрегат
ВВПС-20/11 (рис. 75), пред-
назначенный для строитель-
ства линий электропередачи
и в отдельных случаях для
жилищного строительства.
Несмотря на сравнительно большое усилие вдавливания (11 т),
погружение даже коротких свай (длиной 6 м) в плотных грунтах
часто осложняется. В связи с этим в комплект агрегата включено
сменное оборудование, позволяющее до погружения свай бурить
лидерную скважину, диаметр которой несколько меньше или ра-
вен стороне сваи. С точки зрения несущей способности сваи
188
более целесообразно диаметр лидера принять меньше стороны
сваи. Бурят лидерные скважины буровым агрегатом вращатель-
ного или шнекового бурения. Глубина лидерных скважин може;
быть на 20—30% меньше длины свай.
Иногда .применение лидерных скважин также не обеспечива
ет успешного погружения свай до проектной отметки. В этом
случае в непосредственной близости от погружаемой сваи бурит-
ся дополнительная скважина на некоторую глубину, после этого
производится дополнительное погружение сваи до проектной от-
метки, а скважина заполняется тощим бетоном.
Управление работой агрегата сосредоточено в кабине тракто-
ра. Агрегат обслуживает бригада из трех человек.
Техническая характеристика агрегатов
ВВПС-20/11 и ВВПС-32/19
Тип агрегата............................ВВПС-20/11
Максимальное усилие вдавливания сваи в т. 11
Наибольшая возмущающая сила вибропогру-
жателя в кг............................. 20 000
Частота вибрирования (кол/мин) ...'..	710
Базовая машина (трактор) . . ........... С-100
Мощность трактора в л. с.................... 100
Мощность генератора в кет...................... 60
Мощность электродвигателя вибропогружа-
теля в кет................................... 40
Мощность лебедки в кет.................. 6,5
Общий вес агрегата в т ................... 23,86
Наибольшая длина погружаемой сваи в м .	6
Наибольшее сечение погружаемой сваи в см 30x30
Наименьшее возвышение сваи над уровнем
земли после погружения в мм ............. 100
Скорость передвижения в км/ч............2,36—5,4
ВВПС-32/19
19
28000
850
Т-140
140
100
75
9
28,67
7
40x40
100
2,4—5,8
Стремясь исключить сохранившиеся в вибровдавливающих
агрегатах недостатки, свойственные вибропогружающим маши-
нам, в последнее время вместо вибропогружателей используют
вибромолоты. Имеются различные схемы «и конструкции вибро-
молотов.
В 1961 г. ВНИИГСом был разработан вибромолот к вибро-
вдавлив^ющему агрегату ВВПС-20/11. Эффективность этого ви-
бромолота определяется тем, что при весе 3 г он равноценен низ-
кочастотному вибратору весом 10 т. По данным ВНИИГС, с по-
мощью вибромолота можно погружать сваи большой длины с не-
сущей способностью в 3—4 раза большей, чем несущая способ-
ность свай, погружаемых вибропогружателем, установленным на
агрегате ВВПС-20/11. Вследствие высокой энергетической мощ-
ности вибромолоты позволят погружать сваи в более плотную
грунтовую среду, в то же время мощность двигателя вибромолота
189
28 кет вместо 40 кет мощности двигателя вибропогружателя
ВВПС-20/11.
Согласно некоторым данным, для погружения коротких свай
во многих случаях более эффективно применять вибропогружа-
тель с пригрузом, чем вибромолот. Оптимальная конструкция
вибромолота для погружения свай, пригодная для серийного вы-
пуска, в настоящее время еще не разработана.
Для погружения свай длиной до 12 м *в более плотные грунты
институтом Проектстроймеханизация Запроектированы, а трестом
Гидроспецфундаментстрой изготовлены и эксплуатируются пол-
ноповоротные копры ПМК-3-12 с паровоздушным молотом оди-
ночного действия весом ударной части до 4,25 т. Молот снабжен
автоматической парораспределительной головкой.
Для свай длиной до 20 м теми же организациями изготовле-
ны и эксплуатируются полноповоротные копры ПМК-20 с паро-
воздушным молотом одиночного действия весом до 8 т. Такие
молоты изготовляются Главспецпромстроем Минмонтажспец-
строя СССР на Щекинском опытно-механическом заводе горно-
проходческого оборудования.
В тресте Гидроспецфундаментстрой также изготовлен труб-
чатый дизель-молот с весом ударной части 2,5 т марки МДТ-2,5.
4.	Агрегаты для вдавливания свай конструкции
Оргэнергостроя (Ленинград)
В отдельных случаях погружение свай осуществляется стати-
ческим вдавливанием. Для этого используется следующее обору-
дование: рабочий трактор—трактор С-100 с удлиненной ходовой
частью; передняя .и задняя рамы; стрела и наголовник; опорная
плита; лебедка Л-8; лебедка ЛОН-4-1,8; прибор проверки верти-
кальности; пригрузочный трактор — трактор с удлиненной ходо-
вой частью; передняя рама с грузом; задняя рама с грузом.
Передняя рама является опорой стрелы и плиты iB рабочем и
транспортном положениях. Задняя рама служит для .монтажа
навесного оборудования агрегата и является дополнительной
опорой стрелы в транспортном положении.
В верхней части фермы укреплены два блока. Один блок
предназначен для пропуска силового каната от лебедки Л-8 на
стрелу и к наголовнику, а второй — от вспомогательного бара-
бана лебедки ЛОН-2-1,8 для подтаскивания сваи к агрегату.
Подвижной наголовник воспринимает усилие от лебедки Л-8 и
передает его через шестикратный полиспаст на вдавливаемую
сваю.
Метод вдавливания свай применяется только в районах зале-
гания слабых грунтов. В настоящее время пока нет серийного
выпуска агрегатов для вдавливания свай.
Процесс вдавливания свай заключается в следующем-
190
Для облегчения вдавливания сначала в заданной точке с по-
мощью бурового станка ЗИЛ-157 бурят лидерную скважину.
Диаметр скважины зависит от плотности грунтов, в которые
предполагается вдавливать сваи.
Рис. 76. Вдавливающий агрегат АВС-35 на базе двух тракторов
Техническая характеристика агрегата АВС-35 (рис. 76)
Максимальное усилие вдавливания в т .... '	35
Общий вес агрегата в т ........................ 39,6
Вес рабочего трактора вт....................... 21,4
Вес пригрузочного трактора вт ................. 18,2
Марка базовой машины........................... Трактор С-100
Тип лебедки....................................ЛОН-2-1,8; Л-8
Средняя производительность в смену (шт. свай) .	14—16
Длина в м погружаемой сваи сечением 30x30 см	6
Удельное давление тракторов на грунт в кГ/см2 .	0,55—0,65
Скорость передвижения рабочего трактора в км/ч 5,4
Скорость передвижения пригрузочного трактора
в км/ч......................................... 10
Рабочий трактор со стрелой устанавливают над скважиной; с
помощью ручной лебедки с тросом грузоподъемностью 1,5 т, за-
крепленной на задней раме, опорная плита опускается на землю.
Трос отсоединяют от опорной плиты и крепят к голове сваи. Той
же лебедкой сваю поднимают вверх и заводят в проем направ-
ляющей стрелы. После этого трос отсоединяют от сваи, крепят к
наголовнику и пропускают через отводные блоки. Затем наголов-
ник с помощью лебедки опускают на голову сваи и крепят к ней.
191
На опорную плиту устанавливают пригрузочный трактор и на-
головник под влиянием усилия натянутого троса движется по на-
правляющим вниз на голову сваи, погружая ее в грунт.
Основными недостатками вдавливающих агрегатов указанной
конструкции являются:
Рис. 77. Вдавлива-
ющий агрегат на*
рельсовом ходу с
дополнительным
грузом
а)	необходимость применения четырех машин (два трактора,
автокран и буровой агрегат);
б)	многодельность процесса производства работ (бурение ли-
дерных скважин, установка рабочего трактора над скважиной.
192
опускание опорной плиты, подъем сваи, опускание наголовника
на голову сваи, установка пригрузочного трактора на опорную
плиту и собственно вдавливание);
в)	большая металлоемкость агрегата;
г)	ограниченная область применения (только для слабых
грунтов).
Вдавливающий агрегат на рельсовом ходу и с дополнитель-
ным грузом показан на рис. 77.
5.	Копровая установка на траверсной тележке
Фунда1ме-нтпроектом -разработана копровая установка для по-
гружения свай длиной до 7 м и сечением 30X30 см или трубча-
тых свай диаметром до 60 см той же длины. Такая установка с
успехом используется, ib частности, на 'строительстве в Салавате.
Установка представляет собой траверсную тележку на рель-
совом ходу пролетом 16 м с консолями по 2,5 м с каждой сторо-
ны. Такая длина тележки позволяет перекрыть 'всю ширину жи-
лого ’здания и котлован глубиной до 2 м для технического под-
полья.
На траверсную тележку устанавливаегся на скатах копер вы-
сотой 12,2 м. Траверсная тележка передвигается вдоль продоль-
ной оси здания, а копер —вдоль траверсной тележки по -попереч-
ным осям здания. При таком передвижении копра и тележки лег-
ко обеспечивается возможность установки и погружения свай в
любой точке в пределах контура здания. Если в здании преду-
смотрено техническое подполье, то после вскрытия котлована
устанавливают траверсную тележку на рельсы, укладываемые
•на бровках. В этом случае сваи можно погружать с опускными
стрелами ниже нижнего пояса тележки. Следовательно, дальней-
шее передвижение возможно не только назад, но и вперед над
головами погруженных свай.
Преимущество копровой установки на траверсной тележке
большого пролета заключается главным образом в возможности
быстрой установки сваи в любой точке в пределах контура зда-
ния и соблюдения необходимой точности забивки свай.
Недостатком является необходимость укладки и демонтажа
рельсовых путей и монтажа и демонтажа траверсной тележки.
Техническая характеристика копровой установки
на траверсной тележке
Полная высота установки в м ........................ 12,2
Полезная высота в м ...................’............ 7
Тип дизель-мол о га................................. С-268
Общий вес копра в кг . ............................. 14 930
Тип лебедки......................................... Т-136
Средняя производительность в смену (шт. свай) ....	15—20
Ширина колеи рельсового пути траверсной тележки в м 16
193
Помимо указанных сваебойных агрегатов, применяемых в на-
стоящее время 'при строительстве свайных фундаментов, имеется
ряд других копров и агрегатов (копер Дунаева, башенный ко-
пер, копер на базе автомашины и др.). Эти агрегаты по металло-
емкости, методам производства работ и производительности ус-
тупают приведенным здесь сваебойным агрегатам.
В настоящее время можно считать наиболее приемлемыми три
типа агрегатов: самоходные сваебойные агрегаты типа С-878 на
базе трубоукладчика или С-870 на базе трактора и копры на
траверсной тележке.
Для дальнейшей разработки совершенных конструкций агре-
гатов для .погружения свай необходимо сформулировать предъ-
являемые к ним основные требования.
1.	Агрегаты для погружения свай должны быть самоходными
на гусеничном ходу, что позволяет им нормально передвигаться
в пределах строительной .площадки в любой период года, при
любых грунтах, включая связные водонасыщенные. Необходимы
также копры на траверсной тележке пролетом не менее 16 м, ко-
торая позволяет передвигаться копру по взаимно перпендикуляр-
ным направлениям.
2.	Агрегаты для погружения свай должны быть приспособле-
ны для работы «в любом климатическом районе СССР, в течение
круглого года, круглосуточно.
3.	Должна быть обеспечена 'возможность подвешивания к
копру молота одиночного действия, дизель-молота, вибропогру-
жателя или вибромолота.
4.	Необходимо наладить серийный выпуск агрегатов для по-
гружения сплошных свай квадратного сечения, квадратных* свай
с круглой полостью, полых свай (трубчатых) диаметром до 0,8—
1 м. Длину свай следует принять до 8 м.
Для погружения свай длиной более 8 м требуется создать
другие типы агрегатов, необходимые для промышленного строи-
тельства и для ограниченного применения в жилищном строи-
тельстве.
л
5.	При выборе типов ударных молотов предпочтение следует
отдать автономным трубчатым дизель-молотам, обладающим
лучшей погружающей способностью по сравнению со штанго-
выми.
6.	Производительность сваебойных агрегатов должна быть
следующей: при длине свай до 7 м— не менее 30—35 свай в сме-
ну, при длине 8—14 м*— 10—15 свай.
7.	В дальнейшем следует преимущественно выпускать моло-
ты большой мощности с большой энергией удара за счет сокра-
щения выпуска молотов малой мощности.
8.	Для получения достоверных данных о ходе забивки свай и
отказах на проектной отметке необходимо с помощью самозапи-
сывающих приборов автоматически регистрировать количество
ударов молота одиночного действия, высоту подъема молота,
194
энергию дизель-молота на любой глубине погружения и отказы
свай на заданной .проектом отметке.
9.	Недобитые до проектных отметок сваи подлежат срубке.
Желательно, чтобы после срубки голов свай осталась оголенная
арматура для замоноличивания ее в ростверк. При создании ма-
шин для срубки голов свай следует ориентироваться на то, что
сваи имеют проектную прочность, изготовлены на мелком щебне
(не более 20—30 мм) и погружены до заданных отметок с точ-
ностью 5—30 см. Если же в процессе срубки невозможно оста-
вить арматуру, .верх срубленных голов должен быть выше по-
дошвы проектируемого ростверка на 10—20 см.
Во .всех случаях плоскость свай после срубки выступающих
концов должна быть горизонтальна и обработана с точностью
до 1 см для возможности выравнивания тонким слоем цементно-
го. раствора. Производительность машины для срубки свай долж-
на быть не меньше 50 свай в смену.
Глава VI.
ПРИЕМКА СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Работу по приемке свайных 'фундаментов можно подразде-
лить на три этапа. Наиболее ответственным является первый
этап.
На первом этапе производится приемка -свай на заводе
и на строительной площадке, приемка свай в процессе их погру-
жения и приемка всего свайного поля. На втором этапе
принимается поэлементно и в целом ростверк (сборный или мо-
нолитный). На третьем этапе принимается свайный фун-
дамент.
