Виды свай для свайных фундаментов: полная классификация

Свайные фундаменты используются для передачи нагрузки от здания на прочные слои грунта, когда верхние слои имеют низкую несущую способность. Свайные конструкции могут классифицироваться по материалу (железобетонные, металлические, деревянные), по способу погружения (вбитые, забивные, буронабивные) и по форме (прямые, наклонные, композитные). Каждый из этих видов имеет свои особенности и применяется в зависимости от условий строительства и характеристик грунта.

Свайные фундаменты способны поддерживать тяжелые сооружения, обеспечивая их устойчивость и долговечность. Выбор конкретного типа свай зависит от проектных требований, особенностей грунта и климатических условий, что позволяет оптимизировать затраты и улучшить эксплуатационные характеристики зданий.

Справочник: Классификация свай и свайных фундаментов

В условиях, когда с поверхности залегают слои слабых грунтов, не способные служить основанием для фундаментов мелкого заложения, чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай. Сваю можно представить как стержень, погруженный в грунт или изготовленный непосредственно в грунте. Группу таких свай, объеденных поверху распределительной плитой или балкой, называют свайным фундаментом.

Рис.1 Типы свайных ростверков

Объединительные распределительные балки и плиты называют ростверком. Как правило, они выполнены из монолитного или сборного железобетона. Различают низкие и высокие свайные ростверки (Рис.1).

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяют на сваи – стойки и висячие сваи. К первой группе относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на малосжимаемые грунты.

Свая – стойка всю нагрузку на грунт передает через нижний конец, так как отсутствуют силы трения на боковой поверхности (Рис.2а). Свая – стойка работает как стержень, несущая способность которого определяется прочностью материала сваи или сопротивлением грунта под ней.

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Несущая способность висячей сваи определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под ней (Рис.2б).

Рис.2 Передача нагрузки сваями

По способу изготовления сваи бывают, изготовляемые заранее в заводских условиях и производимые на месте в "полевых условиях"

Конструкции предварительно изготовленных свай

Такие сваи в зависимости от материала изготовления подразделяют на: железобетонные, стальные, комбинированные и деревянные. В свою очередь железобетонные сваи подразделяют:

по конструктивным особенностям – на сваи цельные и составные;

по способу армирования – на сваи с поперечным армированием и без него, с ненапрягаемой и предварительно напряженной арматурой;

по форме поперечного сечения (Рис.3);

по форме продольного сечения (Рис.4).

Рис.3 Поперечное сечение свай

Рис.4 Продольное сечение свай

В настоящее время наиболее часто применяют призматические сваи сплошного квадратного сечения, квадратного сечения с круглой полостью и полые цилиндрические.

Рис.5 Конструкции железобетонных свай

Сваи сплошного квадратного сечения выпускают сечением от 0,2х0,2 до 0,4х0,4 м и длиной от 3 до 16 м. При необходимости увеличения длины, сваи стыкуют применяя соединения различного типа. Известны случаи применения составных свай длиной до 100 метров. Сваи сплошного квадратного сечения применяют в любых сжимаемых грунтах без твердых включений для передачи на основание вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных нагрузок. Полые круглые сваи изготавливают цельными или составными. Длина одного звена от 4 до 8 м, длина составной сваи до 40 м. Полые круглые сваи выпускают диаметром от 0,4 до 0,8 м . Такие сваи больших диаметров иногда применяют в качестве оболочек для прокладки коммуникаций.

Применение сваи квадратного сечения с круглой полостью позволяет снизить расход цемента до 25% и арматуры до 60%. Но область применения таких свай ограничена вдавливающими нагрузками до 500 кН и горизонтальными до 15 кН. Деревянные сваи представляют собой простейшую конструкцию – бревно с заостренным нижним концом.

Верхний конец сваи снабжается стальным кольцом, защищающим от «размочаливания» во время забивки. Стальные сваи подразделяют на трубчатые и шпунтовые (шпунт Ларсена). Трубчатые сваи изготавливают из стандартных стальных труб диаметром от 0,2 до 0,8 м, шпунтовые – из стального шпунта различного профиля. В качестве свай используют двутавровые балки и швеллеры.

Рис.6 Профили прокатного стального шпунта Ларсена

Преимуществом стальных свай является возможность наращивания длины по мере погружения в грунт.

