03/19/2024

Инженерные изыскания

Оптимальный выбор свайных фундаментов – основа строительства

Восемьдесят процентов всех аварий на стройплощадках или при эксплуатации здании связаны с повреждениями оснований и фундаментов. При этом если в 1980-1990-х годах только 3% происшествии происходили из-за ошибок проектировщиков, то сейчас этот показатель достигает 15%. Одна из причин столь резкого скачка – недостаточность инженерно-геологических изысканий в современном строительстве.

Какие есть виды свай и свайных фундаментов

Сваи — это элементы, предназначенные для передачи нагрузки от сооружения на грунт основания. Существует более 170 различных типов и конструктивных видов свай, которые различаются по материалу (деревянные, металлические, бетонные, железобетонные, комбинированные), условиям изготовления (предварительно изготовленные или изготовленные на месте) и характеру передачи нагрузки на грунт (сваи-стойки, висячие сваи). Сваи играют важную роль в строительстве, проникая сквозь слабые грунты и опираясь на скальные или малосжимаемые грунты, где нагрузка сосредотачивается на их нижние основания. В случае висячих свай, нагрузка передается как через боковую поверхность, так и через нижний конец сваи. Ростверк, соединяющий сваи сверху и распределяющий нагрузку от здания между ними, является ключевым элементом свайного фундамента. В России широко применяются разрядно-импульсные технологии (РИТ) при установке свай. Готовый свайный фундамент может быть ленточным, свайным кустом или сплошным свайным полем, в зависимости от количества и расположения свай. Ленточный фундамент представляет собой расположение свай в один или несколько рядов, в то время как многие современные высотные здания устанавливаются на сплошном свайном поле. Современное строительство предпочитает избегать использования деревянных свай из-за их склонности к гниению при понижении уровня подземных вод. Вместо этого предпочтение отдается сваям из более долговечных материалов, таких как железобетон, сталь или их комбинации.

Последствия экономии на инженерных изысканиях

• В современном строительстве наиболее распространены железобетонные сваи. Они различаются: по форме поперечного сечения: круглые, квадратные, прямоугольные; 
• по форме продольного сечения: призматические, цилиндрические, с наклонными гранями, с уширенной пятой; 
• по геометрии пяты: тупые, заостренные;
• по конструктивным особенностям: цельные, составные; 
• по способу армирования: с продольной и/или поперечной арматурой, ненапрягаемой или напряженной. 

При необходимости наращивания длины сваи, соединяют отдельные звенья. Есть примеры, когда сваи уходили на глубину до 100 м и более. Сваи погружают в грунт одним из способов: забивкой, вибропогружением, вдавливанием или ввинчиванием.

Вибропогружение сваи наиболее эффективно при насыщенных водой песках. Вдавливание представляет более щадящий метод, но он используется редко из-за необходимости массивного оборудования. Этот способ предпочтителен, когда необходимо усилить существующие фундаменты, а использовать забивку или вибропогружение нельзя. Использование ввинчивающихся стальных свай трубчатого сечения с приваренной к ним по спирали гладкой арматурой также считается щадящим методом. Нижний конец у них острый, и они ввинчиваются в грунт, по аналогии с шурупами, не нанося вреда соседним строениям. Такими сваями часто обустраивают ограждения вертикальных откосов котлованов рядом с существующими зданиями. Современные технологии позволяют спроектировать буквально любое сооружение на практически любых грунтах. Выбор того или иного способа изготовления и погружения свай должен быть сделан на стадии инженерно-геологических изысканий. Застройщики порой экономят на инженерно-геологических изысканиях, а также на испытаниях свай. Для них это представляет дополнительные расходы. Ответственная проектная организация обязуется сама изначально дать задание на проведение изыскательских работ и на сбор полной информации по обследуемому строительному участку. Опытный проектировщик принимает необходимые решения только на базе актуальных изысканий. Экономить на инженерно-геологических изысканиях нельзя. Восемьдесят процентов всех аварий на стройплощадках или при эксплуатации здании связаны с повреждениями основании и фундаментов. При этом если в 1980-1990-х годах только 3% происшествии происходили из-за ошибок проектировщиков, то сейчас этот показатель достигает 15%. 

Что говорят о сваях РИТ их сторонники, противники и мошенники

Это способ, популярный в нашей стране и не снискавший признания за рубежом. Его разработке предшествовала долгая история.