Успешное возведение свайного фундамента зависит в первую
очередь от качества бетона свай. Несоответствие марки бетона
свай проектной может привести к преждевременному разруше-
нию голов свай до погружения их на заданную глубину. Поэто-
му ио результатам испытаний кубиков бетона следует убедиться
в том, что свая обладает необходимой прочностью. Может, одна-
ко, оказаться, что -при последующих операциях (неправильная
укладка свай на складе, трансцортирование свай на площадку с
нарушениями технических требований и др.) целостность свай
будет нарушена. Если диаметр арматуры свай меньше требуемо-
го, «в голове свай не поставлены сетки, верхний защитный слой
над сетками больше нормального или защитный -слой вдоль ра-
бочей. арматуры больше 3 см, то свая при Забивке может разру-
шаться даже при .проектной прочности бетона.
При приемке свай следует учесть, что несоблюдение допус-
кав, например искривление продольной оси сваи, неперлендику-
лярность торца свай продольной оси, несоответствие центра ос-
трия сваи продольной оси п др. приводит к неправильному погру-
жению свай до проектной отметки и к недопустимым отклонени-
ям. Непосредственно перед -погружением свай необходимо прове-
рить, нет ли трещин. Сваи с трещинами бракуют, кроме свай с
волосными трещинами шириной до 0,3 мм.
До начала погружения свай площадка планируется. По мере
погружения свай в соогветствии с требованиями нормативных
документов ведется журнал, в котором отмечаются:
номер сваи и дата погружения;
количество ударов на каждый метр погружения;
196
Рис. 78. Схема исполнитель-
ного плана свай
•вес молота и 'высота его подъема;
отказ от одного удара -на заданной проектом отметке нижне-
го конца свай.
До приемки свайного толя производится геодезическая съем-
ка свай в плайе и по высоте. На основании этих данных, а также
журналов забивки свай на плане .возле каждого номера сваи от-
мечают четыре величины (отказ, абсолютную отметку нижнего
конца сваи А, количество ударов п и отклонение сваи в плане а)
согласно схеме на рис. 78. Абсолютные отметки нижних концов
свай наносят на геологический профиль, совмещенный с продоль-
ным или поперечным разрезом.
Имея данные исполнительной съем-
ки и материалы динамических и стати-
ческих испытаний (если они проводи-
лись), можно установить:
а)	пригодность погруженных свай и
.соответствие несущей способности про-
ектным нагрузкам;
б)	необходимость погружения дуб-
лирующих свай или дополнительного
погружения недобитых свай;
в)	необходимость срубки голов
свай до заданных проектом отметок и
укладки ростверка.
При необходимости погружения
дублирующих свай и при срубке голов
недобитых свай до заданных проектом отметок следует состав-
лять акт. Окончательная приемка свайного поля оформляется
сводным актом на скрытые работы.
На втором этапе осуществляется приемка голов свай, подго-
товленных к устройству ростверка, и опалубки (при монолитном
ростверке). Одновременно на заводе принимают заготовленные
пространственные каркасы для монолитного ростверка или эле-
менты (балки) сборного ростверка, а также оголовки для свай.
До укладки сборного ростверка необходимо принять оголовки,
проверив правильность укладки их в высотном положении и сте-
пень заполнения бетоном отверстий оголовков. При монолитном
ростверке требуется принимать уложенные на срубленные голо-
вы свай пространственные каркасы, обращая особое внимание
на то, чюбы верх срубленных голов свай не оказался ниже ниж-
ней арматуры каркасов.
Наконец, при приемке необходимо проверить толщину защит-
ного слоя бетона, соответствие диаметров уложенной арматуры
проектным и шаг стержней. Особо тщательно следует проверить
качество сварки стыков й их местоположение. При сборном ро-
стверке должно быть обращено внимание на соосность отдель-
ных балок, сварку выпусков арматуры и качество замоноличи-
вания стыков.
197
На третьем этапе проверяют, чтобы трубопроводы и различ-
ные проводки технического подполья были уложены в соответст-
вии с требованиями проекта.
На основании отдельных актов на свайное поле, ростверк и
трубопроводы технического подполья составляют общий акт на
устройство свайного фундамента.
Глава VII.
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
В этой главе рассматриваются вопросы -проектирования и уст-
ройства свайных фундаментов в условиях просадочных грунтов
и в сейсмических районах.
1. Свайные фундаменты в районах залегания
просадочных грунтов
Известно, что сжимаемость просадочных грунтов резко уве
личивается при их замачивании. При сосредоточенном замачива*
нии таких грунтов вблизи зданий и тем более под ними в грунтах
появляются значительные деформации, угрожающие зачастую
устойчивости зданий.
Просадка грунтов II типа просадочности (по СНиП 11-Б.2-62)
при их замачивании не исключается при снижении давлений на
грунт и может быть даже при отсутствии внешней нагрузки (про-
садка от собственного веса грунта при определенной толщине
просадочного слоя). Быстро .проявляющаяся при замачивании
просадка грунта существенно отличается от деформаций непро-
садочных грунтов, вызванных давлением, превышающим пре-
дельное сопротивление грунта.
По характеру деформаций к грунтам, аналогичным просадоч-
ным, можно отнести вечномерзлые грунты, .в которых обнаружи-
ваются просадки -при оттаивании; рыхлые водонасыщенные пес-
ки, в которых внезапные просадки проявляются под воздействи-
ем вибрации; набухающие при замачивании грунты и др.
В данной главе будут рассмотрены вопросы, относящиеся
только к лёссам и лёссовидным грунтам.
При замачивании просадочных грунтов сопротивление их .по
боковой поверхности свай значительно снижается, поэтому при
определении расчетного сопротивления свай учитывается только
сопротивление грунтов под нижними концами свай, а по боковой
их поверхности лишь в пределах заглубления в непросадочную
толщу грунтов.
Для установления области целесообразного применения свай-
ных фундаментов для жилищного, в частности крупнопанельно-
199
го, строительства институтом Фундаментпроект по заказу и при
участии НИИ оснований и подземных сооружений проведен тех-
нико-экономический анализ различных оистем фундаментов для
наиболее распространенной серии крупнопанельного жилого до-
ма серии 1-464П.
Известно, что крупнопанельные дома обладают большой же-
сткостью; следовательно, они особо чувствительны к неравномер-
ным осадкам и тем более просадкам, появляющимся при допол-
нительном замачивании просадочных грунтов. В связи с этим для
указанного дома ЦНИИЭП жилища запроектировал при уча-
стии НИИ оснований и подземных сооружений специальную се-
рию 1-464П, предназначенную для просадочных грунтов в кли-
матических районах с температурой до —20°С. Аналогичные кон-
струкции зданий разработаны для других серий крупнопанель-
ных домов, например 1-335,1-480 и др.
При проведении технико-экономического анализа условно
приняли максимальную толщину просадочного слоя 12 м, что со-
ответствует условиям большинства районов Советского Союза с
просадочными грунтами, хотя в отдельных районах толщина слоя
просадочных грунтов достигает 20 м и более.
Основное отличие крупнопанельного дома серии 1-464П для
районов с просадочными грунтами от серии 1-464 для обычных
грунтов состоит в следующем:
а)	через каждые 17—-19 м предусматриваются осадочные
швы со сдвоенными панелями по всем этажам;
б)	фундаменты выполняются из монолитных железобетонных
лент, поверх которых укладывают (в пределах высоты техниче-
ского подполья) сборные блоки, а над ними устраивают железо-
бетонный пояс;
в)	усиливается армирование несущих внутренних панелей и
несколько утолщаются наружные панели;
г)	по всей площади Здания грунт основания ниже подошвы
фундаментов уплотняется тяжелыми трамбовками на глубину
1/5 м\
д)	водозащитные мероприятия выполняются в соответствии с
требованиями нормативных документов для районов с просадоч-
ными грунтами.
При проведении технико-экономического анализа рассмотре-
ны шесть вариантов зданий и фундаментов:
1)	здание серии 1-464П е усиленными надземными конструк-
циями и уплотнением грунтов основания тяжелыми трамбовка-
ми;
2)	здание серии 1-464 без усиления конструкции с уплотнени-
ем грунтов основания тяжелыми трамбовками;
3)	здание серии 1-464 без усиления конструкции с уплотне-
нием основания путем устройства грунтовой подушки;
4)	то же, с предварительным замачиванием грунта;
200
5)	то же, с уплотнением основания грунтовыми сваями и уп-
лотнением верхнего слоя тяжелыми трамбовками;
6)	здание серии 1-464 без усиления надземных конструкций,
на свайных фундаментах из железобетонных свай, прорезающих
просадочную толщу и заглубляемых в непросадочные грунты.
Следует отметить, что не был рассмотрен еще один возмож-
ный вариант — устройство уширенных фундаментов для умень-
шения давления на грунт до величины, при которой увлажнение
грунта не вызывает дополнительных осадок. Этот вариант, пред-
ставляющий определенный интерес, не рассматривался в связи с
отсутствием в настоящее время надежной методики определения
величины безопасного давления.
Все шесть вариантов сравнивались (не только по фундамен-
там. но в целом по зданию) со зданием серии 1-464 для обычных
грунтов с ленточными фундаментами при глубине заложения
1.5—2,1 м. Данные для этих условий приняты за 100%. Сравне-
ния производились по расходу бетона, стали, земляным работам,
трудоемкости и стоимости.
Для каждого варианта были составлены схемы и конструк-
ции фундаментов и оснований, позволившие с необходимой точ
ностью определить объемы работ, расход материалов и порядок
производства работ.
Для варианта со свайными фундаментами было принято не-
сколько разновидностей грунтов, залегающих ниже просадочной
толщи: суглинки с показателями консистенции В = 0,2; 0,3 и 0,5;
пески средние 8—0,5; пески мелкие е=0,7 и пылеватые.
В зависимости от большей или .меньшей плотности непроса-
дочных грунтов, залегающих под просадочной толщей, принима-
лись различные длины свай.
Произведенные сравнения позволили оценить каждый вари-
ант отдельно с «экономической точки зрения. Кроме того, дана ка-
чественная оценка степени надежности и возможности выполне-
ния работ по тому или иному варианту и даны рекомендации о
целесообразной области их применения.
Учитывая, что при определенных условиях свайные фунда-
менты могут быть заменены другими типами оснований и фунда-
ментов. ниже приводятся основные результаты технико-экономи-
ческого анализа различных систем фундаментов на естественном
основании и свайных фундаментов отдельно по каждому вари-
анту.
Вариант 1. Здание серии 1-464П. Для оценки поведения и
жесткости крупнопанельного здания серии 1-464П с фундамен-
тами на естественном основании необходимо привести некоторые
данные экспериментов по замачиванию грунтов выстроенного
5-этажного трехсекционного крупнопанельного здания серии
1-480П [1]. Секции отделены осадочными швами с устройством
двойных стенок. Замачивание осуществлялось в углах крайней
секции 3 и по всему торцу крайней секции /. Под секцией 3 про-
201
изведено уплотнение трамбовками в один слой, а под секцией 1—
в два слоя. Данные, полученные -при экспериментах, приведены
в табл. 24.
Анализируя приведенные ;в табл. 24 данные, можно отметить
следующее:
1)	конструкции -отдельных секций оказались настолько жест-
кими, что даже при интенсивном замачивании и образовании
больших кренов несущие элементы не деформировались;
2)	произведенное однослойное и двухслойное уплотнение
грунтов тяжелыми трамбовками не предотвратило инфильтра-
цию воды в грунт, в результате чего максимальная величина’про-
садок достигла 0,46—1,06 м\
3)	при значительном замачивании (3200 м3 в секции 1 и
6460 м3 в секции 3) интенсивная просадка грунта (8 мм в сутки)
'началась только через 10 дней. Максимальная интенсивность
просадки отмечена через 20 дней и достигла 48 мм!сутки\
4)	просадки грунта от источников замачивания распростра-
нялись в стороны на 20—25 м. На окружающей здание террито-
рии образовались трещины с раскрытием до 13 см и перепадом
по высоте до 10 см\
5)	в результате крена расхождение отдельных секций в верх-
ней части достигло 57—82 см, т. е. торцы между секциями после
такого крена необходимо заделать для предохранения от промер-
зания.
Данные проведенного эксперимента убедительно показали,
что здание серии 1-480П с усиленными надземными конструкция-
ми способно выдержать большие неравномерные осадки. При та-
кой прочности конструкции не требуются специальные водоза-
щитные мероприятия. Однако вероятность образования кренов и
значительное раскрытие швов в верхней части здания ухудшают
условия эксплуатации, в связи с чем, по-видимому, могут потре-
боваться некоторые конструктивные мероприятия по утеплению
торцовых панелей между секциями.
Технико-экономическое сравнение с домом серии 1-464 на лен-
точных фундаментах, предназначенным для обычных непроса-
дочных грунтов, показало, что стоимость здания серии 1-464П
на 18% выше стоимости здания 1-464, трудовые затраты выше на
5,4%; продолжительность строительства увеличилась на 24—
29%, расход бетона повысился на 15,9%, а металла—на 34%.
Сравнение варианта здания 1-464П со .всеми другими вариан-
та м-и показывает, что в связи с неэкономичностью по всем пока-
зателям варианта здания 1-464П применение его целесообразно
только при толщине просадочного слоя более 9 м.
При привязке данного варианта следует учитывать, что уп-
лотнение грунтов тяжелыми трамбовками можно производить
при оптимальной или ниже оптимальной влажности грунта, при
положительной температуре воздуха и отсутствии дождей. В зим-
нее время качественное производство работ по уплотнению грун-
202
Данные испытаний зданий
на просадочных грунтах при замачивании
Таблица 24
Характеристика замачивания		Начало интенсивной про- садки	Максимальная интенсивность просадки	Интенсивность просадки пос- ле прекращения замачивания
секция 1	секция 3			
С 1 по 7 ноября 1961 г. замачивание продолжа- лось 20 дней; всего из- расходовано 3200 м3 воды	|	С 14 октября 1961 г. продолжалось замачи- вание без перерыва 40 дней; всего израсхо- довано 6460 м3 воды	Через 10 дней пос- ле начала зама- чивания интен- сивность проса- док 8 мм!сутки	Через 20 дней после на- чала замачивания ин- тенсивность просадок 48 мм/сутки	Через 30 дней после пре- кращения замачивания интенсивность снизи- лась до 4 мм/сутки
Продолжение табл. 24
Общая максимальная прэсадка в см		Общая- минимальная просадка в см		Распространение просадок в стороны в м		Раскрытие швов в верхней части в см		Наличие сме- щений панели или трещин	Состояние окружаю- щей территории
секция /	секция 3	секция 1	секция 3	секция 1	секция 3	между секци- ями 1 и 2	между секци- ями 2 и 3		
46	106	2	23	25	20	57	82	Не обнару- жено	Имеются трещины в грунте с раскры- тием до 13 см ИС перепадом по высо- те до 10 см
to
о
иэ
тов, особенно при необходимости доувлажнения, вообще невоз-
можно. Существенным недостатком метода уплотнения грунтов
тяжелыми трамбовками является быстрый износ кранового обо-
рудования.