Способы погружения предварительно изготовленных свай

В настоящее время применяют: вибропогружение, забивку, статическое вдавливание и ввинчивание свай. Вибропогружение свай наиболее эффективно в насыщенных водой, преимущественно песчанных грунтах. Вертикальные колебания, передаваемые через сваю, разжижают грунт, что приводит к уменьшению сил трения и дает возможность легко погружать сваи. После прекращения работы погружателя структура грунта вокруг сваи в течение некоторого времени восстанавливается, что увеличивает трение на боковой поверхности сваи.

Забивка свай в грунт осуществляется сваебойными молотами. Молоты для забивки свай подразделяются на механические, дизельные, паровоздушные и электрические. При забивке свай в обезвоженные плотные песчаные грунты для повышения производительности забивки осуществляется подмыв.

Суть метода заключается в размыве грунта. Напор воды подается по трубам к концу сваи, что значительно уменьшает сопротивление грунта. Также для уменьшения сопротивления грунта погружению свай, их забивают в предварительно пробуренные лидерные скважины. Глубина скважин не должна превышать 0,9 от длины сваи и иметь диаметр не более диагонали поперечного сечения сваи.

Статическое вдавливание свай применяется в условиях, исключающих применение вибропогружения и забивки. Применяется при устройстве свайных фундаментов вблизи сооружений или усилении существующих фундаментов. Для этого используют специальные станки, оснащенные крановой установкой для подачи свай, вдавливающим механизмом и контргрузами, например DTZ360, масса которого с противовесами может достигать 364 т.

Ввинчивание свай, осуществляется, практически любыми буровыми установками, оснащенными особыми механизмами (кабестанами). Метод основан на применении специальных (винтовых) свай снабженных в нижней части винтовыми лопастями.

Сваи, изготовляемые в грунте (набивные сваи)

Набивные сваи изготавливают из бетона, железобетона или цементно – песчаного раствора.

По способу изготовления такие сваи делят на три основных типа: сваи без оболочки, сваи с неизвлекаемой и извлекаемой оболочками. Сваи без оболочки применяют как в сухих и маловлажных так и в водонасыщенных глинистых грунтах.

В первом случае изготовление сваи осуществляется в следующем порядке: в грунте пробуривается скважина (возможно уширение пяты сваи механическим способом). Затем в готовую скважину устанавливают арматурный каркас. Рис.7

Рис.7 Последовательность изготовления набивных свай без оболочек

Далее скважина бетонируется с помощью вертикально перемещающейся трубы, которая извлекается из скважины по мере бетонирования. Поданная в скважину бетонная смесь уплотняется с помощью вибратора, закрепленного на подающей трубе. По данной технологии изготавливаются сваи диаметром от 0,3 до 1,2 м и длиной до 30 м. Во втором – проходку скважины производят под защитой глинистого раствора, который препятствует обрушению ее стенок.

Далее при бетонировании бетонная смесь вытесняет глинистый раствор. Сваю, скважина под которую получена бурением, называют буронабивной. Кроме бурения скважину можно пробить трубой с закрытым нижним концом (инвентарный сердечник) или вытрамбовать специальной трамбовкой. Сваи различают: набивные виброштампованные и набивные в выштампованном ложе. Еще одной разновидностью буронабивных свай являются буроинъекционные сваи.

Такие сваи устраиваются путем заполнения вертикальных или наклонных скважин цементно – песчаным раствором под давлением. Получающаяся неровная поверхность обеспечивает хорошее сцепление сваи с окружающим грунтом. Наличие арматурного каркаса позволяет сваям воспринимать не только сжимающие, но и растягивающие усилия. Такие сваи используют для усиления фундаментов существующих зданий, создания свайных стен и в качестве анкеров.

Сваи с извлекаемой оболочкой можно применять в любых геологических условиях, так как в процессе изготовления используют обсадные трубы, защищающие стенки скважины от обрушения. Простейшим видом таких свая является свая, предложенная инженером А. Э. Страусом. Для изготовления такой сваи в процессе бурения скважины в грунт погружается обсадная труба.

