Какие бывают сваи для фундамента

Виды свайных фундаментов: ГОСТы, классификация свай и типы ростверков

Возведение домов на не стабильных грунтах производится по специальной свайной технологии. Она обеспечивает пропорциональное распределение нагрузок массы конструкции зданий на почву. Существуют различные виды свайных фундаментов. Для их устройства используется специальная техника.

Свайный фундамент: виды, достоинства и недостатки

Главные элементы фундамента — сваи, имеющие форму столбов или стержней. Сечение изделий может иметь круглую или квадратную форму. Заглубление опор производится под определённым углом наклона или строго вертикально. Технология устройства свайных фундаментов достаточно проста. Выбор конструкции основания зависит от различных факторов:

• вида свай и глубины их установки;
• структуры грунта;
• типа ростверков и др.

Сваи

Порядок установки опор регламентируется СНиП 2.02.03-85. Чаще всего, их используют для возведения каркасных, щитовых и деревянных малоэтажных домов. При строительстве многоэтажных зданий основание делается из железобетонных свай. Возводимые по свайной технологии дома не имеют подвальных помещений.

Устройство свайно-винтового фундамента

Таблица 1. Достоинства и недостатки свайного фундамента.

Достоинства	Недостатки
Возможность устройства на сложных грунтах и горных рельефах	Для возведения фундамента требуется специальная техника
Монтаж фундамента можно проводить в любую погоду	Свайный фундамент не рекомендуется использовать для строительства домов на горизонтально-подвижных грунтах
Минимальная осадка	Сложности при возведении цокольных этажей
Экономичность и надежность	Невозможность проверки установленных свай на повреждение

Видео — Плюсы и минусы свайного фундамента

Виды свайных фундаментов

Классификация опор и возведённых с их помощью фундаментов проводится по различным признакам. По типу материала, использованного для их изготовления различают сваи:

• деревянные;
• бетонные и железобетонные;
• металлические;
• комбинированные.

Наиболее надёжными считаются конструкции, состоящие из комбинированных опор. Они дольше всех сохраняют свои первичные эксплуатационные характеристики. Наименьшей прочностью и долговечностью обладают деревянные сваи. Большая из часть изготавливается из древесины хвойных пород. Металлические винтовые опоры изготавливаются из чёрного металла. Перед установкой в грунт поверхность деревянных и металлических свай обрабатывается специальными средствами.

Деревянные сваи

По несущим нагрузкам различают сваи:

1. Стойки.Полностью передают грунту нагрузку строения.
2. Висячие сваи. Нагрузка передаётся боковыми гранями.

По способу погружения опор в грунт фундаменты подразделяются на:

• забивные;
• буроопускные:
• винтовые;
• буронабивные;
• комбинированные.

Интересно! Свайные фундаменты способны выдерживать сейсмические нагрузки до 7 баллов. Для их устройства используют не только опоры, произведённые в заводских условиях. Буронабивные стержни заливаются бетоном на месте устройства основания.

Забивание бетонных стержней гидравлическим молотом

Забивные фундаменты

Забивная технология применяется при строительстве многоэтажных строений. Для монтажа их конструкций используют стержни изготовленные из железобетона. В малоэтажном строительстве допускается применение по этой технологии строительства деревянных и металлических опор. Чаще всего, они имеют квадратное сечение с размером сторон от 150 до 500 мм. Стандартные длины опор находятся в пределах от 3 до 25 м. Их нижний конец заостряют. Это значительно упрощает процесс забивания свай в грунт.

Классификация свай

Верхнюю часть опор оснащают оголовком. Он принимает удар молота при забивании изделий и защищает их от деформации. Выбор свай зависит от свойств грунта и конструкции возводимого здания. Их погружение в грунт проводят до упора в твёрдый земляной пласт. Это обеспечивает прочность конструкции и не позволяет основанию строений «поплыть».