Варианты 2 и 3. Здание серии 1-464 (без усиления надземных
конструкций) с уплотнением грунтов основания тяжелыми трам-
бовками или устройством грунтовой подушки, с послойной.ук-
ладкой и укаткой. Уплотненный тяжелыми трамбовками слой
грунта или грунтовая подушка толщиной 1,5 м имеют два назна-
чения. Во-первых, они должны служить экраном, уменьшающим
инфильтрацию воды в грунт и замачивание подстилающих про-
садочных грунтов. Однако не исключена возможность замачива-
ния грунтов с боков за пределами зоны уплотненных слоев. Во-
вторых, при небольшой ширине фундаментной ленты создается
слой непросадочных грунтов в пределах почти всей активной
сжимаемой зоны. Поэтому в просадочных грунтах в пределах
I —2 м ниже .подошвы уплотненного слоя, где давление уже не-
велико, просадки при замачивании маловероятны. Если же тол-
щина просадочного слоя значительная и возможно замачиваниг,
то просадки не исключаются.
Таким образом, при небольшой мощности просадочных грун-
тов (до 5 м от поверхности планировки или на 1—2 м ниже уп-
лотненного слоя) можно применять данные варианты, исключив
не только усиление надземных конструкций, но и водозащитные
мероприятия. Такие варианты оказались бы наиболее экономич-
ными по всем показателям. Необходимо только отметить, что
вследствие отсутствия экспериментально проверенных данных
эти варианты типовыми проектами не предусмотрены. Кроме то-
го, следует учесть, что качественное уплотнение слоя, по сущест-
ву, возможно только при тщательном выполнении всех техниче-
ских требований и при положительной температуре воздуха. Ка-
чественное уплотнение слоя зимой или в осенний период практи-
чески невозможно.
Варианты 4 и 5. Здание серии 1-464 (без усиления надзем-
ных конструкций) с ленточными фундаментами на основании из
грунтовой подушки, с предварительным замачиванием просадоч-
ной толщи или на грунтовых сваях, с уплотнением верхнего
слоя тяжелыми трамбовками. Предварительное замачивание
просадочной толщи с устройством поверх нее уплотненной
грунтовой подушки толщиной 1,5 м исключает появление про-
садок в случае повторного замачивания в процессе эксплуата-
ции здания. Однако при замачивании просадочных грунтов их
несущая способность резко снижается, поэтому в просадочных
грунтах вследствие неоднородности их физико-механических
свойств (разной степени разрушения цементационных связей
при замачивании) при равномерной нагрузке могут возникать
неравномерные осадки, крайне нежелательные для крупнопа-
нельных зданий.
204
Уплотнение основания грунтовыми сваями применяется с
целью устранения просадочности в пределах всей толщи или
части ее. При этом уплотнение верхнего слоя тяжелыми трам-
бовками необходимо для защиты основания от замачивания
при утечках из сетей или атмосферными водами. Однако прак-
тика показывает, что технически трудно добиться однородного
уплотнения на больших площадях при значительном количест-
ве так называемых грунтовых свай. Следовательно, в этих слу-
чаях нет оснований отказываться от усиления надземных конст-
рукций и дополнительных водозащитных мероприятий.
Существенным недостатком этих вариантов является слож-
ность контроля за качеством выполненных работ, что всегда
создает неуверенность в надежности проведенных мероприятий.
Недостатки, указанные выше по вариантам 1—3 в части се-
зонного выполнения работ по уплотнению грунтов основания,
еще в большей мере относятся и к данным вариантам, посколь-
ку уплотнение производится как поверхностное, так и в глу-
бину.
Стоимость этих вариантов зданий на 3—7% выше стоимости
варианта здания серии 1-464 на обычных грунтах.
По трудовым затратам и работе машин вариант с грунто
выми сваями оказывается наиболее трудоемким. При этом
трудовые затраты резко возрастают с увеличением просадочной
толщи.
Вариант 6. Здание серии 1-464 без усиления надземных кон-
струкций на свайных фундаментах из железобетонных свай.
Такая конструкция фундамента является вполне надежной и
обеспечивает минимальные общие и неравномерные осадки.
В связи с этим не требуется усиления несущих конструкций
здания, а также проведения водозащитных мероприятий. Ника-
ких сезонных ограничений в части применения этого варианта
не устанавливается.
Стоимость варианта здания серии 1-464 на свайных фунда-
ментах на 2,7—11% выше стоимости этого же здания на обыч-
ных грунтах с ленточными фундаментами при глубине заложе-
ния 1,5 м, а при глубине заложения 2,1 м — на 0—9%. Если
учесть, что для здания серии 1-464 с ленточными фундаментами
необходимо проводить водозащитные мероприятия, то при при-
менении свайных фундаментов не только исключается повыше-
ние стоимости здания, но часто отмечается снижение стоимости.
Во всех случаях стоимость здания серии 1-464 на свайных
фундаментах на 9—18% ниже стоимости здания серии 1-464П,
предназначенной для районов с просадочными грунтами. Боль-
шие или меньшие величины снижения или увеличения стоимос-
ти здания серии 1-464 на свайных фундаментах зависят от тол-
щины слоя просадочных грунтов, плотности грунтов, залегаю-
щих ниже нижних концов свай, и длины применяемых свай. По
205
технико-экономическим показателям область целесообразного
применения свайных фундаментов в районах залегания проса-
дочных грунтов ограничивается толщиной просадочного слоя
7—9 м.
Полученные в результате технико-экономического анализа
показатели для здания серии 1-464 с известным приближением
могут быть распространены на другие крупнопанельные дома
как с поперечными, так и с продольными несущими стенами
(серии 1-335П, 1-480П).
В заключение необходимо привести некоторые практические
данные, относящиеся к вариантам грунтовых свай и свайных
фундаментов с забивными сваями.
Применение грунтовых свай. За последние годы разработан
новый метод изготовления грунтовых свай. Необходимость раз-
работки нового метода вызвана тем, что устройство скважин с
помощью энергии взрыва не обеспечивало должного качества
уплотнения грунтов. Из практики известны случаи, когда цехи,
возведенные на грунтовых сваях, дали осадку до 650—1100 мм.
Обследование грунтов, уплотненных грунтовыми сваями, путем
отрывки шурфов показало, что плотность грунтовых свай в от-
дельных случаях ниже требуемой (1,65—1,70 т1м3) и ниже плот-
ности грунта междусвайного пространства. Поэтому, несмотря
на длительное применение грунтовых свай в течение почти 20
лет (изготовлены десятки километров грунтовых свай), авторы
этого метода пришли к правильному выводу о коренном изме-
нении технологии изготовления грунтовых свай.
Новая технология изготовления грунтовых свай, применяю-
щаяся в последние два—четыре года, заключается в том, что
скважины диаметром 0,5 м пробивают ударным снарядом весом
3 т подвешенным к буровому станку БС-1.
Согласно указаниям СН 33—66 по изготовлению грунтовых
свай по новой технологии, станком БС-1 можно устраивать
скважины глубиной до 18 м, при скорости 12—20 м/ч, В дейст-
вительности выявленная на практике предельная глубина сква-
жин не превышает 12—15 м, а производительность станка ко-
леблется в пределах 1,4—3 м/ч.
После пробивки до заданной отметки скважину заполняют
грунтом оптимальной влажности отдельными порциями и трам-
буют тем же снарядом.
Ударный снаряд для пробивки скважин и для уплотнения за-
сыпанного в скважину грунта состоит из штанги длиной 10 м,
диаметром 219 мм. заканчивающейся в нижней части утолщени-
ем диаметром 429 мм.
Для заполнения скважин грунтом используют дозаторы, ус-
тановленные на бульдозере. Качество уплотнения грунта в
скважине контролируется количеством ударов на одну порцию
грунта.
206
Согласно рекомендациям СН 33—66, изготовление грунтовых
свай по указанной технологии возможно в течение круглого
года.
На основании опыта отдельных производственных и проект-
ных организаций можно высказать некоторые соображения о
качестве грунтовых свай, изготовленных по новой технологии,
трудоемкости, стоимости и других показателях.
1.	Как показывает опыт украинских производственных и про-
ектных организаций, изготовивших более 260 км таких свай,
практически невозможно изготовлять грунтовые сваи в осенний,
зимний и весенний периоды вследствие переувлажнения грунтов
атмосферными осадками осенью и весной и сложности предо-
хранения грунтов от промерзания в зимнее время. В связи с
этим станки БС-1 простаивают с ноября по март.
2.	Исследования просадочных грунтов, уплотненных различ-
ными способами, в том числе грунтовыми сваями, проведенные
под* руководством проф. М. Н. Гольдштейна, показывают, что
уплотненный грунт хотя и «теряет просадочность, но недоста-
точно водостоек».
В связи с этим авторы исследований приходят к выводу, что
нормативные сопротивления на уплотненный просадочный грунт
следует принимать не 2—2,5 кГ/см2, а не более 1 кГ/см2.
3.	Скважины, пробиваемые ударным снарядом, подвешенным
на станке БС-1, не всегда вертикальны. Так, например, по дан-
ным замеров на одной площадке, из 230 скважин 107 имели от-
клонения, из которых 50% скважин имели искривления до 1 м
на глубине 6—8 м.
4.	Учитывая, что производительность станка БС-1 весьма
низкая (1,4—3 м!ч), на объектах, где по габаритам в плане не-
возможно расположить большое количество станков (здания
башенного типа и др.), грунтовые сваи изготовляют в течение
длительного времени (год и более).
5.	При работе станка БС-1 возникает чрезмерная вибрация
и сильное раскачивание ударного снаряда, а также вибрация
мачты станка. В связи с этим часто происходят поломки штанг,
кронштейнов, к которым подвешены направляющие ударных
штанг, звеньев гусениц, разрывы троса и другие повреждения,
вследствие чего станки простаивают и снижается их производи-
тельность.
6.	В процессе пробивки скважин часто происходит настолько
сильное уплотнение грунтов в забое, что дальнейшее углубление
скважин прекращается на глубине 7—8 м.
7.	В процессе работы станка по пробивке скважин происхо-
дит сильное уплотнение грунта в передней части гусениц и под
стрелой, вследствие чего нарушается вертикальность станка и
скважины. Кроме того, вертикальность скважины нарушается
вследствие значительного раскачивания (1 м и более) ударного
207
снаряда (штанги) в верхней части, а также при наличии по глу-
бине грунтов различной плотности.
8.	Авторы предложения считают, что использование грунто-
вых свай позволяет резко снизить расход арматуры по сравне-
нию с вариантом с забивными или буронабивными сваями.
В действительности — это кажущееся преимущество, так как
фундаменты на грунтовых сваях проектируются в виде сплош-
ных железобетонных плит или перекрестных лент и, кроме того,
надземные конструкции зданий усиливаются железобетонными
или армобетонными поясами. При варианте с железобетонными
сваями устраиваются сравнительно небольшие балочные рост-
верки, а надобность в усилении надземных конструкций вовсе
отпадает. Таким образом, при сравнении вариантов нулевых
циклов или всего здания, где фундаменты проектируются с грун-
товыми или железобетонными сваями, расход арматуры и бето-
на во втором случае по ориентировочным данным будет по мень-
шей мере в 1,5 раза ниже, чем в первом.
9.	При фактической стоимости 1 пог. м грунтовых свай 3 руб.
стоимость фундаментов с грунтовыми сваями будет выше
стоимости фундаментов с железобетонными сваями по меньшей
мере на 30—40%.
Если еще дополнительно учесть эксплуатационные расходы
по ремонту зданий в связи с просадками, расходы, обусловлен-
ные увеличением надземных конструкций промышленных зда-
ний на возможные просадки, а также необходимостью проведе-
ния противопросадочных мероприятий, то стоимость фундамен-
тов с грунтовыми сваями будет еще выше.
Перечисленные недостатки новой технологии изготовления
грунтовых свай не позволяют рекомендовать их для широкого
применения. Для дальнейшего применения грунтовых свай не-
обходимо вместо станка БС-1 разработать совершенный меха-
низм по пробивке скважин.
Применение забивных свай, частично прорезающих проса-
дочную толщу. После того как был выполнен приведенный вы-
ше технико-экономический анализ, усовершенствованы конст-
рукции забивных квадратных свай. В последних типовых
конструкциях преднапряженных свай с арматурой из высоко-
прочной проволоки расход арматуры по сравнению с ненапря-
женными сваями снижен на 60%.
Разработаны более усовершенствованные нулевые циклы»
свайных фундаментов для крупнопанельных домов и в частно-
сти для домов серии 1-464, для которых проведен указанный вы-
ше технико-экономический анализ. Сущность новых конструк-
ций нулевого цикла для домов серии 1-464 в основном состоит в.
том, что при наличии в основании плотных грунтов по осям не-
сущих поперечных стен располагаются пять свай вместо семи,,
поставленных ранее. Ростверк над сваями рассчитывается с уче.-
208
том панели первого этажа и принимается сечением 25X40 см
вместо 35x40 см.
В соответствии с последними исследованиями в районах с
просадочными грунтами I типа в зависимости от их пористости
прорезка всей просадочной толщи не всегда обязательна. Таким
образом, если при технико-экономическом анализе применение
забивных свай обусловливалось непременной прорезкой всей
просадочной толщи во всех случаях, то при не обязательном соб-
людении этого условия можно применять относительно короткие
сваи, что вносит изменения в указанный анализ.
