Виды свай для фундамента, классификация, как их делают

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент — подземная опорная конструкция, имеющая удлинённую форму. Она может располагаться отдельно и группами в вертикальном или наклонном положении. Главное предназначение – передача нагрузки веса верхней части сооружения на плотные подземные пласты, имеющие несжимаемую структуру.

В комплексе представляет собой ряд колонн и ростверков, которые их связывают и равномерно распределяют нагрузку со стороны верхней части здания. На соединяющих сваи балках строятся верхние части сооружений.

Ростверки могут располагаться ниже поверхности почвы, на ней или выше, образуя техническое подполье. Прочность этих конструкций усиливается применением дополнительных наклонных свай. Расположение опорных стволов зависит от особенностей архитектурных сооружений. Бывает одиночным, ленточным, кустовым, сплошным.

» Важно. Выбор применяемых для фундаментного основания свай делается на начальном этапе строительства, когда проводятся необходимые инженерные исследования. При этом следует учитывать назначение, конструкцию свайной колонны, особенности грунта, уровень нагрузки, которую испытывает фундамент, особенности будущей эксплуатации здания.

Буровые сваи, это бетонные стержни, которые создаются заполнением скважин монолитным бетоном, с предварительной установкой арматуры.

В строительстве, для создания прочного фундамента применяются различные технологии, в том числе железобетонные стержни полые или цельные внутри, с особенной технологией монтажа, у каждого элемента своё назначение и при этом виды свай бывают разными:

1. Забивные (помещаются в землю методом забивания копровым молотом, вибропогружателем или специальной свае — вдавливающей установкой).
2. Сваи-оболочки (помещаются вибропогружателем).
3. Буровые (делаются в результате заливания бетоном пробитой скважины), в строительном деле существуют разные виды буронабивных свай.
4. Винтовые (изготавливаются на металлической основе, вкручиваются в землю).

Свайные столбы различаются способом фиксации в грунте. Сваи-стойки держатся пятой непосредственно на скальных, малосжимаемых слоях. Висячие сваи, находясь в сжимаемых, мягких слоях, держатся одновременно за счёт своих сторон и пяты. А также сваи характеризуются по параметрам:

• конструкция;
• размер;
• форма сечения (кроме прямоугольных, имеются круглые, трапециевидные, пустотелые, монолитные и т. д.);
• материал изготовления (бетон, дерево, железо);
• способ армирования (характер напряжённости, расположения арматуры);
• функциональные особенности (висячие или опорные).

Предлагаем познакомиться с разными типами свайных столбов, их предназначением, устройством, материалом, способами использования.

Как делают и где применяют забивные сваи

Железобетонные стандартизированные забивные сваи (стержни) изготавливаются на специализированных заводах и поступают на строительные объекты готовыми, что делает удобной работу по их монтажу. Такое применение сваи в строительстве применимо при создании разных фундаментов, ведь элементы имеют определённую конструкцию, размер сечения, массу, длину, арматурный каркас, различаются маркой бетона. Они классифицируются на основе этих параметров.

По конструкции делятся на цельные и составные. Элементы составных свай фиксируются с помощью соединений типа «стакан», на болтах или посредством сварки. Сборка происходит непосредственно во время забивания. Могут иметь пяту заострённой и тупой формы.

Обязательно армирование с применением продольных металлических элементов.

Согласно ГОСТу, имеется следующая маркировка:

• С – квадратное сплошное сечение;
• СП – квадратное сечение с круглой полостью;
• СК – круглое сечение, имеется внутренняя полость (диаметр до 800 мм);
• СО – сваи-оболочки (могут иметь диаметр от 1 тыс. до 3 тыс. мм);
• 1СД – двухконсольные монолитные колонны квадратного сечения (предназначены для размещения на крайних осях сооружений);
• 2СД – такой же материал, применяемый на средних осях домов;
• СЦ – сплошное квадратное сечение, в середине сваи имеется напрягаемая продольная арматура.

Это разнообразие вызвано особенностями конструкций сооружений, состояния грунта. Разновидностью этого вида являются бурозабивные сваи, имеющие разную форму, и погружаемые в специально подготовленные лидерные скважины.