Достоинства и недостатки забивных фундаментов зависят от вида используемых для устройства конструкции свай. Среди общих для всех типов опор достоинств:

• высокая прочность конструкции;
• отсутствие необходимости в предварительной подготовке строительного участка;
• возможность монтажа на затопляемых территориях.

Вбивание железобетонных свай

При возведении свайного фундамента грунт не разрыхляется, а утрамбовывается. Среди основных недостатков забивных конструкций:

• недостаточная надёжность при устройстве на набухающих и просадочных почвах;
• неравномерная усадка на грунтах с различной плотностью.

Буроопускные свайные фундаменты

Технология применяется для возведения конструкций на пластично-мёрзлой и твёрдомёрзлой почве. Работы по монтажу основания ведутся при температуре не ниже 0,5°C. Технология проведения работ предусматривает установку стержней в предварительно пробуренные скважины. Их диаметр должен превышать сечение свай на 50-100 мм. Бурение грунта производится специальной техникой.

Важно! Диаметр бура должен быть больше ширины опоры не менее, чем на 10 см.После установки стержня в скважину имеющиеся в ний пустоты заполняются связующими растворами. Они повышают устойчивость конструкции.

Бурение скважин под сваи

Свайно-винтовые фундаменты

Технологию используют при возведении лёгких и средних построек на всех видах грунта. На часто затопляемых территориях это единственно возможный способ строительства домов. Монтаж винтовых оснований под строения различного типа был придуман в XIX веке. Он широко используется при возведении причалов и домов на воде.

Вести строительство по винтовой технологии можно в любое время года. Для монтажа конструкции используют металлические сваи с различным количеством лопастей. Для их погружения в грунт не требуется привлечения специальной техники. Сваи ввинчиваются в землю вручную. Основные достоинства технологии — быстрота монтажа и минимальные затраты на устройство основания.

Винтовые металлические сваи

Буронабивные сваи

Буронабивная технология применяется при возведении тяжёлых строений на слабых грунтах. При забивки свай таким методом не оказывается вибрационное воздействие на рядом стоящие строения. Возводить объекты по буронабивной технологии можно и на территории со сложным рельефом. Требования к таким типам оснований определены в Своде правил СП 50-102-2003. Возведение фундаментов производится с помощью:

• шнека с полостью для подачи бетона в скважину.
• обсадной трубы с вибропогружателем.

Сваи для фундамента заливаются бетоном непосредственно в подготовленные для них скважинах. Применять технологию можно на полых грунтах. Перед заливкой бетона в скважину, в ней делается армирование и проводится укрепление её стенок от обсыпания земли. Буронабивная технология устройства свайных оснований считается самой сложной.

Буронабивные сваи

Комбинированный фундамент

В устройстве оснований используют сваи и плиты. Фундаменты такого типа возводят на просадочных грунтах в соответствии со Сводом правил 22.13330. Отличительной чертой конструкции является полное опирание плиты на грунт. Ростверк с землёй не соприкасается.

Свайный комбинированный фундамент

Классификация фундаментов по характеру размещения свай

Схема расположения свай в грунте определяется конфигурацией возводимого здания. По способу их размещения конструкции различают:

1. Одиночные сваи. Применяются при возведении легких с/х построек.
2. Свайные кусты. Устраивают под передающие большие вертикальные нагрузки колонны.
3. Сплошные свайные поля. Основание используют для возведения построек башенного типа.
4. Ленточные свайные фундаменты.Предназначены для опоры стен зданий.

ГОСТы на свайные фундаменты

ГОСТы на свайные фундаменты и винтовые сваи в РФ заменены на СНиП 2.02.03-85 и СНиП 24.13330.2011. Железобетонные сваи промышленного производства выпускаются по ГОСТ 19804-2012.

Свайно-ростверковое основание

При производстве свай применяется несколько стандартов:

• ГОСТ;
• ОСТ;
• ТУ.