После погружения оболочки до проектной отметки в скважину порциями подается бетонная смесь. Каждую порцию бетонной смеси интенсивно трамбуют с постепенным извлечением обсадной трубы. Данным методом образуется свая с неровной поверхностью, что увеличивает ее несущую способность. Сваи с неизвлекаемой оболочкой применяют в случаи отсутствия возможности изготовления свай с извлекаемой оболочкой. Такие условия создаются сложными водонасыщенными глинистыми грунтами с прослойками песков и супесей, где подземные (грунтовые) воды способны разрушить ствол сваи во время твердения бетонной смеси.

Рис.8 Изготовление сваи Страуса

Виды свай

Выбор вида свай для фундаментов осуществляется на основании данных инженерных изысканий строительной площадки, и является частью работ по проектированию фундамента сооружений. Инженерные изыскания включают в себя геодезические, геологические, гидрометеорологические исследования площадки строительства. Кроме того, содержат данные о назначении, конструкции и условиях эксплуатации проектируемых сооружений, нагрузки на свайные фундаменты, местных условиях строительства. Инженерно-геологическое обоснование проекта строго обязательно.

Классификация свай

По методу погружения в грунт:

Сравнительная схема 4 видов свай

• Забивные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью копровых молотов, вибропогружателей, свае-вдавливающих установок.
• Сваи-оболочки, заглубляемы с помощью вибропогружателей с выемкой грунта.
• Буровые железобетонные, устраиваемые в грунте методом бетонирования скважин.
• Винтовые металлические, вкручиваемые в грунт.

Основное применение в массовом строительстве имеют забивные железобетонные сваи. В ряде случаев допустимо использовать деревянные и металлические стальные забивные сваи.

По способу опоры на грунт:

свай по способу опоры на грунт

• Сваи-стойки — опираются на скальные и малосжимаемые слои. Передают нагрузку через пяту сваи.
• Висячие сваи — опираются на сжимаемые слои. Передают нагрузку боковой поверхностью и пятой.

Далее рассматриваются виды свай по типу конструктивного исполнения.

Забивные железобетонные сваи

Стандартные забивные железобетонные сваи изготавливаются на заводах и поставляются на объекты строительства в готовом виде. Они нормируются по конструкции, сечению, длине, армированию, марке применяемого бетона.

Классифицируются по способу армирования:

• сваи с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием,
• с предварительно напряженной продольной арматурой, с поперечным армированием и без него.

По форме поперечного сечения:

• квадратные,
• прямоугольные,
• квадратные с круглой полостью,
• полые круглого сечения.

По конструктивным особенностям:

• цельные,
• составные (из отдельных секций)

По геометрии пяты:

• заострённые (с остриём),
• тупые (без острия).

Отдельные секции составных свай соединяются с помощью специального сочленения «стакан» и фиксируются болтовым соединением или сваркой непосредственно после забивки первой нижней секции, после чего происходит добивка уже на полную длину.

Условная разновидность бурозабивные сваи — это цельные или составные, полые или сплошные, квадратного или круглого сечения сваи, погружаемые в предварительно пробуренные лидерные скважины.

Забивные сваи выпускаются в соответствии с ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления» и подразделяются на следующие основные типы:

С — квадратного сплошного сечения, цельные и составные, с поперечным армированием (серия 1.011.1-10);

СП — квадратного сечения с круглой полостью, без острия, цельные, из-за уменьшенного расхода бетона при изготовлении более доступные по стоимости, толщина стенок от 40 до 65 мм в зависимости от марки применяемого бетона (не менее М200), армирование напрягаемое или ненапрягаемое (ГОСТ 19804.3);

СК — полые круглого сечения диаметром 400-800 мм, без острия, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);

СО — сваи-оболочки диаметром 1000-3000 мм, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);

1СД — сваи-колонны квадратного сплошного сечения, без острия, двухконсольные, расположенные по крайним осям здания (ГОСТ 19804.7-83);

2СД — то же, расположенные по средним осям здания;

СЦ — квадратного сплошного сечения, цельные, без поперечного армирования ствола, с напрягаемой арматурой в центре сваи (ГОСТ 19804.4).

Номенклатура забивных железобетонных свай продиктована разнообразием областей применения в зависимости от конструкций надфундаментной части сооружений и грунтовых условий стройплощадки. Готовые забивные железобетонные сваи обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими видами: дешевизна, низкая себестоимость погружения, простое и недорогое в эксплуатации оборудование, и низкие требования к квалификации персонала. Львиная доля свайных фундаментов выполняется как раз с их использованием.