Выбор вида свай зависит от особенностей грунта, размера и устройства строящегося дома. При высокой сейсмичности и вечной мерзлоте сплошные железобетонные сваи без поперечного армирования недопустимы. В этих случаях подходят круглые полые стволы. Однако их не рекомендуется использовать для возведения гидротехнических сооружений.

Преимущества забивных свай из железобетона состоит в их низкой стоимости, простоте погружения и использовании недорогого оборудования. Этот вид наиболее распространён.

Забиваются в стоячем положении посредством нанесения ударов копровым молотом по верхней части до достижения необходимой глубины или полной остановки. Применяется специальные устройства (сваебои, копровые установки), смонтированные на базовой технике.

Наиболее простым и дешёвым является копровый дизельный молот. Он размещается на специальной мачте в форме навесного оборудования. Молот бывает механическим, дизельным, пневматическим. Сила его ударов не регулируется во время забивания, в отличие от гидравлического молота, мощность удара которого можно менять во время работы.

Забивная свая часто снабжается уширенной пятой на нижней оконечности, благодаря которой усиливается несущая способность фундамента. При этом необходимое отверстие внизу делается методом разбуривания или в результате камуфлетного взрыва.

Этот вид подходит при значительной удалённости стройплощадки от ближайших построек и отсутствии подземных коммуникаций. В условиях работы в городе необходимо соблюдать требования безопасности и шумоизоляции. Особенно могут страдать от динамического воздействия сквозь грунт фундаменты близлежащих зданий. Имеются другие методы помещения свай в грунт (вибропогружение, вдавливание).

Эти способы обходятся примерно в два раза дороже. Однако есть возможность сэкономить, применяя дешёвые изделия без мощного армирования, поскольку не надо защищать верх колонны от ударов копровой установки.

Сваи оболочки применение, материалы

Эффективное средство создания надёжного фундамента, применяющееся в большом строительстве. Служат длительное время. Представляют собой пустые внутри стержни крупного диаметра. Стандартная длина – 12 м. Применяются при возведении больших сооружений.

Отлично подходят для влажных, неустойчивых, слабых почв, при наличии сейсмической активности, постоянных колебаний, поскольку плотно соприкасаются с разными слоями грунтов на протяжении всей длины. Монтаж требует значительного пространства и применения сложных технологий.

В основном изготавливаются из железобетона. Это позволяет наращивать их длину до 48-м. Наращивание производится соединениями фланцевого типа с помощью болтов. Часто снабжаются наконечниками в виде конусов. Сваи-оболочки из металла являются обычными трубами с разным сечением.

Погружаются с помощью специальной вибрационной техники. Этот метод в ряде случаев предусматривает выемку разрыхляемого грунта, однако можно обходиться и без неё. Применение подобной техники должно согласовываться с соответствующими органами, поскольку вибрация опасна для расположенных поблизости архитектурных сооружений.

Назначение буровых строительных свай-классификация и их виды

Назначение строительных фундаментных свай – создание прочной основы для больших архитектурных сооружений благодаря значительной толщине и глубине расположения (до 76 м). Их виды разнятся, в зависимости от устройства и методов изготовления:

1. Буронабивные, сделанные способом заливания бетона и его армирования железным каркасом в специально пробуренных скважинах без предварительного крепления их стенок. Выполняются в почвах с глиной. Применяются в строительстве высотных сооружений в густо застроенных районах и при наличии системы подземных коммуникационных линий. Делаются непосредственно на месте монтажа.Возможен сравнительно дешёвый вариант возведения сваи с использованием непрерывного полого шнека, когда бетонирование после максимального погружения бура осуществляется посредством заливания смеси в специальную полость в середине бурового шнека. Армирование делается в конце рабочего процесса.
2. Буронабивные, установленные на значительную глубину. Стены скважин дополнительно укрепляются раствором на цементной основе или с помощью специальной обсадной трубы. Такое приспособление эффективно, когда фильтрация подземных вод составляет от 200 м в сутки. Применяются на грунте из песка, с плывунами.
3. Буроинъекционные, делающиеся посредством заполнения подготовленной скважины мелкозернистым раствором бетона (диаметр сваи: от 150 до 250 мм). Применяются для реконструкций старых оснований, при возникновении опасности оседания, движения геологических слоёв. В этом случае бурение делается в самом фундаменте или рядом с ним. Армирование необязательно.
4. Буроопускные, предполагающие помещение в скважину железобетонного столба с заполнением образовавшегося промежутка между ним и стенками скважины бетоном.
5. Буросекущие, выполняемые способом поочерёдного бурения и последующего бетонирования вначале нечётных, затем чётных скважин при условии их обязательного сцепления друг с другом.