Требования, предъявляемые нормативными документами к изделиям, учитывают характеристики грунтов, для которых они предназначаются. Выпускаемые по ГОСТ винтовые сваи подразделяются по своим конструктивным особенностям. Изделия группируют по:

• форме наконечника (открытые и завальцованные);
• форме, ширине и числу лопастей;
• способу применения.

Виды ростверков

Ростверк не является обязательным элементом конструкции. Он соединяет между собой опоры основания, придавая конструкции дополнительную жёсткость. Различают 3 основных вида ростверков:

1. Высокий. Соединительные элементы располагаются над поверхностью земли на расстоянииот 15 сми выше.
2. Повышенный. Ростверк располагает вровень с поверхностью земли или на высотедо 10 см.
3. Заглубленный. Монтаж ростверка проводится ниже уровня поверхности земли.

Деревянный ростверк

По способу сборки различают ростверки:

1. Сборные. Представляют собой сварные стальные балки, которые применяют при строительстве лёгкий построек с небольшим сроком эксплуатации.
2. Сборно-монолитные. Элементы с «замочными» соединениями. Используются для соединения опор оснований многоэтажных домов и промышленных сооружений.
3. Монолитные. Представляют собой единые конструкции, имеющие форму замкнутой или незамкнутой ленты. Применяются при строительстве жилых малоэтажных домов.

Свайные фундаменты для частного дома

До начала строительства дома необходимо определиться с видом основания. При его выборе учитывается тип грунта предназначенной для постройки территории. Определить его можно с помощью геологического исследования. Среди прочих определяющих факторов:

• уровень грунтовых вод;
• сейсмичность района строительства.

Обратите внимание! Возводимый фундамент должен выдерживать нагрузки всей конструкции дома и планируемой для размещения в нём обстановки. Главной опасностью для свайного фундамента является вспучивание грунта. Наиболее сложным считается возведение буронабивных конструкций.

Дом на склоне на винтовом фундаменте

При проектировании оснований определяется глубина забивания свай. Многие застройщики, пытаясь сократить затраты на строительство, возводят дома на винтовых сваях. Это позволяет им экономить значительные суммы на покупке строительных материалов. Возводить винтовые основания можно без геологических исследований. Длина стержней фундамента выбирается в зависимости от глубины погружения опор от поверхности земли до пласта грунта с нормальной несущей способностью. Нижнее основание стержня должно упираться в него и быть ниже отметки промерзания.

Сметная стоимость строительства домов, построенных по свайно-винтовой технологии, на 30-40% меньше обычных способов возведения домов. Конструкции возводятся без проведения земляных работ. Ремонтопригодность элементов свайно-винтовых фундаментов составляет 100%. Недостатком свайной основы является необходимость устройства цоколя и отмостки шириною не менее 70 см вокруг строения. Задача отмостки — защита облицовки свайного фундамента от поверхностного загрязнения.

Несущая способность оснований

Материал исполнения опор и тип грунта оказывают влияние на несущие способности основания строения. Основу винтовых конструкций составляют трубчатые опоры. Они выпускаются промышленностью с диаметром 133, 108 и 89 мм. Он оказывает влияние на несущую способность основания вместе с длиной трубы и диаметром лопастей. На трубных опорах не рекомендуется возводить тяжёлые конструкции.

В качестве опор многоэтажных строений высотою до 60 м строятся используются забивные сваи. Длина таких свай может превышать 10 м. Это самый надёжный вид свайного основания. В частном домостроении забивные железобетонные опоры используются крайне редко из-за высокой стоимости аренды необходимой для их установки спецтехники.

Возведение фундамента для частного дома винтовых сваях: пошаговая инструкция

Шаг 1. Рассчитываем количество необходимого для строительства материала. Число опор определяется по 2-м направлениям:

• линиям наибольшей нагрузки;
• несущей способности опор.