Исходя из принципа минимизации издержек предпочтение отдаётся тем видам свай, которые при соблюдении всех расчётных параметров, соответствуют требованиям бюджета строительства. Местные условия строительной площадки могут также оказывать влияние на выбор опор для устройства фундамента. Свайный фундамент завершается ростверком или фундаментной плитой.

Забивка свай

Забивка ж/б свай копровой установкой с дизель-молотом

Классическая схема предусматривает забивку вертикально установленной сваи путём нанесения ударов молотом по её оголовку до проектного отказа или достижения проектной глубины. Машина для забивки свай (копровая установка, сваебой) представляет собой молот, на базовой машине. В качестве базовой машины выступают кран на гусеничном ходу, бульдозер или автомобиль повышенной проходимости.

Самый распространённый, простой в эксплуатации и относительно недорогой молот — это копровый дизель-молот, размещаемый на мачте базовой машины в качестве навесного оборудования. Сила удара у него не регулируется в процессе работы. А вот гидравлический молот обладает более гибкими характеристиками, способен тонко регулировать силу удара в процессе работы.

Копровая установка с гидравлическим молотом

Для условий плотной городской застройки критичным становиться требование соблюдения безопасности свайных работ для оснований близлежащих зданий, а также уровня шума. Для забивных свай соблюдения этого требования добиваются применением альтернативных забивке безударных методов погружения свай: вибропогружения и вдавливания. По стоимости вибропогружение дороже примерно в 2 раза, а вдавливание — в 2,5 раза.

Вдавливание свай в Москве в условиях зимы

Для погружения методом вдавливания применяются более дешёвые сваи без усиленного армирования, так как нет необходимости защищать оголовок колонны от ударов молотом сваебоя. Кроме того, издержки снижены за счёт уменьшения точек погружения, вследствие значительного снижения отбраковки свайных элементов.

Буровые сваи

Технология устройства буронабивных свай

Буровые сваи классифицируются по способу устройства.

• буронабивные, бетонируемые в скважинах, пробуренных в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод без крепления стенок скважин,
• буронабивные, устраиваемые в скважинах, пробуренных в любых грунтах ниже уровня грунтовых вод — с креплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами,
• буроинъекционные диаметром 150-250 мм, устраиваемые способом нагнетания мелкозернистого бетонного раствора в пробуренные скважины,
• буроопускные сваи, устраиваемые путём опускания в скважину железобетонной сваи и заполнения промежутка бетонной смесью.

Виды буронабивных свай отличаются способом устройства и назначением. Собственно, основной вид выполняется прямо по месту расположения методом бурения скважины, заполнения её бетонным раствором и армирования каркасом, заранее заготовленным на всю или частичную глубину скважины из железных стержней и проволоки.

В сложных грунтовых условиях, плывунных, песчаных и грунтах на уровне подземных водоносных слоёв устройство буронабивных свай (БНС) выполняется под защитой извлекаемых инвентарных обсадных труб или под защитой глинистого (бентонитового) раствора. Допустимо оставлять обсадные трубы в грунте, если фильтрация грунтовых вод превышает 200 метров в сутки. Обычно это становиться известным по результатам инженерно-геологических изысканий и для устройства БНС используют более дешёвые оставляемые трубы.

Устройство БНС с обсадными трубами

Диаметр буронабивных свай определяется расчётом несущей способности и может находится в пределах 300-2000 мм, а глубина — ещё и уровнем залегания несущего опорного слоя грунта, и может достигать 76 м. Назначение буронабивных свай — обеспечение прочного фундамента для массивных зданий и сооружений за счёт большого диаметра и глубины погружения, позволяющей достичь малосжимаемых несущих пластов и обеспечения опорной пяты большой площади.

В простых грунтовых условиях применяется менее затратный метод устройства буронабивных свай непрерывным полым шнеком. Суть метода заключается в том, что бетонирование выполняется не с помощью отдельной бетонолитной трубы, а непосредственно через полость бурового шнека. По достижении буром проектной глубины в его полость под давлением подаётся бетон и по мере подъёма скважина заполняется бетоном. На последней стадии происходит погружение армокаркаса. После схватывания и выдержки бетона свая готова.