Необходимость прорезки сваями всей просадочной толщи
или возможность оставления в ней нижних концов свай опре-
деляется в зависимости от того, насколько изменяются свойст-
ва разных просадочных грунтов при замачивании.
В качестве характерного примера приведем данные по экс-
периментальным площадкам в Запорожье и Днепропетровске1.
Грунты днепропетровской площадки по механическому сос-
таву содержат 7,85% песчаных частиц, 82% пылеватых и 10,13%
глинистых. Грунты запорожской площадки содержат 47,32%
песчаных частиц, 47% пылеватых и 5,6% глинистых.
Минералогический состав глинистых фракций днепропетров-
ской площадки представлен монтмориллонитом, тогда как в
глинистых фракциях запорожской площадки преобладает као-
линит. Содержание частиц размером <0,02 мм в грунтах за-
порожской площадки больше, чем в грунтах днепропетровской
площадки.
Для замачивания экспериментальной площадки в Запо-
рожье, проводившегося в течение 40 суток через скважину глу-
биной 8 м, было подано 6461 м3 воды. Максимальная просадка
достигла 812 мм, а через 29 суток после прекращения замачи-
вания просадка еще увеличилась на 159 мм.
Замачивание грунта у дома № 7 в Днепропетровске проте-
кало крайне медленно: за 127 суток просадка практически ста-
билизировалась и достигла всего 128 мм, т. е. примерно в 7 раз
меньше, чем в Запорожье, несмотря на то, что для замачивания
было подано 19 374 м3, т. е. в 3 раза больше, чем в Запорожье.
Контурная просадочная трещина на экспериментальной пло-
щадке в Днепропетровске появилась на расстоянии 12 м от ис-
точника увлажнения через месяц после начала замачивания и
подачи в грунт более 3000 м3 воды.
В Запорожье контурная просадочная трещина появилась на
расстоянии 15 м от источника увлажнения уже на пятые сутки
после начала замачивания при расходе воды 1100 м3.
* А. М. Гельфандбейн, Л. А, Гел не. «Неравномерные вертикальные и го-
ризонтальные деформации просадочных грунтов». Буд1вельних. Киев, 1967.
209
Из приведенных данных видно, что грунты площадки в Днеп-
ропетровске медленно реагируют на приток воды, тогда как
грунты запорожской площадки весьма быстро и энергично де-
формируются при увлажнении. По-видимому, на первой площад-
ке можно применять забивные сваи с неполной прорезкой про-
садочной толщи, тогда как на второй площадке вряд ли это до-
пустимо.
В работе [14] приведены данные регионального опыта при-
менения свайных фундаментов со сваями, прорезающими не
всю просадочную толщу I типа по СНиП П-Б.2-62. При иссле-
дованиях было принято, что в просадочной толще I типа можно
выделить верхнюю просадочную часть и нижнюю практически
непросадочную, для которой коэффициент относительной про-
садочности не более 0,02 при давлении 2 кГ/см2. Сваи должны
заглубляться не менее чем на 1 м в эту нижнюю зону.
На основе большого количества испытаний свай с замачива-
нием и без замачивания грунта основания составлены рекомен-
дации по проектированию свайных фундаментов в условиях
просадочных грунтов Ростовской области. Нормативные значе-
ния сопротивлений лёссовых грунтов и /н принимаются в
зависимости от расчетной степени влажности грунта. Разрабо-
танная методика исследований может быть использована для
определения несущей способности свай в аналогичных грунто-
вых условиях в других районах.
Учитывая современные представления о работе свай в про-
садочных грунтах, а также использование прогрессивных конст-
рукций свай для крупнопанельных домов, применение свайных
фундаментов с забивными или буронабивными сваями в райо-
нах залегания просадочных грунтов можно считать весьма пер-
спективным. Грунтовые сваи применять не следует, пока не бу-
дут разработаны приемлемая технология и способ эффективно-
го контроля их плотности.
2. Свайные фундаменты в сейсмических районах
До настоящего времени нет нормативных документов, опре-
деляющих область и условия целесообразного применения свай-
ных фундаментов в сейсмических районах. В ряде мест, отно-
сящихся к сейсмическим районам (Алма-Ата, Ташкент, Баку,
Кишинев, Магадан, Улан-Уде и др.), применяют свайные фун-
даменты согласно местным указаниям по свайным фундамен-
там или вообще без каких-либо нормативных документов. Это
объясняется почти полным отсутствием экспериментальных дан-
ных о несущей способности свай в различных грунтах при сейс-
мических воздействиях и о влиянии конструкции свайного фун-
дамента на усилия, возникающие при землетрясении в надзем-
ной конструкции здания. Имеющийся практический опыт приме-
210
нения свайных фундаментов в сейсмических районах относи-
тельно невелик и не систематизирован.
В литературе даются разноречивые сведения о прочности
зданий на свайных фундаментах во время землетрясений. При-
ведем некоторые данные обследований зданий после землетря-
сений.
В 1886 г. в г. Чарльстоне (США) было зарегистрировано
землетрясение силой 8 баллов. Многие кирпичные здания не
подверглись разрушительному действию этого землетрясения,
например 4-этажное кирпичное здание текстильного комбината,
возведенное на сваях в рыхлом грунте аллювиального проис-
хождения.
В Калифорнии (Сан-Франциско) после землетрясения 1906 г.
силой 9 баллов были обследованы 387 домов на свайных фун-
даментах и только в 73 случаях обнаружены отклонения свай
от первоначального положения.
Как отмечается в работе [17], после землетрясения в Мехи-
ко (Мексика) 28 июля 1957 г. силой 8 баллов в 19 зданиях кар-
касного типа на свайных фундаментах из железобетонных или
деревянных свай каркас не имел существенных повреждений,
однако наблюдались деформации заполнения каркаса и пере-
городок.
В Токио 8-этажное здание Мидзуи № 3 с железобетонным
рамным каркасом, построенное на сваях длиной 9—10 м, заби-
тых в слой гравия, выдержало 9-балльное землетрясение с не-
значительными повреждениями (стоимость ремонта составила
5% от стоимости здания).
Производственное здание на свайных фундаментах, распо-
ложенное в районе эпицентра в Ташкенте, не имело никаких по-
вреждений после землетрясения 1966 г., сила которого превы-
шала 7 баллов [7].
Приведем весьма интересные результаты обследования, про-
веденного Институтом антисейсмического строительства Японии
в г. Ниигата после землетрясения 1964 г.
Город Ниигата с населением около 300 000 человек располо-
жен на западном побережье Японии. Город пересекается рекой
Шинано. Берега реки сложены значительной толщей аллю-
виальных песчаных отложений, которые вдоль побережья по-
крыты дюнными отложениями. На этих более высоких по от-
меткам дюнных отложениях построена старая часть города.
Новая часть города построена в более низкой части вдоль бере-
гов реки на поздних отложениях и намытых территориях.
В целом песчаные отложения относительно рыхлые вблизи
поверхности, но с глубиной плотность увеличивается. Мощность
песчаных отложений более 30 м. Уровень грунтовых вод в ниж-
ней части города находится на глубине около 1 м от поверх-
ности.
211
Землетрясение 16 июня 1964 г. имело магнитуду около 7,3
по шкале Гутенберга — Рихтера, расстояние до эпицентра при-
мерно 60 км. Землетрясение длилось около 2,5 мин. В тот же
день было 25 афтершоков.
По данным акселерографов для записи сильных движений,
максимальное ускорение грунта составило 0,16 g. Примерно
через 8 сек после начала землетрясения произошло разжижение
песков, вследствие чего на акселерограмме (рис. 79) отрази-
Рис. 79. Акселерограмма землетря-
сения в г. Ниигата
Рис. 80. График динами-
ческого зондирования
песков в зонах В и С в
г. Ниигата
—число ударов стандарт-
ной пенетрации на 1 фут;
Н — глубина в футах
было. Нижняя часть
лось изменение колебаний: вместо колебаний с коротким перио-
дом появились колебания с длинным периодом [53]. Вследствие
разжижения песков произошло огромное количество поврежде-
ний сооружений в городе. Одно из жилых 4-этажных зданий
опрокинулось, 2130 были разрушены,
6200 сильно повреждены, не считая по-
следующих повреждений приливной вол-
ной. Из 1530 зданий из железобетона,
имевшихся в городе ко времени землетря-
сения (главным образом высотой в два —
четыре этажа), около 310 зданий испыта-
ли крен или значительные осадки, при
этом ПО зданий оказались в разной сте-
пени поврежденными. Осадки более 1 м
получили 26 зданий; крен 22 зданий со-
ставил более 0,05. Интересно отметить,
что ни одно из имевшихся 25 зданий с
подвалом и ни одно здание на свайных
фундаментах со сваями длиной 20 м, за-
глубленными в плотные пески, не было
повреждено.
После землетрясения японскими спе-
циалистами были проведены тщательные
обследования сооружений города. В ста-
рой части города (зона А), построенной
на дюнах, повреждений зданий почти не
)рода условно разбита на две зоны: зона
сильных повреждений зданий (зона С) и зона слабых поврежде-
ний (зона В).
Устойчивость зданий в старой части города объясняется тем,
что здесь подстилающие слои песков находятся в более плотном
состоянии и пригружены дюнными отложениями; грунтовые
воды расположены сравнительно глубоко от поверхности. Раз-
личная устойчивость зданий в двух нижних зонах может быть
объяснена разной плотностью подстилающих песков.
212
Плотность песков японские специалисты определяли мето-
дом стандартных испытаний на пенетрацию.
Для каждой зоны получается довольно большой разброс ре-
зультатов испытаний. Осредненные результаты испытаний для
зон В и С приведены на рис. 80. В обеих зонах в верхних 15 фу-
тах (4,5 м) сопротивление грунта пенетрации примерно одина-
ковое. Ниже пески в зоне В несколько плотнее, чем в зоне С.
С глубины примерно 45 футов (13,5 м) пески, в обеих зонах от-
носительно плотные и маловероятно, что они подвержены раз-
жижению. По-видимому, эта относительно небольшая разница
в плотности песков на глубине от 15 до 45 футов является при-
чиной различного поведения грунтов в зонах В и С. Для зда-
ний в зоне С японскими специалистами была разработана клас-
сификация для оценки степени повреждения их (табл. 25).
Таблица 25
Классификация зданий для оценки степени их повреждения
Категория	Максимальная осадка в см	Угол наклона в град	Степень повреждения фунда- ментов
I	0—20	0—0,33	Нет
II	20—50	0,33—1	Легкие
III	50—100	1—2,3	Средние
IV	>100	>2,3	Тяжелые
Интересно отметить, что здания, осадки которых доходили
до 20 см и крен до 0,058, повреждений не имели.
Было изучено влияние типа фундамента на осадки и крен
железобетонных зданий в зоне С. Одни здания имели фунда-
менты мелкого заложения, другие — свайные со сваями сред-
ней длины около 7 м.
В табл. 26 приведены данные о количестве поврежденных
зданий на разных фундаментах. Как видно из таблицы, в усло-
виях Ниигата свайные фундаменты примерно равноценны фун-
даментам мелкого заложения, имея небольшое преимущество.
Таблица 26
Характеристика поврежденных зданий
в Ниигата на различных фундаментах
Фундамент	Количество поврежденных зданий в % от общего количества			
	неповреж- денных	легко пов- режден- ных	средне поврежден- ных	тяжело повреж- денных
Свайный (всего обследовано 117 зда- ний) 	 Мелкого заложения (всего обследо- вано 63 здания) 		20,5 14,3	25,7 22,3	25,7 23,8	28,1 39,6
На фундаментах мелкого заложения наименьшие поврежде-
ния получили здания на сплошной плите. При свайных фунда-
ментах железобетонные сваи, заканчивавшиеся в рыхлых пес-
ках, имели крен, направленный в ту же сторону, что и крен над-
земной конструкции; во многих случаях железобетонные сваи
были повреждены в верхней части. Некоторые здания на дере-
вянных сваях сползли с них в сторону на расстояние до 2 ж, что
указывает на большие горизонтальные усилия, возникшие при
землетрясении.
Для зданий с фундаментами мелкого заложения изучена за-
висимость степени повреждения зданий от стандартного сопро-
тивления пенетрации N (рис. 81). При сопротивлении песка ое-
нетрации (N) менее 15 ударов здания обычно претерпевали тя-
желые повреждения (III и IV категорий); при сопротивлении
пенетрации между 20 и 25 ударами здания не имели существен-
ных повреждений.
Рис. 81. Зависимость степени повреждения зда-
ний в г. Ниигата от стандартного сопротивле-
ния пенетрации песков (фундаменты мелкого за-
ложения)
Результаты аналогичного изучения зависимости между со-
противлением пенетрации на уровне острия сваи и поврежде-
ниями свайных фундаментов показаны на рис. 82. При сопро-
тивлении пенетрации песков 15 ударов свайные фундаменты на
сваях длиной от 15 до 60 футов (4,5—18 м) претерпевают су-
щественные деформации. Таким образом, получается, что для
фундаментов мелкого заложения и для свайных фундаментов
одна и та же величина сопротивления пенетрации 15 ударов яв-
ляется характерной для перехода от «плохих» песков к «хо-
рошим».
Однако это не совсем так. Надо учесть, что на величину
удельного сопротивления пенетрации существенное влияние ока-
зывает глубина зондирования (величина пригрузки). Поэтому
песок, имеющий на глубине 2—3 м сопротивление пенетрации
15 ударов, может быть отнесен к пескам средней плотности, а
то же сопротивление пенетрации 15 ударов на глубине, напри-
мер, 10 м характерно для рыхлых песков, в то время как пески
214
средней плотности имели бы на этой глубине сопротивление
пенетрации около 25—35 ударов.
Стандартными испытаниями на пенетрацию, проведенными
в 20 точках до и после землетрясения, было установлено [45],
что в результате землетрясения рыхлые пески уплотнились (чис-
Рис. 82. Зависимость степени повреждения зданий в г.