Винтовые сваи — материалы и применение

Старинный способ строительства фундамента, изобретённый в 1833 году ирландским инженером Александром Митчеллом. Опора этого вида выглядит как стальной ствол, обработанный антикоррозионными средствами. Его стенки имеют толщину от восьми миллиметров. В нижней части на специальном башмаке-наконечнике снабжается винтовыми лопастями. Изготавливается из металла, железобетона, бывает пустотелым или монолитным.

Можно выделить некоторые виды винтовых свай для создания крепкого фундамента.

Количество лопастей — от 1 до 6. Однолопастные изделия предназначены для работы в плотных грунтах. Многолопастные больше подходят для подвижных почв, поскольку после погружения приобретают значительную устойчивость. Лопасти делаются из жёсткой стали, чугуна методом отливки или сварки, иногда бывают пластмассовыми.

Наиболее эффективны литые наконечники, легко преодолевающие препятствия. Благодаря им помещаются в грунт методом ввинчивания. Лопасти бывают разного размера (чем шире, тем прочнее держатся в мягкой почве; чем уже, тем легче пробивают себе путь в твёрдых слоях).

Винтовые сваи применяются зимой, в зоне вечной мерзлоты, в илистых прибрежных грунтах и при строительстве временных сооружений, при этом возможен их монтаж и многократное использование. При этом предполагается минимальная выемка грунта. Это позволяет существенно ускорить и удешевить стройку, цена с монтажом варьируется от 2000 (двух тысяч) рублей. за штуку.

Благодаря использованию лопастей, прочно держащихся за грунт, эффективно применение этих опор на наклонных участках. При возведении жилых зданий применяются сравнительно редко, по большей части в качестве усиливающего дополнительного элемента. Преимуществом является низкий уровень шума в процессе строительных работ. Сваи винтовые для фундамента вкручиваются в грунт, их установка производится после разметки поля.

» Важно. Следует помнить, что применение свай этого вида невозможно в районах с сейсмической активностью, при наличии условий, повышающих коррозионные процессы в металле, а также в каменистом грунте, когда могут повредиться лопасти.

Для закручивания винтовых свай в мягких грунтах, не обеспечивающих прочную боковую фиксацию деталей, необходимо максимальное заглубление и усиленное соединение элементов друг с другом.

Срок службы этих фундаментных опор может достигать нескольких сотен лет, однако, при условии неагрессивного грунта, достаточной толщины металла и наличия антикоррозионного покрытия. Следует помнить, что сварочные работы на поверхности винтовых металлических свай сокращают их износоустойчивость.

Материалы для свай

Металл

— изготавливаются в виде толстостенных труб, сварных стальных конструкций, а также прокатных бесшовных профилей с обработанной антикоррозионными средствами поверхностью. Эти средства:

• каменноугольная смола;
• битум;
• различные химические составы.

Изделия малого диаметра внизу снабжаются наконечниками конической формы.

Дерево

— в строительстве используется приём возведения шпунтовых стен, выполняемых из стоящих вплотную деревянных столбов. Для колонн этого типа используется хвойная древесина и дуб в форме прямых брёвен. При большой глубине возможно увеличение длины до четырёх секций. Нижний фрагмент сваи заостряется, в случае необходимости снабжается металлическим башмаком. Сверху на бревно надевается железный бугель в виде кольца для защиты от разрушения при ударах молотом.

Мы рассмотрели основные виды применяемых в строительстве свай. Их применение позволяет увеличить объём жилых площадей благодаря росту этажности, проводить работы на проблемных грунтах, сократить затраты на масштабных земляных работах.