Схема основания для расчёта материалов

Для проведения расчётов лучше составить план основания. На него на носится разметка установки свай. Расстояние между ними не должно превышать 2-3 м. Чем больше масса возводимой конструкции, тем ближе друг к другу располагаются опоры. Их число определяется путём деления общей массы дома с наполняющими его вещами на величину допустимой нагрузки на 1 сваю. Это справочная величина. Найти её можно в специальных таблицах или в технической документации производителя на изделие. В интернете можно найти онлайн-калькуляторы, которые производят расчёты необходимого для устройства фундамента количества опор при введении необходимых параметров.

Шаг 2. Заготавливаем необходимый материал и инструменты для работы.

Материал для устройства свайного фундамента

Цены на различные виды ручных буров

Шаг 3. Делаем разметку участка под установку опор. Она делается по генеральному плану строительного участка и схеме 1-го этажа дома с отметками расположения свай. Начинают делать разметку всегда с угловых опор, остальные точки установки равномерно распределяют по всей площади основания. В том случае, когда между опорами получаются слишком большие промежутки, в них устанавливают дополнительные опоры.

Разметка участка

Шаг 4. Ввинчиваем сваи в грунт по установленным метка. На участках с мягким грунтом сделать это можно вручную, на более твёрдой почве ввинчивание свай производят с помощью специальных устройств. В землю их заглубляют до уровня твёрдого грунта. Входить в землю опоры должны в строго вертикальном положении.

Ввинчивание винтовых свай в грунт

Цены на винтовые сваи

Шаг 5. Верхняя часть опор должна находиться на одном уровне. Его проверяют после ввинчивания в грунт последней сваи. Разница в высоте не допускается. Имеющие отклонения от заданного уровня опоры подрезаются или наращиваются. Категорически нельзя при выравнивании высоты приподнимать вверх уже ввинченные в грунт сваи.

Выравнивание свай по высоте

Шаг 6. На выровненные опоры устанавливаем полые горизонтальные плоскости и заливаем их бетоном.

Опалубка для заливки бетонного ростверка

Шаг 7. Для отвода лишней влаги от строения делаем дренаж основания. Он представляет собой небольшие траншеи, прорытые по периметру строения, с отводом за пределы участка.

Устройство дренажной системы

Видео — Подробная инструкция установки винтового фундамента

Как правильно делать монтаж конструкции

Ввинчивать сваи в грунт вручную лучше втроём. Во время заглубления их трудно поддерживать в вертикальном положении. Два человека воздействуют на рычаг, а третий следит за углом вхождения опоры в грунт. Периодически нужно проводить её фиксацию и анализировать глубину погружения. Не рекомендуется ввинчивать сваи на глубину менее 1 метра. При таком заглублении опор высока вероятность перекоса строения.

Самыми ответственными участками основания являются его углы. Заглубление опор в этих точках должно быть максимальным. Дополнительная прочность конструкции достигается бетонированием фундамента. Большим недостатком винтовых свай является невозможность устройства из них основания для постройки домов на грунтах, имеющих слои камней или известняка. Для таких строительных участков используют сваи с наварными наконечниками.

Срок службы свайных оснований зависит от материала их исполнения. В благоприятных условиях они могут эксплуатироваться от 300 до 400 лет..

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.

Виды свай

• Классификация свай
• Забивные железобетонные сваи
• Забивка свай
• Буровые сваи
• Расчёт свай
• Примеры применения 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:

• 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:

• 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

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.

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.

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

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.

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.

Буроинъекционные сваи (БИС) имеют особое применение: укрепление старых, ветхих оснований зданий, а также 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

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.

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

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 сваи

Свайные фундаменты стали оптимальной альтернативой традиционным видам оснований в зданиях любого назначения. Они представляют собой длинные подземные конструкции, расположенные на равном расстоянии друг от друга для правильного распределения нагрузок. Монтаж может проводиться вертикально или наклонно. Наиболее распространены сваи, которые вбиваются, вдавливаются и вкручиваются в в грунт. Каждый из представленных видов отличается предназначением, материалом, условиями, в которых допускается эксплуатация.