Устройство свай НПШ для фундамента нефтяного резервуара

Буроинъекционные сваи (БИС) имеют особое применение: укрепление старых, ветхих оснований зданий, а В случае опасности оседания и подвижек грунта. Бурение диаметром 150-250 мм происходит в непосредственной близости или сквозь массив фундаментной конструкции. Армирование БИС в этих случаях может и не производится.

Буросекущие сваи предназначены для устройства сплошной бетонной стены, способной нести функцию шпунтового ограждения котлована, служить фундаментом и стеной подвальной части здания. Выполняются методом последовательного бурения и бетонирования сначала нечётных скважин, а затем чётных с обеспечением их зацепления.

Расчёт свай

Расчёт фундаментных свай-стоек выполняется:

• По несущей способности грунта под пятой сваи,
• По прочности конструкции сваи,
• По имеющимся горизонтальным нагрузкам.

Последовательность подбора, изготовления, заглубления, проверки качества, испытаний свай регламентируется СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Примеры применения свай

Устройство буронабивных свай в основание высотного корпуса многофункционального комплекса «Водный» в Москве

Высотные здания в условиях плотной городской застройки. Высокая нагрузка на грунт, сложная сеть подземных коммуникаций и близость соседних зданий обусловливает выбор буронабивных свай для устройства фундамента.

Забивка свай в основание многоэтажного дома в Подмосковье

Значительная отдалённость от ближайших построек, отсутствие подземных коммуникаций, результаты инженерных изысканий площадки строительства позволили остановить выбор на применении забивных железобетонных свай.

Погружение ж/б свай методом вдавливания на строительстве жилого дома ЖК «Квартал 38» в Москве

Близость соседних зданий ставит ограничение на применение забивки свай. Устройство свайного поля методом вдавливания железобетонных свай позволяет избежать опасного для оснований соседних зданий динамического воздействия через грунт.

Строительная компания Бест-Строй (Москва) выполняет поставку всех видов и типов забивных железобетонных свай с забивкой (вдавливанием, вибропогружением), а также устройство буровых (буронабивных) свай. Звоните +7 (495) 643-34-98 и сделайте ваш заказ!

Какие бывают свайные фундаменты?

Деревянные дома, а в частности дома из бруса, обладают одним неоспоримым преимуществом — они легкие. А это значит, что для них не требуется сложный (а, следовательно, дорогой) фундамент. Именно поэтому свайный фундамент так популярен в частном строительстве. Он бюджетный, быстро монтируется и обладает рядом других весомых преимуществ.

Но нужно понимать, что свайный фундамент — это не какой-то конкретный тип основания, а целое семейство различных конструкций. Они могут радикально отличаться по главному материалу, способу установки. Предлагаем погрузиться в удивительный мир свай, рассмотреть все их виды, плюс и минусы.

Что такое свайный фундамент?

Классический фундамент на сваях – это конструкция, состоящая из вертикальных опор, погруженных в грунт и связанных между собой ростверком. Верхняя обвязка в большинстве случаев делается в виде монолитной железобетонной ленты над поверхностью земли. Реже (для небольших и легких строений) она выполняется из деревянных или металлических балок.

Благодаря расположению ростверка над поверхностью земли, на него не воздействует морозное пучение и влага. А при погружении свай ниже уровня промерзания грунта, сезонные расширения и сжатия пластов почвы обходят стороной и их. Наиболее часто свайному основанию отдают предпочтение при строительстве на плывучих, песчаных, торфяных и болотистых грунтах.

Преимущества и недостатки свайного фундамента

Преимущества свайного фундамента

• Универсальность. Свайные фундаменты могут монтироваться на заболоченных, торфяных и прибрежных почвах, районах с глубоким промерзанием.
• Устойчивость к нагрузкам. Они хорошо выдерживают продольные, поперечные и комбинированные нагрузки.
• Химическая инертность. Бетонные сваи демонстрируют отличную стабильность на химически активных грунтах.
• Практичность и долговечность. На свайном фундаменте многие практикуют достраивание новых этажей. При правильных расчетах основание выдерживает высокие нагрузки.
• Экономия времени. При поточном строительстве используются заводские заготовки свай. Не требуется рытье котлована.
• Доступная стоимость. Примерно в 2 раза дешевле фундамента мелкого заглубления.
• Простота монтажа. Некоторые работы можно провести своими руками.
• Круглогодичность. Установка такого фундамента не имеет сезонности.