Ниигата от стандартного сопротивления пенетрации
песков (свайные фундаменты) при различной глубине
погружения свай
ло ударов W при стандартной пенетрации увеличилось и, наобо-
рот, плотные пески разуплотнились, рис. 83). С помощью таких
же испытаний было установлено критическое число ударов при
стандартной пенетрации JVKp, которое соответствует пескам,
не меняющим своей плотности при динамическом воздействии,
т. е. пескам, имеющим критическую пористость. На рис. 84 по-
казана зависимость N от глубины Н (кривая АВС), Кривая
DBE, разделяющая зоны поврежденных и неповрежденных
свайных фундаментов, построена следующим образом. Для каж-
дого фундамента нашли точку, характеризующую число уда-
ров при стандартной пенетрации грунта на уровне острия сваи,
215
а затем проводили разделительную линию между поврежденны-
ми и неповрежденными зданиями. Зону левей кривой АВ мож-
но рассматривать как зону, в которой сваи полностью теряют
несущую способность из-за разжижения песков. Заштрихован-
ная зона соответствует случаю, когда выше острия сваи про-
Рис. 83. Результаты стандартных испыта-
ний грунтов на пенетрацию в г. Ниигата
1 — до землетрясения; 2 — после землетрясения
изошло разжижение песков,
но свая еще сохраняет часть
несущей способности за счет
сопротивления грунта под
острием.
Изучение последствий
землетрясения в Ниигата по-
зволяет сделать следующие
выводы.
1.	Сейсмическое воздейст-
вие может привести рыхлые
водонасыщенные пески есте-
ственного сложения в раз-
жиженное состояние. В част-
Рис. 84. Зависимость числа уда-
ров стандартной пенетрации,
характеризующих критическую
пористость песка, от глубины
погружения
ности, <в Ниигата при разжижении песков тяжелые сооружения
оседали и кренились, а легкие подземные сооружения (например,
резервуары для очистки сточных вод) всплывали на поверхность.
2.	Для определения плотности сложения песков весьма ус-
пешно могут быть использованы стандартные испытания на пе-
нетрацию (динамическое зондирование).
216
3.	Свайные фундаменты целесообразно применять в песча-
ных грунтах только в том случае, если острие сваи доходит до
относительно плотных песков. Сваи, целиком находящиеся в
рыхлых песках, даже при большой их длине (до 18 м) приме-
нять не рекомендуется. Однако имеется ряд данных, свидетель-
ствующих об эффективности заглубления подошвы фундамента,
а следовательно, и острия сваи на значительную глубину в
грунт, так как амплитуда сейсмических колебаний быстро убы-
вает по мере удаления от поверхности земли.
Явление уменьшения сейсмических колебаний по мере удале-
ния от поверхности земли исследовалось К. Муто (материалы
Новозеландской международной конференции по сейсмостойко-
му строительству). Им дана методика вычисления движения
грунтов оснований глубоко под землей, если имеется запись
землетрясения на поверхности или около нее, а также проводи-
лись исследования микросейсм и одновременные измерения ко-
лебаний на поверхности земли и на разной глубине.
Так, были измерены колебания грунта на глубинах 21, 13, 7
и 0 ж, причем на глубине 21 м залегала твердая порода. Отно-
шения максимальных амплитуд колебаний на указанных глу-
бинах к амплитуде на глубине 21 ж, принятой за единицу, со-
ставили соответственно: 1; 1,5; 2; 5. Уменьшение ускорения по
мере удаления от поверхности земли обнаружено Л. Зивертом
[58] при анализе двух землетрясений силой около 6,5 балла в
мае 1962 г. в г. Мехико.
Были замерены фактические ускорения двумя акселерогра-
фами японского типа для измерения сильных движений, уста-
новленными на расстоянии 600 м друг от друга. Один из них
был установлен в грунте на глубине 1,35 м в городском парке,
другой — в подвале 43-этажного здания на глубине 8 м.
Грунтовые условия совершенно одинаковые: до глубины
32 м — очень слабые глинистые грунты (объемный вес 1,16—
1,24 т!м3) с песчаным прослойком на глубине 16 jh, далее плот-
ные пески толщиной 6 ж, подстилаемые среднесжимаемыми гли-
нистыми грунтами.
Здание имеет подвал до отметки —13,0. Плита подвала опи-
рается на набивные сваи длиной 20 м до отметки —33,0. По
наружным стенам подвала забит шпунт до глубины 16 м.
Проведенные расчеты показали, что относительная скорость
движения грунта в парке при сейсмическом воздействии на 30%
выше, чем скорость движения грунта у здания. Меньшая интен-
сивность движения у здания объясняется тем, что интенсивность
движения грунта уменьшается с глубиной. В данном случае
интенсивность движения здания была равна интенсивности дви-
жения песчаного слоя на глубине 16 м, до которого был за-
глублен металлический шпунт.
Следует отметить, что строительство указанного 43-этажного
217
здания на слабых грунтах в г. Мехико и законченное в 1967 г.
36-этажное здание в Токио свидетельствуют о больших возмож-
ностях современного сейсмостойкого строительства.
Учитывая сложность и большую стоимость натурных испы-
таний грунтов для определения изменения их несущей способ-
ности при сейсмических воздействиях, представляют интерес
методы лабораторных определений свойств грунтов при сейсми-
ческих воздействиях. Заслуживает внимания метод, разработан-
ный и примененный Б. Сидом и его сотрудниками [46, 51, 52].
Образцы грунта испытывают в приборе трехосного сжатия,
оборудованном специальной приставкой, позволяющей созда-
вать нагрузку на образец по заданному циклу. По этой методи-
ке были проведены испытания глин и песков. Приведем неко-
торые данные из указанных работ.
Сейсмограммы показывают, что во время землетрясения при
главном толчке горизонтальное ускорение достигает макси-
мального значения 10—15 раз в течение примерно 0,5 мин. Для
изучения поведения грунта в таких условиях необходимо в при-
боре создать такие же условия приложения переменных нагру-
зок с учетом постоянной нагрузки, которой подвержен грунт под
фундаментом.
Исследования проводились на трех различных видах глин:
от мягко-пластичной с числом пластичности 45 до плотного суг-
линка с числом пластичности 14—16. Оказалось, что прочность
этих трех различных грунтов (по отношению к прочности при
стандартных недренированных испытаниях на раздавливание)
при нагружении их циклической нагрузкой от 10 до 100 циклов
при скорости нагружения два цикла в 1 сек практически мало
отличается от стандартной прочности.
Была также исследована зависимость деформация—напря-
жение. При этом создавалось напряжение, вызывающее относи-
тельную деформацию образца, равную 5, 10, 15 и 25% при 10 и
100 циклах приложения нагрузки. Исследования показали, что
при начальном коэффициенте запаса образца между 1,5 и 2 и
приложении 10 и 100 циклов нагрузки кривая нагрузка—дефор-
мация, построенная по стандартным испытаниям статической
нагрузкой, достаточно хорошо характеризует зависимость на-
грузка—деформация, полученную при пульсирующей нагрузке.
Все это позволяет сделать вывод, что прочность и деформа-
ции глинистого грунта при приложении пульсирующей нагрузки
весьма незначительно отличаются от прочности и деформации
при статической нагрузке.
По этой же методике проводилось испытание циклической
нагрузкой водонасыщенного песка с эффективным диаметром
зерен около 0,2 мм и коэффициентом неоднородности 1,5 (по
СНиП П-Б.1-62 — песок мелкий). Изучалось влияние следую-
щих факторов: начального коэффициента пористости, обжи-
218
мающего давления, величины циклического напряжения, числа
циклов приложения нагрузки и принятого метода оценки пре-
дельного состояния.
Исследованиями установлено существенное влияние всех
этих факторов на отношение прочности песка при циклической
нагрузке к прочности песка при статической нагрузке в дрени-
рованных и недренированных испытаниях. Для испытанного
песка прочность при 10 циклах приложения нагрузки и обжи-
мающем давлении 2 кГ/см2 снижалась до 10% («остаточная»
прочность) по сравнению с прочностью при недренированных
испытаниях и до 17—50% по сравнению с прочностью при дре-
нированных испытаниях, причем более значительное снижение
прочности наблюдается в рыхлых песках.
Таким образом, проведенные опыты демонстрируют почти
неизменную прочность глинистых грунтов при циклической на-
грузке и возможное весьма значительное (в 6 раз для рыхлых
песков и в 2 раза для плотных) снижение прочности песка.
Интерес представляет и сама методика испытания грунтов,
используемых для строительства в сейсмоопасных районах.
Наиболее достоверные результаты расчета сооружений на
сейсмические воздействия могут быть получены при применении
динамического метода расчета с использованием акселерограмм
реальных землетрясений. Акселерограммы, записанные акселе-
рографами, установленными на сооружениях с различными ти-
пами фундаментов на различных грунтах, позволяют оценить
влияние конструкции фундаментов и грунтов на сейсмические
усилия в конструкциях сооружения. Поскольку у нас в стране
только начинают проводить такие наблюдения, воспользуемся
данными Японии, где имеется более 300 станций для записи
сильных колебаний при землетрясениях.
Влияние землетрясения на сооружение обычно выражают в
форме спектров реакции, которые являются мерой воздействия
землетрясения на сооружения, имеющие различные периоды ко-
лебаний и коэффициенты затухания (мера жесткости сооруже-
ния). В работе [42] приведено 29 «нормализованных спектров
реакции ускорения», вычисленных на аналоговой вычислитель-
ной машине на основе акселерограмм, полученных приборами,
установленными в подвалах соответствующих зданий. «Норма-
лизованный спектр реакции ускорения» выражает отношение ус-
корения единичной массы с одной степенью свободы (приблизи-
тельный аналог сооружения) к ускорению грунта при землетря-
сении в зависимости от периода собственных незатухающих ко-
лебаний Т и коэффициента затухания h. Наблюдения проводи-
лись на зданиях высотой от 1 до 13 этажей на различных фун-
даментах (сплошная плита, сваи, опоры глубокого заложения)
при зарегистрированных ускорениях землетрясений от 0,0625 до
0,15 g (от 6,25 до 150 галлов).
219
Рис. 85. Нормализованный спектр реакции ускорения для здания 0-1
1 — глина; 2 — лесок; 3 — глина; 4 — гравий
Рис..86. Нормализованный спектр реакции ускорения для здания 0-4
/—пылеватый песок; 2 — песчанистый ил (N =34-18); 3 — песок (W =204-45);
4 — гравий, песок N>50); 5 — песок, алеврит; 6 — песок (/V =404- 120); 7 —
гравий, лесок
220
Сравним с помощью указанных нормализованных спектров
реакции ускорения работу различных типов фундаментов при
сейсмических воздействиях.
Рассмотрим спектры, представленные на рис. 85 и 86, для
зданий 0-1 и 0-4 в г. Осака для одного и того же землятрясения
с расстоянием до эпицентра 132 км. Характеристика зданий
приведена в табл. 27.
Характеристика зданий в г. Осака
Таблица 27
Условный шифр зда- ния	Число этажей		Максимальное ускорение, наблюдаемое в подвале, в галлах	Тип фунда- мента	Замеренные периоды собст- венных колеба- ний в сек	Период коле- баний, соответ- ствующий пи- ку спектра
	надземных	подземных				
0-1	9	3	37,5	Плита на	- 	0,5
0-4	8	2	25	опорах Плита	0,45	0,3; 0,7
Как видно из рис. 85, здание 0-1 имеет плиту на слое глины
на отметке — 11,5. Плита опирается на набивные сваи, длиной
11 м, диаметром 500 мм с уширением, заглубленные в слой гра-
вия.
Рис. 87. Нормализованный спектр реакции ускорения для здания Т-4
1 — насыпь; 2— суглинок (АГ =24-4); 3 — песок (АГ =24-3); 4 — лесок и гра-
вий (АГ = 12); 5 —пылеватый песок (АГ = 124-22); 6 —супесь (АГ =15); 7 —су-
глинок (Аг= 16); 8 — алеврит (АГ =26); Р —алеврит (АГ =264-30); 10 — глина
(АГ =294-30); 11 — песок, гравий (АГ =304-50); 12 — гравий
221
Фундаментная плита здания 0-4 находится на отметке— 12,0
и опирается на пески средней плотности, ниже которых залегает
плотный песок с гравием.
Спектры реакций для обоих зданий весьма похожи. При ко-
эффициенте затухания ft=0,05 отношение максимального уско-
рения гибкой системы к максимальному ускорению грунта q со-
ставляет: для здания 0-1 около 4,5, для здания 0-4 примерно 4,2.
По спектру реакции для здания 0-4 видно, что пики реакции
(7=0,3 и 0,7 сек) не совпадают с периодом собственных колеба-
ний здания (7=0,45 сек).
Рис. 88. Нормализованный спектр реакции ускорения для здания N-1
/ — песок, гравий (7V =80-? 100); 2 —песок (Л/=50); 3 — суглинок (W =74-20); 4 — песок,
гравий (N >100); 5 — суглинок (W =15—20); 6 — песок, гравий (W =304-40): 7 — супесь
(АГ =25 4-30); в— глина (Л/ = 154-20); 9 — супесь (TV =70 4-100); 10 — суглинок (W =204-30);
11 — песок, гравий (N >100)
Из рассмотрения спектров реакций этих двух зданий можно
сделать вывод, что при возведении зданий на одинаковых грун-
тах на фундаментной плите или свайных фундаментах на жест-
ких сваях (отношение длины сваи к ее диаметру равно 22)
спектры реакций получаются весьма похожими.
Рассмотрим теперь спектры реакций, представленные на
рис. 87 и 88 для зданий Т-4 и N-1, расположенных соответствен-
но в Токио и Нагоя. Расстояние от здания Т-4 до эпицентра
53 км, от здания N-1 125 км. Как видно из рис. 87, здание Т-4
имеет плиту на слое глины на отметке— 14,65. Плита опирается
222
на опоры диаметром 2,3 м, длиной 7,55 м, заглубленные в слой
гравия. Характеристика зданий приведена в табл. 28.
Таблица 28
Характеристика зданий в гг. Токио и Нагоя
Условный шифр зда- .иия	Число этажей		Максимальное ускорение, наблюдаемое в подвале, в галлах	Тип фунда- мента	Замеренный период собст- венных колеба- ний	Период коле- баний, соот- ветствующий пику спектра
	надземных	подземных				
Т-4 N-1	10 10	3 2	6,25 10,0	Плита на опорах Плита	0,47	0,2 (0,5) (1.D 0,4; 0,6 0,9; 1,3
Фундаментная плита здания N-1 находится на отметке
—14,35 и опирается на плотный слой песка и гравия толщиной
7,65 м, ниже которого находится разнородная толща грунтов,
включающая слой довольно слабых суглинков толщиной 4 м
(.V=74- 20 — число ударов стандартной пенетрации).