Общая черта всех свай – использование с целью передачи нагрузок на несущие слои грунта некоторых типов грунта. Вся нагрузка от здания передается на более низкие слои почвы, имеющие большую плотность и устойчивость в сравнении с теми участками, что расположены выше. Также сваи позволяют выполнять строительство на склонах и холодных регионах, где традиционные виды работ осуществить невозможно из-за постоянных перепадов температур, наличия осадков.

Помимо столбов для фундамента, не следует забывать о ростверке – конструкция, усиливающая фундамент и распределяющая нагрузку на почву. В качестве ростверка используются плиты или балки, которые соединяют все сваи. Они делятся на следующие категории относительно горизонта:

низкие. Располагаются ниже уровня поверхности, передавая через подошву часть усилия в грунт;

промежуточные. Установка осуществляется без заглубления. Все располагается на поверхности грунта. Основная особенность – отсутствие передачи давления по подошве.

Наклонные сваи применяются именно в последнем типе ростверков для усиления фундамента. Существует несколько типов расположения столбов. Одиночное предполагает возведение легких каркасных сооружений. Ленточный монтаж предусмотрен для несущих стен, кустовой вариант нужен для строительства колонн и столбов, а сплошная установка нужна при возведении башен и домов больше одного этажа.

Классификация свай

Теперь пора разобраться в том, какие бывают сваи. Классификация свай выполнена следующим образом:

длина – короткие и длинные. Чем короче, тем жестче конструкция;

форма сечения. Круглые, пирамидальные, конические, трапециевидные, крестообразные, сплошные, пустотелые, тавровые или двутавровые;

классификация свай: свая стойка (при опирании подошвы свай на скальные грунты) и висячая свая (которая работает при силах трения по боковой поверхности тела сваи);

материал, из которого были произведены сваи. Бетон, метал, железобетон, грунтобетон, дерево;

конструкция. Цельная, составная. Второй вариант изготовлен из нескольких секций, где есть тупой нижний конец или острие. Они подходят при необходимости монтажа столбов на большой глубине, когда требуется передать всю нагрузку на почву. Могут присутствовать уширения на отдельных уровнях;

способ монтажа. Вдавливаемые, набивные, забивные, вибропогружные и винтовые.

Выбор свай для фундамента осуществляется в зависимости от высоты постройки, предполагаемой нагрузки, вида грунта, климатических условий, сейсмической активности. Например, на мерзлой почве или в регионах с регулярными землетрясениями нельзя применять сплошные столбы из железобетона, где отсутствует поперечное армирование. При этом в таких же условиях рекомендуется использовать сваи из железобетона. Главный недостаток ж/б столбов – их нельзя использовать в гидротехнических сооружениях. Они могут просто преждевременно обрушиться.

Если применяются сваи, которые монтируются вдавливаемым или забивным способом, необходимо привлечение спецоборудования: копры, установки вибрационного, ударного действия, а также молоты. Оборудование бывает гидравлическим, дизельным, гидравлическим или механическим.

Материал изготовления

Следует подробнее остановиться на материалах, из которых изготавливаются сваи для фундаментов:

железобетон. Конструкции сборного типа выпускаются на заводах. Монолитные столбы изготавливаются на строительных площадках согласно проекту, разработанному архитекторами. Допускается использование обычной или предварительно напряженной арматуры. В качестве заливки может применяться тяжелый бетон, в котором необходимо соблюдать показатели в плане морозоустойчивости;

металл. Чаще всего в качестве основы применяется прокатный профиль или сварные конструкции. Отлитый столб обладает большей надежностью в сравнении со сваренной разновидностью благодаря отсутствию потенциально уязвимых участков. Для усиления защиты от коррозии поверхность металла покрывается цинком, каменноугольными смолами или битумом. Лопасти могут быть также отлиты или приварены. Изготовление лопастей допускается с применением чугуна и даже пластика;

дерево. Такие сваи в своей основе используют сосну или ель. Также можно выполнять выпуск столбов из кедра и дуба. Оптимальный вариант – прямоствольные бревна, заранее очищенные от коры. Нижняя часть столба должна быть заострена, а в особо плотном грунте потребуется металлический башмак, который защищает изделие от разрушения при монтаже с использованием молота.