Недостатки свайного фундамента

• Специальная техника. Забивание свай и буровые работы не проводятся вручную, а значит — требуются дополнительные затраты.
• Вероятность разрушения соседних объектов. Причина — продольные колебания в грунтах при установке свай. Могут возникнуть при нарушении технологии, неправильных расчетах и малом опыте строителей.
• Опасность смещения. Зимнее пучение почв может привести к повреждению и коррозии свай, изменению их местоположения.
• Необходимость точных расчетов. Малейшие ошибки могут привести к непригодности жилья и другим проблемам.

Существенный минус – это невозможность устроить под домом подвальное помещение, но с этим можно смириться. Судя по отзывам, гораздо больше застройщиков отпугивает необходимость тщательного обследования всех слоев грунта и точного расчета глубины погружения опор.

Причины выбора свайного фундамента

• Низкая несущая способность почвы. Если прочные слои грунта находятся ниже поверхности, значительная заболоченность, влажность (близко подступающие грунтовые воды), почва суглинистая, глиняная, песчаная, с большим количеством перегноя или чрезмерно плотная.
• При глубоком промерзании (свыше 2 м). В условиях вечной мерзлоты и районах, где почва сильно промерзает.
• При большой нагрузке на грунт. При строительстве многоэтажных зданий или мостов с весом конструкций более 350 тонн.
• Небольшой участок. Когда размер фундамента ограничен небольшими размерами стройплощадки.
• Нужно сэкономить. В среднем, фундамент на сваях обходится в 2 раза дешевле и строится быстрее, чем любой с заглублением. На строительные работы идет мало бетона и арматуры.

Виды свайных фундаментов по степени заглубления

Существует несколько классификаций свайных фундаментов, но чаще всего используют классификацию по степени заглубления:

• Низкий ростверк. Закладывается глубже зоны промерзания, снижает негативное воздействие пучиноопасной почвы, переносит вертикальное давление на основание здания.
• Высокий ростверк. Располагается над поверхностью земли. Такой свайно-ростверковый фундамент востребован при строительстве домов с подвальными помещениями, а также при возведении мостовых опор.
• Промежуточный ростверк. Лежит на поверхности земли, не заглубляется. Подходит для местностей со спокойными грунтами.

При подборе оптимального типа фундамента обязательно учитывается состав и глубина промерзания почвы. Измерить последний показатель довольно сложно, поскольку он может отличаться даже в пределах одного участка. Плотные и влажные грунты промерзают сильнее, что отражается на глубине закладки фундамента. Важную роль играют и сезонные особенности: зимой вспучиваются практически все виды почвы.

Виды свай по материалу

Сваи производятся из стандартных стройматериалов:

• Древесина. Такие сваи стали применять уже достаточно давно, и они доказали свою эффективность. К примеру, опоры мостов в Санкт-Петербурге выполнены из бревен хвойных пород, диаметр которых составляет 0,2–0,4 м. При этом большинство свай и в наше время находится в идеальном состоянии. Если почва сухая, сваи из древесины прослужат много лет, особенно учитывая тот факт, что дерево покрывают специальными защитными составами. Однако только железобетонные изделия обладают максимальным сроком эксплуатации.
• Сваи из железобетона используются чаще всего. Они изготавливаются на заводе и имеют длину 3–12 м. У этих изделий сплошное квадратное сечение от 20 x 20 до 40 x 40 см. Также сечение может быть в виде круга, призмы, треугольника либо иметь сложную форму. Железобетонные сваи изготавливаются на прочном арматурном каркасе, чтобы изделие выдерживало изгибающие нагрузки. К тому же, если сваи забивают в грунт, металлический каркас защитит от ударных нагрузок. По этой причине на концах свай увеличивают количество поперечной конструкционной арматуры.
• Сваи из бетона не армируются по всей длине, однако в верхней части есть каркасы из стали.
• Бутобетонные сваи на 30 % состоят из бутового камня.
• Сваи из металла выполнены в виде трубы с круглым либо прямоугольным сечением.
• Достаточно часто можно встретить элементы, выполненные из нескольких стройматериалов. К примеру, винтовая свая, сделанная из стальной трубы, внутрь которой залит бетонный раствор. На бревно из древесины можно насадить железный наконечник с лопастями.