Спектры реакций в данном случае совершенно различные.
Для здания Т-4 спектр реакции весьма похож на рассмотренные
выше спектры реакций для зданий 0-1 и 0-4, опирающихся на
хорошие грунты через плиту или сваи. Для здания N-1 спектр
реакции имеет четыре пика с периодом колебаний от 0,4 до
1,3 сек. При этом максимальное значение q при коэффициенте
затухания Л=0,05 составляет: для здания Т-4 — 3,1; для здания
N-1 —3,6. Спектр реакции для здания N-1 показывает, что для
надежной оценки работы фундамента очень важно знать харак-
теристики грунтов не только непосредственно под подошвой
фундамента, но и грунтов, залегающих на 10 м и более под по-
дошвой фундамента. Это обстоятельство необходимо учитывать
при назначении глубин инженерно-геологических скважин для
исследования грунтов в сейсмических районах.
Рассмотрим еще нормализованный спектр реакции для 4-
этажного здания без подвала (Т-2) на свайных фундаментах из
трубчатых составных железобетонных свай диаметром 500 мм,
длиной 20 м.
Расстояние до эпицентра 53 км, максимальное ускорение
фундамента здания 12,5 галла.
Из рис. 89 видно, что сваи прорезают слабые пылеватые
грунты и заглублены на 1,7 ж в пески средней и ниже средней
плотности (N— 10-j-30).
На спектре реакции имеется только один пик при Т=0,7 сек.
Однако максимальное значение q весьма велико и составляет
4,3 при затухании 0,05 и 3,3 при затухании 0,10. Такой характер
спектра реакции показывает, что длинные, относительно гибкие
223
висячие сваи применять нецелесообразно, так как это дорого и
вместе с тем может вызвать значительные усилия в конструкции
здания.
Рис. 89. Нормализованный спектр реакции ускорения для здания Т-2
1 — насыпь: 2 — супесь (JV=8-rl5); 3 — пылеватый песок (N =0 -г4); 4 — супесь (W =
®=04- 4); 5 — песок (W= 104-30); 6 — песок, гравий (W =45 4- 85) ; 7 — глина (W=15);
8 — гравий с песчаным заполнением
Необходимо также отметить, что в настоящее время помимо
весьма прогрессивного направления расчета взаимодействия
фундаментов и надземных конструкций при сейсмическом воз*
действии с использованием спектров реакций, построенных для
реальных землетрясений и сооружений, развивается и другое
направление — расчет на действие периодической горизонталь^
ной силы с принятием упрощенной динамической модели для
надземной части здания [50].
При этом втором направлении основной физической характе-
ристикой грунта, используемой в расчете, является скорость
распространения волн сдвига. Получен ряд общих интересных
выводов о влиянии грунтов на работу конструкции [50]. Одна-
ко во всех самых современных методах расчета взаимодействия
фундамента и сооружения учитывается в лучшем случае влия-
ние грунта, т. е. основания сооружения, а не фундамента на уси-
лия в надземных .конструкциях и совсем не учитывается обрат-
ное воздействие сооружения на колебания грунта.
224
В течение последних нескольких лет у нас в стране проведе*
ны некоторые экспериментальные работы по определению несу-
щей способности свай при сейсмических воздействиях, что свя-
зано с увеличивающимся применением свайных фундаментов в
сейсмоопасных районах.
В Красноярском Промстройниипроекте В. А. Харитоновым
[37] проведены испытания малых моделей свай (1,5X1,5 см.
длиной 25 см) в контейнере размером 30X30X35 см, который
устанавливался на сейсмоплатформе. Испытание свай проводи-
лось в песках, суглинках и супесях. Испытаниями установлено,
что при ускорении примерно менее 0,15 g несущая способность
свай в твердых и туго-пластичных глинах и плотных мало-
влажных песках снижается весьма незначительно. В мелких во-
донасыщенных песках несущая способность сваи может сни-
зиться более чем в 10 раз.
Результаты испытаний модели сваи в лаборатории и метал-
лической сваи диаметром 10 см в полевых условиях приведены
в работе [20]. При экспериментах считали, что осадка при сей-
смических колебаниях аналогична вибропогружению сваи и что
происходит она под воздействием инерционной силы от статиче-
ской нагрузки и вследствие снижения трения и сцепления по по-
верхности сваи и в самом грунте. На основе проведенных экспе-
риментов приводятся следующие данные о снижении несущей
способности сваи при сейсмическом воздействии различной си-
лы (табл.29).
Таблица 29
Коэффициент снижения несущей способности
свай при землетрясениях
Грунт
Крупнозернистый сухой песок (окатанный)......
Мелкозернистый сухой песок (угловатый).......
Глина песчанистая сухая (смесь глины и крупнозерни-
стого песка )....,.........................
Мелкозернистый водонасыщенный песок..........
Значения коэффициен-
та при сейсмичес-
ком воздействии в
баллах
0,9 0,9	0,7 0,8	0,4 0,6
0,9	0,7	0,5
0,8	0,7	0,4
При рассмотрении этой таблицы некоторое удивление вызы-
вает одинаковое снижение несущей способности сваи до 0,4 при
землетрясении 9 баллов в крупнозернистых сухих песках и в
мелкозернистых водонасыщенных.
Отдельные данные отечественного и зарубежного опыта о
работе свай при сейсмических воздействиях показывают, что в
этом вопросе еще очень много неясного. Этим можно объяснить
то, что в действующих Строительных нормах и правилах на стро-
225
ительство в сейсмических районах (СНиП П-А. 12-69), а также
«Указаниях по проектированию конструкций крупнопанельных
жилых домов, строящихся в сейсмических районах» (СН 328—
65) нет ясных указаний о применении свайных фундаментов.
Учитывая, что в сейсмических районах сваи находят все бо-
лее широкое применение, ниже приводятся некоторые рекомен-
дации для проектирования. Эти рекомендации нельзя считать
исчерпывающими, они также не являются результатом экспери-
ментов или теоретических исследований. Их можно рассматри-
вать как весьма ориентировочные, нуждающиеся в дальнейшей
проверке специальными экспериментальными исследованиями.
По проектированию свайных фундаментов в сейсмических
районах с сейсмичностью 7—9 баллов можно высказать следу-
ющие соображения.
1.	Объемы работ по бурению инженерно-геологических сква-
жин следует назначать из расчета, что для проектирования
свайных фундаментов для каждого здания хотя бы одна из
скважин должна доходить до коренных пород или иметь глуби-
ну не менее 25 м.
2.	Отчет по инженерно-геологическим изысканиям должен
содержать дополнительно сведения по микросейсморайонирова-
нию площадки строительства в соответствии с требованиями
«Инструкции по проведению микросейсморайонирования», раз-
работанной Институтом физики Земли АН СССР (труды Инсти-
тута физики Земли АН СССР №22 (189) 1962 г.).
3.	Для уточнения плотности грунтов, однородности их зале-
гания, а также для выявления изменения их свойств при дина-
мических воздействиях рекомендуется использование кроме ста-
тического также и динамического зондирования.
4.	В качестве несущего слоя свай (слой, в который должны
быть заглублены нижние концы свай) следует принимать невы-
ветрелые скальные породы, плотные мрловлажные крупнообло-
мочные и песчаные грунты, твердые и полутвердые глинистые
грунты; величина заглубления нижних концов свай в указан-
ные грунты (за исключением скальных) должна быть не менее
1—2 м в зависимости от характера грунтов, прорезаемых свая-
ми. При прорезании слабых грунтов заглубление нижних концов
свай в плотные грунты принимается не менее 2 ле, а при проре-
зании грунтов средней плотности — не менее 1 м.
При скальных грунтах нижние концы свай рекомендуется
опирать на кровлю, если кровля имеет поверхность горизон-
тальную или близкую к горизонтальной. Опирание нижних кон-
цов свай на крутопадающие пласты скальных пород не допуска-
ется.
5.	Не рекомендуется использовать в качестве несущего слоя
водонасыщенные гравийно-галечниковые отложения с большим
(15—20%) содержанием глинистого заполнителя, рыхлые водо-
насыщенные пески, мягко-пластичные и текуче-пластичные гли-
226
«истые грунты, макропористые просадочные лёссовидные суг-
линки.
6.	Нижние концы свай рекомендуется проектировать в одном
уровне. В поперечном направлении здания проектирование ниж-
них концов свай в разных уровнях не допускается.
7.	При выборе конструкции свай предпочтение следует отда-
вать железобетонным полым круглым сваям с открытым или за-
крытым нижним концом.
При отсутствии круглых свай можно применять железобе-
тонные призматические сваи квадратного сечения не менее ЗОХ
ХЗО см.
Применение набивных свай без оболочек не допускается.
8.	Длина свай должна быть не менее 4 м. Применение квад-
ратных свай длиной более 12 м возможно при наличии специ-
альных опытных данных.
9.	Расчет оснований зданий и сооружений должен произво-
диться на особые сочетания нагрузок (включая сейсмическую)
по первому предельному состоянию. При этом необходимо опре-
делять нагрузки на свайный фундамент с учетом проверки зда-
ния на опрокидывание и сдвиг надземной конструкции здания.
10.	Расчетное сопротивление свай определяется по СНиП
П-Б.5-67 с учетом коэффициентов условий работы, принима-
емых по табл. 30 и уточняемых по данным испытаний свай.
Таблица 30
Коэффициент условий работы свай
Сейсмичность строи- тельной площадки в баллах	Значения коэффициентов условий работы для различных грунтов под острием сваи		
	скальных	связных	несвязных
7	1	0,8	0,7
8	1	0,7	0,6
9	1	0,6	0,5
Указанными коэффициентами условий работы учтены допу-
стимое увеличение расчетных сопротивлений при особых сочета-
ниях нагрузок и снижение расчетных сопротивлений вследствие
возможного изменения свойств грунтов при сейсмических воз-
действиях.
11.	Принятое в проекте расчетное сопротивление свай уточ-
няется испытаниями свай динамическими и статическими на-
грузками в соответствии с требованиями СНиП П-Б.5-67,
СНиП Ш-Б.6-62 и ГОСТ 5686—69.
12.	Для зданий высотой более пяти этажей, возводимых в
сейсмических районах сейсмичностью 8—9 баллов, сваи под не-
сущими стенами следует располагать не менее чем в два ряда
по прямоугольной сетке.
227
13.	При отсутствии данных испытаний свай на горизонталь-
ную нагрузку расчетное сопротивление сваи не следует прини-
мать выше указанных значений.
Сечение сваи в см
Ориентировочная максимальная
горизонтальная нагрузка на сваю в т
30X30
35x35
40X40
1,5
2,0
2,5
Теоретические методы расчета свай на горизонтальную на-
грузку основаны главным образом на принятии гипотезы коэф-
фициента постели для изгиба вертикальной балки, какой явля-
ется свая в грунте.
Одной из наиболее полных работ по , этому методу расчета
является серия статей Б. Бромса [39, 40], в которых решение
доведено до удобных для пользования графиков для определе-
ния усилий и деформаций в свободных и заделанных сваях.
Однако в связи с отсутствием сколько-нибудь достоверных
данных о величине коэффициента постели для вертикальной
балки в различных грунтах нельзя рекомендовать этот метод
для практического использования при расчете квадратных за-
бивных свай. Для расчета трубчатых свай диаметром более 1 м
при отсутствии экспериментальных данных можно рекомендо-
вать метод расчета на горизонтальную нагрузку, приведенный в
ВСН ПО—641. При оценке результатов статических испытаний
свай на горизонтальную нагрузку следует вводить коэффициент
условий работы, принимаемый по табл. 30.
Рассматривая работу сваи на горизонтальную нагрузку при
сейсмическом воздействии, необходимо иметь в виду следующее.
Обычно при этих расчетах принимается, что на верхнюю часть
сваи действует горизонтальная сила инерции, равная произве-
дению вертикальной нагрузки на сваю на расчетное ускорение и
соответствующие коэффициенты, зависящие от конструкции со-
оружения. Однако эксперименты показывают, что амплитуда
сейсмических колебаний у поверхности грунта больше, чем на
глубине, т. е. от сейсмических волн в грунте возникают срезы-
вающие усилия, создающие дополнительные горизонтальные на-
грузки на сваю.
Результаты экспериментов, выполненных японскими иссле-
дователями в ящике размером 130X70X70 см. показали, что
деформации верха сваи при горизонтальных нагрузках, вызван-
ных приложением ускорений, в несколько раз больше деформа-
ций, вызванных непосредственно приложенными горизонталь-
ными нагрузками.
При проектировании свай на горизонтальную сейсмическую
нагрузку это явление надо учитывать, вводя понижающий коэф-
1 Технические указания по проектированию и строительству фундаментов
и опор мостов из сборных железобетонных оболочек. Оргтрансстрой, 1965.
228
фициент условий работы (см. табл. 30), хотя следует иметь в
виду, что необходимых экспериментальных данных о величине
этой поправки нет.
13.	Горизонтальную сейсмическую силу рекомендуется пе-
редавать на горизонтальные связи между отдельно стоящими
свайными фундаментами.
14.	Проектом следует предусматривать мероприятия по тща-
тельному уплотнению грунтов при обратной засыпке вблизи
ростверков до объемного веса скелета грунта 1,65 т/л<3.
15.	Головы свай должны объединяться железобетонным мо-
нолитным непрерывным .ростверком, расположенным под всеми
несущими стенами в одном уровне.
При необходимости устройства местных приямков кроме
ростверка следует проектировать также железобетонную обвяз-
ку свай на отметке дна приямка.
16.	Антисейсмические усиления надземных конструкций зда-
ния, предусмотренные СНиП П-А. 12-69, должны выполняться и
при свайных фундаментах. Надземные конструкции здания
должны крепиться к ростверку связями, воспринимающими?
сдвигающую сейсмическую силу без учета трения.