Самым долговечным вариантом является металл при его правильной обработке и заливе полости внутри столба бетоном. К тому же нельзя забывать и возможность повторной эксплуатации металлических свай после демонтажа старого здания.

Способы погружения

Существует несколько методов установки свай во время строительства объекта. Выбор зависит от типа сваи, грунта и наличия дополнительного снаряжения. Строителям доступны такие сваи по способу установки:

забивные. Самый распространенный вариант благодаря доступности оборудования и постоянному использованию в нашей стране. Для монтажа нужны пневматические молоты. Обязательно выполнение расчетов, которые позволят вычислить глубину погружения столба. Также учитывается сила удара для того, чтобы не повредить конструкцию. Монтаж должен осуществляться строго перпендикулярно поверхности почвы, чтобы не было необходимости исправлять ошибки, что обходится дорого;

буронабиваемые. Они изготавливаются непосредственно на стройплощадке – скважина заполняется бетонной смесью, после чего туда помещается каркас из арматуры. Такие сваи отличаются минимальной стоимостью и высокой скоростью производства;

винтовые. Отдельные модели могут отличаться друг от друга в зависимости от грунта, где планируется строительство;

вдавливаемые. Сваи данного типа разработаны с целью ведения строительных работ вблизи уже существующих зданий, которые нельзя повредить или разрушить из-за воздействия вибрации. Монтаж предусматривает вдавливание в землю столбов с использованием оборудования, которое не дает никакой вибрационной нагрузки на почву и постройки рядом.

Бывают и вибропогружаемые сваи, которые учитывают одно свойство почвы – она меняет свою структуру в случае воздействия вибрации. Установка выполняется с использованием оборудования, отличающегося высокой сложностью и стоимостью. Форма поперечного сечения также может отличаться в зависимости от использованных материалов.

Таким образом, использование свай для фундаментов имеет свои достоинства:

отсутствие необходимости в рытье траншей и котлованов, которые отнимают не только время, деньги, материалы. Если нужно возвести небольшой жилой дом или офисное здание (в зависимости от количества этажей и разновидности столба), строительство фундамента из свай является оптимальным решением;

минимальный расход арматуры и бетона. Они используются преимущественно при заливе внутрь столбов с полостями и ростверка;

отсутствие ограничений на выполнение фундаментных работ – это включает и зиму, когда традиционное строительство останавливается до наступления тепла;

строения на основе свайного фундамента лучше переносят смещение грунта, наводнения.

Наиболее популярны сваи в регионах с небольшим объемом равнин, удаленных частях страны, где крупная строительная техника не разместится. Также возводятся и более крупные виды зданий – в такой ситуации применяются крупные сваи с соответствующим оборудованием, которое доступно в основном в крупных городах.

Виды винтовых свай

Самыми распространенным типом свай в строительстве небольших жилых домов и других объектов являются винтовые конструкции. Они были созданы для того, чтобы компенсировать силы пучения на элементы фундамента постройки и простого достижения нижних пластов, а не для того, чтобы сократить затраты на возведение. Бывают следующие виды винтовых свай:

широколопастные. Используется одна лопасть литого наконечника;

узколопастные. Являются аналогом шурупа с большим количеством витком, где литой наконечник соединен с основой сваи при помощи сварного шва. На объектах, строящихся в условиях вечной мерзлоты, применяются варианты, где есть зубья в пределах периметра нижнего среза. В грунтах с обильным содержанием плотных пород и камней используются наконечники с заострением;

многолопастные. Используется несколько лопастей, расположенных по длине. Это обеспечивает лучшее опирание и компенсацию подвижек по вертикали.