В начале 1940-х годов советский специалист по свайным фундаментам Александр Луга разработал инновационную конструкцию камуфлетных свай. Для их изготовления предусмотрено погружение металлической оболочки в грунт до требуемой глубины, закрытой снизу конусным наконечником, чтобы предотвратить попадание воды и грунта внутрь сваи. Затем в оболочку помещается заряд взрывчатого вещества (ВВ) с электродетонатором, после чего свая заливается бетоном и производится взрыв с помощью специальной подрывной машинки. После разрыва нижней части трубы и образования камуфлетной полости в грунте, заполненной бетоном, в верхнюю часть сваи устанавливается арматурный каркас для последующего соединения с ростверком, и процесс бетонирования завершается. Эта технология широко применялась в последующие годы, особенно в период восстановления после войны, когда требовалось быстро и эффективно восстанавливать разрушенные объекты. В 1956 году советский ученый Лев Юткин проводил эксперименты с электровзрывами в воде, однако из-за низкой эффективности преобразования электрической энергии в полезные виды энергии, данная идея была признана технически несостоятельной. В последующие десятилетия интерес к этой концепции угасал, однако в 1990-х годах она вновь привлекла внимание. После распада Советского Союза многие специалисты отрасли оказались без работы. Некоторые из них, сотрудничая со строителями, разработали генераторы импульсного тока и запатентовали новое изобретение. С начала 1990-х годов в области геотехники стали применять новые сваи с повышенной несущей способностью по грунту, известные как сваи РИТ. Одной из особенностей производства этих свай является динамическое уплотнение околосвайного грунта с помощью электрических разрядов импульсного тока в составе бетонной смеси. Существуют сторонники и противники свай РИТ. Противники утверждают, что установка обычных бетонных свай более проста, в то время как производство свай РИТ требует высоких технологий и связано с дополнительными сложностями работы с высоковольтной аппаратурой. Сторонники же утверждают, что сваи РИТ экономичнее, их несущая способность в 2-3 раза выше, чем у других типов свай. Например, 1 кубический метр бетона, использованный в свае РИТ, выдерживает нагрузку около 100 тонн, в то время как 1 кубический метр бетона в крупных буронабивных сваях выдерживает всего 10-20 тонн. Также существуют случаи фальсификации, когда мошенники утверждают, что работают по технологии РИТ, но на самом деле используют обычное напряжение 380 вольт вместо необходимого импульсного тока.

Ускорение способствует замедлению

Тенденции к ускорению, упрощению и делегированию рутинной работы искусственному интеллекту становятся все более распространенными. Однако, в реальности спешка, особенно в сфере строительства, часто приводит к необходимости повторного выполнения задач. Например, желание ускорить процесс бурения может привести к нежелательным последствиям. Например, если бурят 50 см вместо запланированных 40 см за единицу времени, это может привести к увеличению пористости грунта, снижению качества работ и даже к повреждению оборудования. Еще один пример – проектировщик, который стремится сэкономить усилия. Разделяя грунт, соприкасающийся с боковой поверхностью сваи, на толщину слоя более 2 метров, для быстрой оценки несущей способности сваи, он рискует получить неточные результаты. Подход, основанный на спешке, может привести к недостаточному вниманию к процессу взаимодействия сваи с грунтом, что в конечном итоге может негативно сказаться на качестве строительных работ. Суета несовместима с проведением испытаний сваи под вертикальной статической нагрузкой. Иногда застройщики пренебрегают проведением испытаний из-за затрат времени, усилий и денег. Однако точное понимание несущей способности сваи в конкретных геологических и гидрогеологических условиях строительной площадки является ключевым для успешного завершения проекта и экономии ресурсов в долгосрочной перспективе.

Объем изысканий должен быть больше

Инженерно-геологические исследования на современных строительных площадках часто оказываются недостаточными. В некоторых случаях специалисты берут очень ограниченное количество образцов грунта для анализа относительно размеров будущего фундамента. Ранее проектирование строительства выполнялось поэтапно: сначала проводилось технико-экономическое обоснование, затем разрабатывались проект и рабочий проект. Объем инженерно-геологических исследований на каждом последующем этапе определялся на основе результатов предыдущего этапа. В настоящее время проектирование часто осуществляется в едином этапе, только на уровне рабочего проекта. Исследования также проводятся в рамках одного этапа. Для подготовки отчета исследователи вынуждены прибегать к дополнительным предположениям, что может привести к субъективным результатам. Строители и проектировщики компенсируют недостаток информации из исследований путем увеличения запасов надежности проектируемых конструкций, что приводит к использованию наихудшего сценария. В результате стоимость объекта возрастает, что не всегда оправдано. Однако в европейском стандарте "Eurocode 7: геотехническое проектирование" отмечается, что знание грунтовых условий зависит от объема и качества геотехнических исследований, которые имеют большее значение, чем точность расчетных моделей и коэффициентов.

Санкт-Петербургский проектный институт проводит инженерно-геологические изыскания с максимальной тщательностью и профессионализмом, обеспечивая надежную основу для вашего строительного проекта. Свяжитесь с нами, чтобы обеспечить вашему проекту прочный фундамент, заложенный на основе точных и всесторонних геологических данных.Выбирая Санкт-Петербургский проектный институт для выполнения инженерно-геологических изысканий, вы обеспечиваете ваш проект целым рядом преимуществ, включая эффективное управление рисками, строгое соблюдение норм и стандартов безопасности, а также экономию ресурсов благодаря точному прогнозированию и планированию.

обратиться

Поделиться