Виды свай по способу установки

По способу установки сваи делят на три типа:

Набивные

Бывают бетонные или железобетонные. Они, в свою очередь, в зависимости от вида сечения подразделяются на прямоугольные, круглые полые, квадратные, квадратные с круглой полостью. По виду армирования: с предварительно напряженной арматурой (прядевой продольной или стержневой) и с ненапрягаемой арматурой. По конструкции: с камуфлетной пятой, с открытым или закрытым нижним концом.

Набивные сваи изготовляют путем укладки бетона класса В15 (М200) и выше с арматурой или без нее в заранее пробуренные или выполненные при помощи обсадных труб отверстия. Основные преимущества таких свай: низкая стоимость, т.к. они изготавливаются прямо на месте, значит, отпадает надобность в специальных формах для их изготовления и транспортировке; возможность устройства фундамента вблизи других объектов в условиях недостатка свободных площадей, одинаковое соприкосновение с грунтом независимо от его состава и длины сваи. Недостаток только один: невозможность контроля качества.

К этому же типу относятся и буронабивные сваи, которые представляют собой изготовленные в заводских условиях изделия, устанавливаемые в заранее пробуренные отверстия. Существует более современная разновидность набивных свай – инъекционные сваи. Суть их применения заключается в том, что сверлится сравнительно тонкое отверстие (L/d = 80-120) в которое вставляется одиночная арматура (арматурный стержень) и в скважину закачивается под давлением цементный раствор. Затем производится опрессовка водой. Такая технология хорошо зарекомендовала себя для усиления уже существующих фундаментов.

Устройство буронабивных свай:

1. Разметка расположения железобетонных опор.
2. Бурение скважин и подготовка расширений в нижней их части.
3. Изготовление и установка армирующего каркаса из рифленой арматуры диаметром 12-16 мм для буронабивных свай.
4. Гидроизоляция скважин путем расположения в них рулонного гидроизоляционного материала.
5. Заливка скважин бетоном с тщательным уплотнением для удаления воздуха из смеси.
6. Сборка опалубки для железобетонного ростверка.
7. Изготовление армирующего каркаса и его связка с арматурой свайных опор.
8. Бетонирование монолитной ленты.

Бетонирование свайных опор и ростверка лучше выполнять одновременно, что позволит создать цельнолитую железобетонную конструкцию. Но в этом случае будет более затруднительным процесс уплотнения бетона в скважинах. Поэтому чаще изначально выполняется заливка свай, а после – выполняется сборка опалубки для ростверка, армирование и бетонирование ленты.

Винтовые

Свайно-винтовые основания монтируются быстрее других и уже через несколько дней могут нагружаться в полной мере. Основные минусы винтовых свай – это высокая стоимость стальных элементов, коррозионный износ и некоторая сложность при установке. Вкручивать опоры нужно строго вертикально, что вручную сделать трудно, а если в грунте встречаются крупные валуны, извлечь из-под винта их будет практически невозможно.

Фундамент на винтовых сваях благодаря их особой конструкции может устанавливаться практически на любом грунте без крупных камней.

Последовательность действий при сооружении свайно-винтового фундамента:

1. Разметка мест установки свайных опор.
2. Покрытие металлических опор антикоррозийным составом.
3. Бурение скважин глубиной до 0,5-0,7 м для создания направляющего приямка.
4. Ввинчивание винтовых опор в грунт на необходимую глубину.
5. Проверка уровня расположения выступающих частей опор относительно горизонтальной плоскости.
6. Обрезание верхних оголовков в соответствии с общим горизонтальным уровнем.
7. Заполнение внутренних полостей труб бетонной смесью.
8. Обвязка свай выбранным способом – монолитная железобетонная лента, деревянные или металлические балки.

Забивные

Они представляют собой уже готовые изделия и забиваются в грунт при помощи специальной техники (копра, вибропогружателей, сваевдавливающих установок и т.д.). По виду подразделяются на призматические, трапециевидные и цилиндрические, в виде трубы с окаймляющим кольцом на стыке для наращивания звеньев сваи. Трубчатые сваи с железобетонными опорными кольцами отличаются очень высокой несущей способностью, к тому же они, по сравнению со сплошными, более экономичны.

Заостренные на концах сваи вдавливаются или погружаются в землю за счет вибрации, для чего требуется специальная техника. Именно поэтому они не применяются частными застройщиками. А вот в многоэтажном строительстве забивные опоры весьма востребованы, так как обладают максимальной устойчивостью.