Бывает множество вариаций винтовых свай, которые обусловлены длиной изделия, а также условиями эксплуатации. Общим является стандартная конструкция, куда входит тело, представляющее собой бесшовную трубу со стенкой от 3-х миллиметров толщиной. Больше всего встречается стальное тело (СТ3, 30ХМА). Чем толще стенка, тем дольше способна прослужить конструкция. Особенно это касается изделий с дополнительной обработкой поверхности.

Лопасти обычно привариваются к телу столба. В качестве альтернативы могут применяться наконечники с лопастями (они также сварены или отлиты). Одно из преимуществ лопастей заключается в преобразовании крутящего момента в продольное перемещение во время опускания сваи в землю. Горизонтальные усилия компенсируются, что гарантирует устойчивость во время эксплуатации уже готовой постройки. Именно поэтому винтовые сваи считаются оптимальным вариантом для пучнистых, слабых и вечномерзлых грунтах.

Особенности, разновидности винтовых свай

В верхней части винтовой сваи предусмотрены отверстия для установки, с помощью которых персонал сможет закручивать столб в землю. Это исключает потребность в наличии спецтехники, но для успешного выполнения задачи потребуется не менее двух человек и достаточное количество пространства по следующим причинам:

второй человек должен контролировать то, насколько ровно вкручивается столб в почву при помощи уровня. Это позволит исключить ошибки и дорогостоящее исправление;

много пространства нужно для того, чтобы было проще прокручивать рычаг. Чем он длиннее, тем легче будет строителю.

Верхушки свай могут быть отсечены при необходимости выравнивания всего фундамента и подготовке ростверка. В распоряжении специалистов находится несколько видов свай, которые можно отличить по маркировке:

СВС. Сварной наконечник;

ВСЛ. Наконечник литой;

ВАУ. Сборная конструкция – анкерная, винтового типа;

СВП. Присутствует пика. Также отмечается как СВС-П;

СВК. Модификация с конусом. Встречается обозначение СВС-К.

Не рекомендуется использовать винтовые сваи в постройках с количеством этажей больше трех (учитывается и мансарда). При этом для зданий с такой нагрузкой подходят лишь сваи СВС (многолопастные). Остальные постройки могут быть возведены с применением односпиральных версий столбов. Чтобы облегчить строительство объектов, предусмотрены сваи с переменным диаметром. Они разделены на серии:

F – отличаются круглым фланцем;

R – используется квадратный фланец;

T – в пластине оголовка есть монтажные отверстия;

U – оголовок является П-образным;

Z – предусмотрен винтовой анкер для использования в легких конструкциях.

В маркировке СВС указывается по порядку тип, диаметр, толщина стенки, размеры лопасти, полная длина. Существуют сваи, в которых маркировка дополнена указанием на определенного производителя.

Помимо строительства небольших домов и хозяйственных конструкций, винтовые сваи востребованы при возведении таких сооружений:

временные конструкции (павильоны);

усиление монолитного фундамента.

Транспортировка до места монтажа осуществляется грузовыми автомобилями или поездами, где есть возможность закрепить изделия так, чтобы они не могли выпасть за пределы кузова/вагона. Допускается хранение на открытом воздухе, если предусматривается скорая установка или когда изделия обработаны антикоррозионным покрытием.

Правила работы со сваями регулируются актуальными СНиП и нормативной документацией. При создании проекта фундамента со сваями учитывается диаметр, глубина монтажа, бетон, используемый для заливки полостей, а также арматура. Сваи являются фактически универсальным компонентом, без которого не обходится даже крупное строительство, если учитывать более крупные разновидности столбов. Наличие надежной опоры защитит здание вне зависимости от назначения от природных катаклизмов, и увеличить срок службы постройки от нескольких десятков до сотен лет, учитывая назначение объекта.