Принятие пониженных расчетных сопротивлений грунтов для
фундаментов на естественном основании и для свайных фунда-
ментов имеет весьма существенное значение, так как при этом
значительно уменьшаются общие и неравномерные осадки зда-
ний. Как показали результаты изучения последствий многих
землетрясений последнего времени, разрушению подвергаются
в первую очередь те здания, конструкции которых вследствие
предшествующих землетрясению неравномерных осадок находи-
лись в перенапряженном состоянии или были повреждены. Сле-
дует отметить, что нормы допустимых осадок фундаментов, при-
нятые в Японии (табл. 31), меньше, чем по СНиП П-Б.1-62.
Таблица 31
Допустимые осадки фундаментов в Японии
Фундамент	Допустимая общая осадка сооружений в см	
	нормальная	максимальная
Фундаментная плита		15	30
Ленточный		5	10
Одним из главных требований сейсмостойкого строительст-
ва являются высококачественное изготовление всех конструкций,
зданий и высокое качество строительно-мойтажных работ.
Глава VIII.
ВОЗМОЖНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ
СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
И МЕРЫ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При широком применении свайных фундаментов в разнооб-
разных грунтовых условиях (преимущественно неспециализиро-
ванными строительными организациями) не всегда проводятся
полноценные изыскания и как следствие не на должном уровне
составляются проекты свайных фундаментов. Кроме того, в рас-
поряжении строительных организаций довольно часто отсутст-
вует сваебойное оборудование необходимой мощности. В связи
•с этим при возведении свайных фундаментов возникают следу-
ющие осложнения:
а)	занижение или завышение несущей способности свай;
б)	недобивка свай до проектной отметки в результате выбо-
ра завышенных длин и сечений, запроектированных на основа-
нии неполноценных материалов изысканий;
в)	недобивка свай вследствие преждевременного разруше-
ния голов из-за применения бетона пониженной марки;
г)	недобивка свай до проектной отметки, преждевременное
разрушение голов свай даже при нормальной прочности бетона,
-а также снижение производительности труда в результате ис-
пользования молотов малой мощности;
д)	отклонения свай, превышающие допустимые, вследствие
несоблюдения основных технических требований по погружению
их, в результате чего требуется погружать дополнительные сваи,
что повышает стоимость свайных фундаментов;
е)	поломка свай вследствие неправильного складирования
и транспортирования их на строительную площадку и необходи-
мость погружения дублирующих свай.
В данной работе приведен ряд приемов и способов, обеспе-
чивающих проектирование и возведение свайных фундаментов
на должном техническом уровне. Несмотря на простоту конст-
рукций свайных фундаментов, иногда приходится решать до-
вольно сложные вопросы при погружении свай в весьма разно-
образную грунтовую среду, в которой особенности работы сваи
230
различны. В связи с этим ниже приводятся некоторые примеры
технических и конструктивных решений при возникших затруд-
нениях и меры по их предупреждению.
1.	Для каменного 5-этажного здания запроектирован свай-
ный фундамент. Грунты площадки представлены мягко-пластич-
ными аллювиальными суглинками относительно большой мощ-
ности. Ниже залегают плотные моренные суглинки.
Проектировщик, не имея данных лабораторных анализов, за-
проектировал короткие сваи длиной 5 м и сучением 30X30 см с
оставлением нижних концов в аллювиальных суглинках, пола-
гая, что несущая способность таких свай может быть принята
равной 25 т.
После того как все сваи были погружены и на большей част»
здания уложен монолитный железобетонный ростверк, у строи-
телей появилось сомнение в правильности этого решения. На
основании материалов геологических изысканий мягко-пластич-
ные аллювиальные суглинки были оценены как слой сравни-
тельно слабых грунтов, которые должны быть прорезаны свая-
ми длиной 6,5—7 м вместо 5 м. Бурением контрольных скважин
с отбором образцов для лабораторных анализов, а также прове-
дением двух испытаний свай статической нагрузкой было уста-
новлено, что несущая способность свай длиной 5 м не превыша-
ет 15 т.
В результате было принято решение: погружать дополни-
тельно сваи длиной 5 м за пределами уложенного ростверка,,
устраивать отдельные ростверки над каждой парой свай пер-
пендикулярно оси уложенного ростверка.
2.	Для каменного 5-этажного здания запроектирован свай-
ный фундамент, ростверк уложен по всему свайному полю и
возведен первый этаж.
Решение было следующим. Если фактическая несущая спо-
собность свай меньше принятой более чем на 30%, необходимо
разобрать возведенный первый этаж и усилить свайное поле,,
как указано в примере 1. При фактической несущей способности
свай меньше принятой на 20—25% можно ограничиться уклад-
кой через этаж железобетонных и армокирпичных поясов на
уровне междуэтажных перекрытий.
3.	Для крупнопанельного 5-этажного жилого дома серии
I-464A запроектирован свайный фундамент с расположением по
осям несущих поперечных стен пяти свай вместо семи (по типо-
вому проекту). Сечение свай 30X30 см. длина 5 м.
Грунты площадки ниже поверхности представлены просадоч-
ными суглинками толщиной 3 м. ниже которых (по материалам
местной геологической партии) залегает небольшой слой рых-
лых песков, подстилаемых гравийно-галечниковым слоем боль-
шой мощности.
231
Все сваи погружены, уложен монолитный ростверк, возведе-
ны цокольный и частично первый этаж. Нагрузка на сваю в про-
екте принята равной 40 т.
Для контрольной оценки несущей способности свай были
проведены два испытания свай статической нагрузкой на вдав-
ливание. Испытания показали, что расчетные нагрузки на сваи
могут быть приняты не более 20 т вместо 40 т по проекту.
Контрольным бурением было установлено, что так называ-
емый гравийно-галечниковый слой состоит из 10—15% гравия и
гальки с заполнением рыхлым песчаным грунтом. С глубиной от
кровли на 1,5—2 м процент гравия и гальки резко увеличивает-
ся, а песчаное заполнение оказывается средней плотности и
плотным.
При наличии полноценных изысканий быЛа бы принята дли-
на свай 7 м и проектная нагрузка 40 т оказалась бы правильной.
Так как проектная и строительная организации обратились за
консультацией тогда, когда нулевой цикл со свайным фундамен-
том уже был выполнен, то было принято следующее решение.
Вокруг каждой сваи, начиная от подошвы ростверка, рекомен-
довалось возвести столбчатые фундаменты с площадью подош-
вы из расчета удельного давления 1 кГ/см2, заглубленные через
всю толщу просадочных грунтов до нижележащих песков. Пред-
полагается, что нагруженные до предельного состояния сваи да-
дут большие осадки и тогда включатся в работу столбчатые
фундаменты.
4.	Запроектировано 8-этажное каменное здание на свайных
фундаментах. Нагрузка на сваю принята 40 т. Сваи были запро-
ектированы длиной 10 м и сечением 30x30 см.
Грунты площадки представлены незначительным культур-
ным слоем и озерно-болотными отложениями суглинков, подсти-
лаемых небольшим слоем песков, под которыми залегает погре-
-бенный торф мощностью до 3 м. Ниже тор_фа находится слой
плотных моренных суглинков большой мощности. Сваи длиной
10 м не достигали кровли торфа на 1 м, и в то же время заводы
железобетонных изделий не изготовляют сваи длиной более
10 м.
В процессе погружения свай фиксировались отказы, величи-
на которых составляла 20—25 мм от одного удара. При таких
•отказах несущая способность свай не превысит 10—15 т. Кроме
того, необходимо учесть, что вследствие сгорания органических
примесей торф будет в течение длительного времени обжимать-
ся и, следовательно, осадки свай будут все больше увеличивать-
ся. Поэтому сваи должны быть обязательно погружены ниже с
таким расчетом, чтобы прорезать торф и заглубиться в плотные
моренные суглинки на 1—1,5 м.
В связи с этим могут быть приняты два варианта решений:
а) используя опускные стрелы копра, сваи дополнительно уг-
232
лубить, после чего отрыть шурфы, срезать головы свай и нара-
стить сваи до отметки ростверка;
б)	срезать головы свай, нарастить сваю, связав наращивае-
мую часть с оголенной арматурой, и после затвердения нара-
щенной части сваю добить до намеченной отметки.
В целях быстрого нарастания прочности целесообразно при-
менить быстросхватывающийся цемент. При этом предполага-
ется, что наращенную часть сваи можно забивать через 4—5
дней после окончания бетонирования. Контроль прочности бето-
на должен осуществляться обычными испытаниями кубиков, на-
ходящихся в одинаковых со сваями условиях.
5.	Для 5-этажного каменного здания запроектирован свай-
ный фундамент со сваями квадратного сечения 30x30 см и дли-
ной 8 м.
Грунты площадки представлены мягко-пластичными суглин-
ками, которые подстилаются мощным слоем средних и крупных
песков. Сваи длиной 8 м заглубляются в пески на 2,5—3 м. Вы-
борочная забивка пробных свай в начальной стадии свайных
работ показала, что на отдельных участках сваи не добиваются
до проектной отметки на 3—3,5 м. Контрольным бурением сква-
жин установлено, что кровля песков в пределах примерно !/з
проектируемого здания поднимается выше, чем в остальной час-
ти, приблизительно на 2,5—3 м.
В этом случае требуется корректировать проект, оставив
сваи длиной 8 м в той части, где кровля песков соответствовала
материалам изысканий, и длиной 5 м, где кровля песков подни-
мается выше.
6.	Для жилого дома проектом было предусмотрено располо-
жение свай в один ряд. Длина свай 4 м, сечение 30X30 см. На-
грузка на сваю принята 30 т.
В процессе погружения свай вследствие небрежности допус-
калось наклонное положение стрел копра, в результате чего
часть свай оказалась погруженной с наклоном от вертикали
сверх допустимого (1%). Если сваи с наклоном в одну сторону
расположены группами, то необходимо забить дополнительные
сваи. При расположении свай с наклоном в отдельных местах до-
полнительные мероприятия по усилению свайного поля не тре-
буются.
7.	Свайный фундамент запроектирован с расположением
свай в один ряд. В результате небрежной геодезической раз-
бивки осей свайного ряда сваи по всему ряду или частично име-
ют отклонения сверх допустимых (±5 см). В этих случаях необ-
ходимо забить сваи во втором ряду в направлении, противопо-
ложном отклонившейся оси, с таким расчетом, чтобы дополни-
тельными сваями создавалось шахматное расположение свай,
средняя ось которых совпадала бы с осью нагрузок.
8.	Насыпь большой мощности неоднородна и имеет твердые
233
включения в верхней части (металлический лом, обломки бетон-
ных камней, остатки деревянных срубов и др.). При всех усло-
виях насыпь необходимо прорезать сваями. Для сокращения
юбъема работ по погружению свай следует в результате увели-
чения сечения свай и их длины принять возможно большую на-
грузку на сваю, для того чтобы уменьшить количество свай и
тем самым вероятность попадания свай на твердые непробива-
емые включения.
Кроме того, целесообразно удалить верхнюю часть насыпи с
включениями и подсыпать любым насыпным грунтом, после че-
го погружать сваи. Если применение забивных свай в этих усло-
виях все же крайне осложняется, то можно применить бурона-
бивные сваи.
9.	Для промышленного корпуса был запроектирован техно-
логический канал длиной 180 м, шириной 3,1 и 4,4 м и глубиной
3 и 5,65 м. При таких габаритах стенки канала попадали на ус-
тупы ростверков, утяжеляя их. Вследствие высокого горизонта
грунтовых вод пришлось в крайне стесненных условиях преду-
смотреть строительное водопонижение.
При тщательном обсуждении этого вопроса с технологами и
разъяснении им сложности осуществления такого проекта тех-
нологи пришли к выводу, что без ущерба технологическому про-
цессу глубина канала может быть уменьшена до 2,8 м, длина до
120 м и ширина до 2,4 м. При уменьшенных габаритах канала
оказалось возможным уменьшить количество свай в кустах под
колонны, а строительное водопонижение вовсе исключить.
10.	Для крупного цеха технологами была задана нагрузка на
пол по всей площади цеха 10 т/м2. Так как площадка с поверх-
ности была представлена слоем торфа мощностью 3—5 м, а
фундаменты под колонны проектировались свайными, то проек-
тировщики приняли конструкцию пола из железобетона, опира-
ющуюся на сравнительно частую сетку свай. При совместном
рассмотрении этого вопроса с технологами оказалось, что на-
грузка на пол может быть снижена до 3 т/м2. Кроме того, эта
нагрузка будет не на всей площади цеха, а только на половине,
и то на отдельных участках. Таким образом, количество свай
сократилось более чем в 3 раза.
11.	Трехпролетный вагоносборочный цех с пролетами по 18 м
и краном 30 т построен на деревянных сваях длиной 7 м. Ниж-
ние концы свай были оставлены в слое торфа, мощность которо-
го под нижними концами свай составляет 3 м. В результате на-
блюдались настолько большие общие и неравномерные осадки,
что подкрановые пути уже были отрихтованы по высоте на
15,5 см и здание продолжало оседать и деформироваться.
Рядом с этим цехом построен одноэтажный гараж на желе-
зобетонных сваях длиной 16 м при мощности торфяно-илистых
отложений 9 м.
234
Таким образом, в первом случае сваи приняты слишком ко-
роткие (7 м вместо 12 м) и, по-видимому, следовало бы преду-
смотреть железобетонные сваи, а не деревянные, а во втором
случае слишком длинные (11—12 м вместо 16 м).
12.	В промежутке между существующим 7-этажным и 5-
этажным жилыми домами потребовалось построить 6-этажный
жилой дом. Был запроектирован свайный фундамент из забив
ных железобетонных свай, которые были забиты в 1940 г., одна-
ко крайние ряды свай, примыкающие к существующим домам,,
не были забиты. Через 10 лет встал вопрос о строительстве зда-
ния и требовалось решить конструкцию примыканий. Была сде-
лана попытка применить набивные сваи. Однако в процессе бу-
рения скважин извлекался также грунт и из-под подошвы бли-
жайших фундаментов и в торцовой стене 7-этажного дома поя-
вились трещины. Пришлось отказаться от использования набив-
ных свай и была принята консольная железобетонная конструк-
ция в виде мощных балок, на которые опиралась торцовая сте-
на 6-этажного дома.
13.	В непосредственной близости от существующего 7-этаж-
ного жилого дома проектировался 9-этажный жилой дом на лен-
точных фундаментах с глубиной заложения до 5 м. Такая боль-
шая глубина заложения была обусловлена наличием большого
слоя насыпи. Строительная организация решила, что устройст-
во таких глубоких фундаментов слишком сложно, и обратилась
в институт Фундаментпроект с просьбой перепроектировать
фундаменты на свайные. Однако проектная организация, запро-
ектировавшая глубокие фундаменты на естественном основа-
нии, опасалась, что в существующем здании от сотрясений, по-
являющихся при забивке свай, возникнут недопустимые дефор-
мации.
Используя имеющийся опыт подобных случаев, было произ-
ведено визуальное обследование существующего дома и выяв-
лено, что состояние существующего смежного дома вполне удов-
летворительное. В связи с этим решили возвести свайные фун-
даменты из забивных свай без каких-либо специальных меро-
приятий по усилению существующего дома. В результате свай-
ный фундамент был возведен и никаких деформаций в сущест-
вующем доме не произошло.
14.	Здание существующей электростанции потребовалось
расширить путем возведения корпуса, непосредственно примы-
кающего к существующему. Запроектированная пристройка
примыкала к существующей торцовой стене. Был запроектиро-
ван свайный фундамент с частотрамбованными сваями длиной
18 м. По технологии изготовления этих свай сначала забивается
стальная труба диаметром 420 мм с теряемым стальным баш-
маком. Поскольку торцовая стена была слабо связана с про-
дольными стенами, возникло опасение, что в результате забивки
235
инвентарных труб в стене произойдут недопустимые деформа-
ции. Грунт был представлен водонасыщенными илами, подсти-
лаемыми мягко-пластичными меловыми породами. Забивка про-
изводилась непосредственно от существующей торцовой стены.
В процессе забивки велись инструментальные наблюдения за
возникающими колебаниями и состоянием несущих элементов
существующей электростанции. Наблюдениями установлено,
что при забивке свай в непосредственной близости от существу-
ющей стены никаких существенных деформаций не происходит,
а при удалении копра на 15 м от существующей стены начали
появляться трещины в продольных стенах, расположенных пер-
пендикулярно торцовой стене. Однако забивка свай продолжа-
лась и образование трещин происходило до тех пор, пока не
прекратилась забивка свай. Следует отметить, что угрожаю-
щих деформаций все же не появилось.
Этот пример показывает, что в зависимости от грунтовых
условий деформации в существующих зданиях могут возникнуть
при забивке свай не только в непосредственной близости, но и
на некотором расстоянии от здания.
В заключение авторы выражают надежду, что правильное
использование изложенных в книге рекомендаций избавит стро-
ителей и проектировщиков от необходимости решения вопросов,
аналогичных приведенным выше.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Абелев Ю. М., Брайт П. И. и др. Испытание крупнопанельного
дома серии 1-480П, возведенного на просадочных грунтах. «Основания, фун-
даменты и механика грунтов», 1962, № 2.
2.	Березанцев В. Г. Расчет прочности оснований сооружений. Гос-
стройиздат, 1960.
3.	Березанцев В. Г. Осесимметричная задача теории предельного
равновесия сыпучей среды. Гостехиздат, 1952.
4.	Березанцев В. Г., Ярошенко В. А. Особенности деформиро-
вания песчаных оснований под фундаментами глубокого заложения. «Осно-
вания, фундаменты и механика грунтов», 1962, № 1.
5.	Березанцев В. Г. и др. Исследование песчаных оснований фунда-
ментов глубокого заложения. Госстройиздат, 1960.
6.	Березовский В. Г. Некоторые особенности строительства в усло-
виях Крайнего Севера. Госстройиздат, 1963.
7.	Бубис И. И. Инженерный анализ последствий землетрясения 26 апре-
ля 1966 г. в г. Ташкенте. «Основания, фундаменты и механика грунтов»,
1966, № 5.
8.	Васильевский В. Е., Захаренков М. М. Из опыта строитель-
ства жилого дома на насыпных грунтах. «Основания, фундаменты и механи-
ка грунтов», 1962, № 3.
9.	Герсеванов Н. М. Определение сопротивлений -свай. Госстрой-
издат, 1932.
10.	Герсеванов Н. М. Собрание сочинений, т. 1. Стройвоенмориздат,
1948.
11.	Голубков В. Н. Несущая способность свайных оснований. Маш-
стройиздат, 1950. •
12.	Гумен ский Б. М., Новожилов Г. Ф. Об увеличении несущей
способности свай в процессе их «отдыха». «Основания, фундаменты и ме-
ханика грунтов», 1961, № 4.
13.	Жемочкин Б. Н. Расчет рандбалок и перемычек. Госстройиздат,
1960.
14.	Зурн аджи В. А. и др. Основания и фундаменты на лёссовых про-
садочных грунтах. Издательство Ростовского университета, 1968.
15.	Индустриальные методы устройства свайных фундаментов в жилищ-
ном строительстве. НТО строительной индустрии. Госстройиздат, 1962.
16.	И ш л инек ий А. Ю. Осесимметричная задача теории пластичности и
проба Бринелля. «Прикладная математика и механика», т. VIII, вып. 3, 1944.
17.	Карцивадзе Г. Н., Медведев С. В., Напетваридзе Ш. Г.
Сейсмостойкое строительство за рубежом. Госстройиздат, 1962.
18.	Красноярский совнархоз. Возведение фундаментов в условиях вечно-
мерзлых грунтов (из опыта Норильского района). Госстройиздат, 1962.
19.	Луга А. А. Сваи с уширенными камуфлетными пятами. ВНИИ
транспортного строительства, вып. 38. Новые конструкции свайных фунда-
ментов, 1960.
237
20.	Н а п е т в а р и д з е Ш. Г., С а м ков Б. Н. О работе свай в сейсми-
ческих условиях. «Промышленное строительство, 1965, № 4.
21.	Новожилов Г. Ф. Увеличение несущей способности одиночных:
свай во времени. «Основания, фундаменты и механика грунтов*, 1966, № 2.
22.	О б о д о в с к и й А. А., С у р о в о в А. В. Технико-экономический
анализ различных систем оснований и фундаментов крупнопанельного жило-
го дома серии I-464A на просадочных грунтах. Сборник материалов по проек-
тированию и изысканиям института Фундаментпроект, № 2, 1963.
23.	ОбодовскийА А. Некоторые вопросы дальнейшего повышения
несущей способности свай. «Строительство и архитектура Москвы», 1965, №7.
24.	О н и щ и к Л. И. Каменные конструкции. Стройиздат, 1939.
25.	П а т а л е е в А. В. Расчет свай и свайных оснований. Речиздат, 1949.
26.	П а т и Д. Технология подводного бетонирования глубоких опор типз1
«Беното». «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1966, № 2.
27.	П е к Р. Б., X е н с о н У. Э., Т о р н б у р н Т. X. Основания и фунда-
менты. Госстройиздат, 1958.
28.	П р и к л о н с к и й В. А. Грунтоведение. Госгеолиздат, 1952.
29.	Прудентов А. И. Железобетонные полые сборные сваи. Госстрой-
издат, 1959.
30.	Романов Д. А. Фундаменты промышленных сооружений на желе-
зобетонных сваях-стойках с камуфлетной пятой в условиях лёссовых грунтов.
Госстройиздат, 1962.
31.	Рукавцов А. М., Пер л ей Е. М. Опыт применения вибропогру-
жателей в промышленном строительстве. Госстройиздат, 1957.
32.	С а в и н о в О. А., О с м а н о в С. А. К сравнительной характеристи-
ке свайных вибропогружателей и вибромолотов. «Основания, фундаменты и
механика грунтов», 1961, № 5.
33.	Деформации оснований при замерзании и оттаивании. Сб. трудов
№ 19 НИИОСП. Госстройиздат, 1952.
34.	Т е р ц а г и К., П е к Р. Механика грунтов в инженерной практике.
Госстройиздат, 1958.
35.	Трофименков Ю. Г., Ободовский А. А. Некоторые вопросы
определения несущей способности свай. «Основания, фундаменты и механика
грунтов», 1960, № 3.
36.	Трофименков Ю. Г. и др. Система автоматической записи при
статическом зондировании грунтов установкой С-979. «Основания, фундамен-
ты и механика грунтов», 1968, № 5.
37.	Харитонов В. А. Сопротивление свайного основания при земле-
трясениях с учетом сейсмических напряжений в грунтовой среде. Сборник
№ 10 «Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера», 1966.
38.	Ц ы т о в и ч Н. А. и др. Основания и фундаменты. Госстройиздат, 1959.
39.	Broms В. «Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils». Proc.
ASCE, N 3909, SM3, May 1964.
40.	Broms B. «Design of Laterally Loaded Piles.». Proc. ASCE, N 4342,
SM3, May 1965.
41.	Bulletin of the American Railway Engineering Association, 1962, vol.
64, N 575, pp. 226—236.
42.	Hisada T., Nakagawa K., Izumi M. Normalized Acceleration
Spectra for Earthquakes Recorded by Strong Motion Accelerographs and their
Characteristics Related with Sub-Soil Conditions. Occasional Report No. 23.
Building Research Institute, Tokyo, June 1965.
43.	House 1 W. S. «Michigan Study of Pile Driving Hammers». Proc.
ASCE, vol. 91, N SM5, 1965.
44.	Hutchinson J. N., Jensen E. V. «Loading Tests on Piles Driven
into Estuarine Clays at Port of Khorramshahr and Observations on the Effect of
Bitumen Coatings on Shaft Bearing Capacity». Norwegian Geotechnical Institu-
te, Publication N 78, Oslo, 1968.
45.	Japan National Committee on Earthquake Engineering, Niigata Earth-
quake of 1964.
238
46.	Lee К. L., Seed H. B. «Cyclic Stress Conditions' Causing Liquefactio
of Sand.» Proc, of the ASCE, vol. 93, SMI, 1967.
47.	Menzenbach E. «The Determination of the Permissible Point Load
of Piles by Means of Static Penetration Tests.» Proc. V Int. Conf. Soil Meeh.,
vol. 11, p. 99, 1961.
48.	Mohan D., Jain G. and Kumar V. Load Bearing Capacity^of
Piles. Geotechnique, vol. XIII, /V 1, 1963.
49.	Mohan D., Jain G., J a i n M. «А New Approach to Load Tests.»
Geotechnique, vol. XVII, N 3, London, 1967.
50.	Parmelee Richard A. Building-Foundation Interaction Effects.
Journal of the Engineering Mechanics Division. Proc, of the ASCE, N EM2,
April 1967.
51.	Seed H. B. and Clarence K. Chan. «Clay Strength under Earth-
quake Loading Conditions.» Proc, of the ASCE, vol. 92, N SM2, 1966.
52.	Seed H. B. and Lee, Kenneth L. «Liquefaction of Saturated
Sands during Cyclic Loading.» Proc, of the ASCE, vol. 92, N SM6, 1966.
53.	Seed H. B., Idriss I. M. «Analysis of Soil Liquefaction:Niigata
Earthquake.» Proc, of the ASCE, vol. 93, N SM3, 1967.
54.	Vesic A. S. VI ICSMFE, vol. Ill, p. 509, Canada, 1965.
55.	Van W e e 1 A. A Method of Separating the Bearing Capacity of a Test
Pile into Skin—Friction and Point—Resistance. Proc. IV Int. Conf. Soil Meeh.,
vol. 11, p. 76, 1957.
56;	Whitaker T., Cooke R. «А New Approach to Pile Testing.» Proc.
V ICSMFE, vol. 11, p. 171, Paris, 1961.
57.	Whitaker T., Cooke R. W. «Bored Piles with Enlarged Bases in
London Clay.» Proc. VI ICSMFE, vol 11, pp. 342—345, Canada, 1965.
58.	Zeevaert L. Strong Ground Motions Recorded during Earthquake of
May the 11-th and 19-th, 1962 in Mexico City. Bulletin of the Seismological
Society of America, vol. 54, N 1, Feb., 1964.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................	. .......................3
Введение.......................... . „...........................'5
Глава I. Рациональная конструкция свайных фундаментов и условия
их широкого применения.......................................  12
Глава II. Типы свай, их конструкции и область применения .... 23
1.	Сваи квадратные сплошного сечения........................23
2.	Сваи квадратные с круглой полостью.......................27
3.	Полые круглые сваи и сваи-оболочки.......................32
4.	Винтовые сваи............................................36
5.	Конические, фигурные и составные сван....................38
6.	Набивные сваи..........................................  41
Глава III. Инженерно-геологические изыскания.....................66
1.	Характерные недостатки изысканий и требования, предъявляемые
к ним..........................	. ........................66
2.	Испытания свай.................	. ......................72
3.	Зондирование грунтов.....................................86
Глава IV. Проектирование свайных фундаментов.....................99
1.	Исходные данные для проектирования ......................99
2.	Геология и гидрогеология . . ...........................100
3.	Выбор длины свай ...... ч...............................105
4.	Выбор сечения свай....................................  106
5.	Свайные фундаменты в районах залегания насыпей и торфов . 107
6.	Определение несущей способности свай....................111
7.	Расчет ростверка............  .	.......................135
8.	Принципы проектирования свайного поля...................144
9.	Типовые решения свайных фундаментов для жилых, домов . . 148
Глава V. Агрегаты для погружения свай и область их применения . .181
1.	Сваебойный агрегат С-714 конструкции Башниистроя........184
2.	Копровая установка на базе экскаватора..................186
3.	Вибровдавливающий агрегат ВВПС-20/11....................187
4.	Агрегаты для вдавливания свай конструкции Оргэнергостроя
(Ленинград).............................................:	: 190
5.	Копровая установка на траверсной тележке................193
Глава VI. Приемка свайных фундаментов...........................196
Глава VII. Свайные фундаменты в особых условиях.................199
1. Свайные фундаменты в районах залегания просадочных грунтов 199
2. Свайные фундаменты в сейсмических районах...............210
Глава VIII. Возможные осложнения при возведении свайных фундамен-
тов и меры их предупреждения .................................230
Литература............................................:	; ; ; : 237