Помимо нагрузок на сжатие свайный фундамент испытывает еще и растяжение. Чтобы опоры не разрушались под таким воздействием, они изготавливаются из двух материалов: бетона и стали. В буронабивных сваях сопротивление на изгиб оказывает арматурный каркас, а полые винтовые опоры от расплющивания спасает залитый в трубу бетон.

Последовательность устройства фундамента на забивных сваях:

1. Подготовка строительной площадки.
2. Разметочные работы.
3. Подготовка подъездных путей для спецтехники, которая будет производить забивку свай.
4. Забивка железобетонных опор ударным или вибрационным способом.
5. Монтаж ростверка.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты бывают ростверковые и безростверковые.

Безростверковые фундаменты – это свайные поля или свайные ленты, непосредственно на сборные оголовки которых устанавливается здание. Обычно для безростверковых фундаментов применяют железобетонные забивные сваи с квадратным сечением. Такие фундаменты можно применять только в нормальных условиях. Для устройства их в сейсмоопасных районах, на набухающих грунтах и в некоторых других случаях должны проводиться специальные исследования.

Ростверковые фундаменты – это фундаменты, в которых сваи объединены ростверком (железобетонными плитами либо балками). Благодаря ним, нагрузка на грунтовое основание и сваи передается равномерно. Различают три вида ростверков: монолитные, сборные и сборно–монолитные. По месторасположению они бывают высокие и низкие. Первые, расположенные ниже поверхности грунта, передают вертикальное давление частично на грунт, частично – на сваи, вторые – только на сваи.

Этапы проектирования свайных фундаментов

Весь комплекс работ по выбору подходящего фундамента можно разделить на несколько этапов:

• Испытательное бурение – этот вид работ производится для отбора проб грунта, с целью изучения их характера.
• Статическое и динамическое зондирование грунтов с целью изучения их подвижности.
• Прессиометрические испытания грунтов – необходимый этап проводится для изучения степени сжимаемости грунта на строительном участке.
• Испытание эталонными сваями — именно на этом этапе проводится определение типа требуемых свай.
• Проведение опытных работ — которые включают в себя выяснение характера взаимодействия, будущего фундамента, с окружающими грунтами и близлежащими постройками.

После проведения всех изыскательских работ можно начинать разрабатывать проект фундамента, в котором учитываются все возможные факторы воздействия на возводимое строение. При составлении проектной документации учитывается вес каждой детали будущего дома – вес стен, крыши и прежде всего самого фундамента. На этом этапе многие неопытные застройщики не учитывают массу всех дополнительных конструкций и оборудования, которые будут располагаться в строении. А вес этих дополнительных элементов может достигать, исходя из опыта проведенных работ, до 15 тонн, что является очень серьезной дополнительной нагрузкой. Для учета дополнительной массы в расчеты вносят поправочные коэффициенты.

Но исходя из предоставленных данных момент проектирования мы опустим и предположим, что оптимальным решением для обустройства фундамента рассматриваемого дома будут железобетонные сваи. Остается только выбрать тип нужных свай и их количество.

Типичные ошибки при строительстве свайного фундамента

• Невертикальный монтаж свай. Наклонные сваи испытывают повышенную нагрузку от сезонных подвижек грунта, и в конструкции фундамента возникают неравномерные напряжения.
• На пучинистых грунтах: устройство ростверка по поверхности почвы либо тонкой (менее 20 см) песчаной подсыпке без её последующего удаления. Под воздействием сил морозного пучения ростверк способен оторваться от свай либо вытащить их из грунта; часто это происходит локально — там, где почва наиболее увлажнена либо фундамент наименее нагружен.
• Использование низкомарочного бетона при устройстве буронабивных свай и ростверков, отказ от вибропрессования, недостаточное армирование.
• Заливка бетонного ростверка непосредственно по песчаной подушке (без подстилающего гидроизоляционного слоя). Бетон при этом пересыхает, и рандбалки не набирают требуемой прочности.
• Установка металлического ростверка на винтовые сваи без крепления сваркой или закладными болтами.

Что нужно знать про опорно-столбчатый фундамент для дома из бруса: виды, особенности, плюсы и минусы

14 Современных трендов загородных домов 2023

Как построить дом из бруса своими руками? Пошаговое руководство

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях: