Свайный фундамент из железобетонных свай. Железобетонные сваи для фундамента. Принцип использования ростверка

13.11.2021

грунтовых условий, вариантов обеспечения площадки средствами механизации, расчетных нагрузок, расположения участка застройки относительно жилой зоны и других, не менее важных факторов. Традиционным способом считается забивка свай пневмо-, гидромолотом или другим аналогичным оборудованием. Но подобная технология обладает существенными недостатками, заключающимися в шуме и вибрациях, сопровождающих процесс работы. В заселенных кварталах, особенно вблизи домов, применяют иные методы установки точечных опор.

Варианты погружения железобетонных свай

Установка свайных столбов может выполняться несколькими способами:

путем забивания, в том числе пневмо- или гидромолотом;
с помощью вибрационного оборудования;
посредством вдавливания;
в предварительно пробуренные скважины.

В первом случае погружение свай осуществляет копер или другая оборудованная ударным молотом строительная машина, к примеру – экскаватор. Технология позволяет выполнять устройство железобетонных свайных фундаментов практически на любом грунте. Ее популярность связана с малыми материальными затратами по сравнению с другими методами устройства подземных опор.

Вибропогружение свай требует меньших усилий, так как данная технология подразумевает значительное снижение сил трения, возникающих между боковой поверхностью опоры и грунтовыми пластами. Установка железобетонных свай с использованием вибрационного оборудования сопровождается уплотнением грунта вокруг вертикальных стенок монтируемого столба. Данный фактор влияет на повышение надежности и устойчивости основания.

Технология вибровдавливания предусматривает погружение железобетонных изделий в грунт под определенной нагрузкой. Оборудование собственным весом давит на сваи, включая дополнительные усилия от работы гидродомкрата и, возможно, от вибропогружателей. Подобные методы предполагают относительную бесшумность по сравнению с рабочими процессами, в которых задействуются копер или гидромолот. Но следует заметить, что эффективность вибровдавливания проявляется лишь в том случае, если погружение свай производится на глубину до 6 метров.

К минусам технологии вибровдавливания можно отнести то, что используемое оборудование имеет большую массу, поэтому его транспортировка обходится недешево.

Наиболее тихой и безопасной для окружающих строительную площадку домов считается технология устройства свайного фундамента путем предварительного выбуривания скважин. Данный метод относится к дорогостоящим вариантам установки подземных опор, так как в процессе работы задействуется специальное оборудование. Его выбор зависит от нескольких составляющих:

типа грунта;
разновидности свай;
требуемых размеров скважин.

При всех своих положительных качествах, буроопускной способ погружения свайиспользуется реже аналогичных методов устройства фундаментов. Но в определенных ситуациях именно он остается единственно правильным решением. В частности, если строительство или реконструкция объекта ведутся в стесненных условиях населенного пункта, вблизи медицинских или детских учреждений.

Устройство фундамента путем забивки свай

Наиболее распространенная технология устройства подземной части строения из железобетонных свай. Благодаря огромному количеству предложений от строительных компаний, на отечественном рынке сложилась здоровая конкуренция, влияющая на адекватность ценовой политики, касающейся забивки свай. Кроме того, крупные фирмы в своем механизированном автопарке имеют хотя бы один копер или гидромолот, что позволяет обходиться без услуг сторонних поставщиков спецтехники.

Забивка сваи посредством ударного оборудования имеет некоторые ограничения, связанные, прежде всего, с составом грунта. Железобетонные изделия не погружают забивным методом в почвенные слои, содержащие гравий и другие твердые включения. Запрет использовать традиционный копер для установки подземных опор может быть связан с близким расположением к стройплощадке эксплуатируемых объектов или важных магистральных трубопроводов. В таких местах шум, удары и вибро воздействия не допустимы.

Гидромолот относится к современному оборудованию, не загрязняющему атмосферу выбросом вредных веществ. К тому же, при работе он производит меньше шума.

Погружение свай путем забивки основано на энергии удара. С каждым толчком железобетонная опора все глубже проникает в грунт. Длится это до тех пор, пока ее острие не упрется в плотное основание. Оборудование представляет собой дизель-, пневмо- или гидромолот, навешенный на экскаватор или другую строительную спецтехнику, либо копер с направляющей рамой и ударной бабой.

Основным рабочим элементом штангового молота является подвижный цилиндр. Он с усилием падает на оголовок сваи, продвигая опору вниз. В тот же миг, благодаря выбросу энергии, молот поднимается в исходное положение. Циклы возвратно-поступательного движения повторяются до тех пор, пока свая не достигает проектного положения.

Трубчатый молот имеет иное устройство. Его цилиндр, оснащенный шаботом (наковальней), располагается неподвижно. Он выполняет функцию направляющей. Здесь рабочим органом, с помощью которого производится погружение свай, является поршень с бойком. Его перемещение происходит под давлением. После мощного удара подвижный элемент возвращается на исходную позицию.

Сваи забивают по очереди. Копер или экскаватор с гидромолотом устанавливают на заранее спланированные площадки. В зависимости от возможностей оборудования и расстояния между подземными опорами, с одного места расположения погружной машины может монтироваться одна или несколько свай.

Перед началом забивания железобетонного столба, на его верхний торец надевается наголовник, защищающий бетон от разрушения при ударах.

Метод основан на установке железобетонных опор с помощью вибрационного оборудования:

погружателей;
молотов;
установок;
подрессоренных пригрузов.

Несомненным плюсом данного способа считается более быстрое погружение свай, нежели в случае применения ударных механизмов. Установка опор осуществляется путем вибрационного воздействия на них электромеханического оборудования. Принцип его работы основан на присутствии в конструкции дисбалансов, создающих вибрации. В результате погружения столбов, в структуре грунтовых слоев происходят необратимые процессы деформации, частично уплотняющие основание под свайными наконечниками и вблизи боковых стенок фундаментных опор.

Использование вибропогружателей оправдывает себя в условиях водонасыщенных грунтов. Для плотной и сухой почвы применяют пружинные вибромолоты. Кроме вибраций, они совершают механические удары, причем сила двойного действия автоматически увеличивается по мере заглубления свай.

Метод вдавливания

Погружение свай вдавливанием требует наличия специальной установки и мощного крана. Железобетонная опора помещается в зажимной механизм, после чего производится ее частичное заглубление на расстояние, соответствующее длине штока гидродомкрата. Затем сваю освобождают, поршень домкрата поднимают, элемент вновь зажимают. Далее опять повторяют вдавливание. Цикл повторяют несколько раз, пока опора не застопорится.

Технология погружения путем вдавливания предусматривает несколько этапов извлечения установленной до упора сваи с ее последующим заглублением. С каждым разом опора будет опускаться все ниже, но последней отметкой, на которой можно остановиться, станет ее проектное положение.

Вдавливающий метод используют, чаще всего, на участках с залеганием плотных слоев грунта, хотя применять его допускается в любых условиях, даже без проведения геологических исследований.

Данный способ устройства фундамента имеет много преимуществ. Среди них:

быстрота возведения подземной части;
возможность установки меньшего числа опор;
высокая надежность конструкции;
устранение рыхлости грунта.

Но довольно часто недостатки оказываются существеннее. Прежде всего, это:

крупные габариты оборудования – для размещения требуется участок не менее 500м2;
высокая себестоимость работ;
сложность перемещения установки с объекта на объект.

Бурозабивной и буроопускной метод

И в том, и в другом случае в грунте выбуриваются лидерные скважины, в которые вбивают или устанавливают сваи. Первый способ используется в случае присутствия в почвенных слоях до 20 процентов твердых включений, а второй – применяется для твердомерзлых грунтов и скальных пород.

Бурозабивная технология предусматривает устройство в грунте отверстий диаметром, меньшим размера короткой стороны сечения железобетонной сваи. Бурение производится до проектной отметки, но без учета размера острия изделия. Далее в скважину методом забивки погружается «родная» фундаментная опора.

Размещаются в скважинах чуть большего диаметра. Оставшиеся зазоры заполняют либо цементно-песчаной смесью, либо грунтовым раствором. Им частично заливают очищенные от шлама пробуренные отверстия, после чего в них устанавливают фундаментные опоры. Оставшуюся массу нагнетают в зазоры инъектором. Чтобы свая не поменяла своего положения в процессе заполнения пазух, между ней и земляными стенками скважины временно устанавливают деревянные клинья.

Одной из самых надежных фундаментных основ для малоэтажного строительства по праву считается свайно-забивной фундамент. Особенно это касается участков с водонасыщенными грунтовыми породами, глинистыми, песчаными и торфяными слоями почвы, где забивные сваи показывают хорошие прочностные и эксплуатационные характеристики. Фундамент из жб свай чаше всего устанавливается с ростверком, который выполняет функцию распределения несущей нагрузки строения на каждую погруженную опору. Это дает возможность строить объекты из кирпича, дерева, блоков на соединенную в единое целое конструкцию, которая способна сохранять целостность строения в течение 100 лет. Купить забивные сваи для малоэтажного строительства, а также заказать их установку можно в компании «ЖБС Фундамент». Мы оперативно и качественно произведем монтаж опор с ростверком под любой вид строительных материалов. Установку производят квалифицированные специалисты, которые имеют многолетний опыт работ по возведению фундаментов любого уровня сложности.

Разновидности ростверков

Ростверк – это верхняя часть фундамента, которая монтируется на сваи и служит основанием для укладки строительных материалов возводимого объекта. Классификация ростверка на забивной фундамент проводится по показателям технологии изготовления, высоте заложения и типу стройматериала. По конструктивным характеристикам ростверки бывают ленточными и плитными. В первом варианте забивные сваи для фундамента последовательно обвязываются металлическими или бетонными соединениями, расположенными по периметру внешних и внутренних стен. Плитный ростверк устанавливается если опоры имеют равное расстояние друг от друга. В зависимости от ситуации обвязка бывает монолитной, сборной и комбинированной.

Монолитная конструкция имеет внешний вид ленточного фундамента или цельной плиты. Отличием между ними является способ укладки и расход бетонной смеси. Для плитного основания потребуется более прочная опалубка и большее время на изготовление основы. Соответственно свайно забивной фундамент с плитой будет иметь более высокую цену.
Сборный ростверк представляет собой конструкцию из стандартных жб балок. Соединение происходит с помощью специальных замочков и заливки бетонной смесью.
Комбинированная технология чаще всего используется для тяжелых промышленных зданий. Детали фундаментной основы отливаются заранее и собираются непосредственно на участке. Цена фундамента на забивных сваях с ростверком комбинированного типа достаточно высокая, поэтому мало применяется в строительстве частных домов.

Что мы предлагаем

Компания «ЖБС Фундамент» предлагает услуги по строительству основы с ростверком на забивных сваях 150х150х3000 и 200х200х3000, которые являются оптимальным вариантом для возведения малоэтажных объектов. После оставления заявки на сайте наш сотрудник незамедлительно свяжется с клиентом для уточнения дополнительной информации и согласованию даты и времени приезда специалиста. После подписания договора бригада оперативно приступает к монтажу фундаментной основы в соответствии с договоренностями. Обычный срок выполнения работ составляет не более 2 -3 дней. По завершению работ заказчик принимает готовый объект и вносит окончательную оплату. После чего застройщику предоставляется гарантия, сроком на 10 лет.

В нынешнем строительном деле используют много самых разных изделий из железобетона. Это плиты, балки и панели и прочее. В этой статье речь пойдет о железобетонных свайных конструкциях, которые сейчас очень часто используются в строительстве фундаментных оснований.

Что такое сваи?

Это проверенные строительные изделия, которые дают возможность строить надежные фундаменты.

Эти изделия выпускают сейчас из самых разных материалов: металлические, асбестовые, бетонные и пр.

Поскольку свайные стволы предназначены для противодействия нагрузкам, которые оказываются на основании строения.

Они должны быть предельно надежными, прочными и способными справляться с любыми отрицательными факторами.

Разновидности ассортимента

Из жб материалов делают такие виды опорных стволов:

монолитные внутри, которые погружаются в грунт без бурения скважин или рытья канав;
пустотелые внутри, которые погружаются в предварительно пробуренную скважину;
набивные, заливаемые в опалубку с высверленной скважиной.

Технические характеристики свай из железобетона

Большинство параметров свайных стволов определяется маркой бетона, который используется при их изготовлении.

Например, марка бетона, характеризует прочность ствола. Цифры марки бетона показывают предельную прочность на сжатие.

В производстве жб свай используется бетон В7.5 и более высокого класса. Наименьшую прочность на сжатие определяют по этому сорту бетона.

Показатели морозоустойчивости и влагопрочности свай определяют по такому же способу. Они стоят в маркировочной табличке после букв «F» и «W». К примеру, у марки бетона В7,5 эти параметры равняются более чем 50 циклическим замораживаниям/оттаиванием (F50) и пределу давления в 2МПа воды (W2).

Массу железобетонных стволов определяет в первую очередь их объемы. И чем больше они, тем больше весовые показатели.

К положительным качествам железобетонных свай любого типа можно отнести:

длительность службы (Если возведение фундамента произведено было без нарушения технологии, сваи прослужат больше 100 лет без ремонта);
высокая прочность (Железобетонные сваи выдерживают массу даже многоэтажных панельных зданий);
устойчивость(Ствол вбивается на глубину, что позволяет ей опереться на грунт большой несущей способности);
возможность использования опор для строительства на сложном рельефе (Свайную часть фундаментной основы, можно сконструировать из опор разной длины.)

К минусам свай можно отнести только тяжесть продукции. Этот показатель делает часто малодоступной доставку и установку.

Фундамент на сваях жб делают в той местности, где грунт является проблемным, а здание построить нужно. В местности с таким грунтом только железобетонные сваи обеспечат устойчивость постройки, передав нагрузку на устойчивые пласты.

Железобетонный свайный фундамент для блочного здания имеет много преимуществ перед другими типами оснований.

Если сравнить возведение столбчатого фундамента с другими, то устройство такого основания под дом из блоков куда технологичней.

Фундамент свайный полагает бурение скважин заданной величины, установки в них арматурных прутьев, заливки их бетоном.

Большим преимуществом такого способа является возможность выполнения скважин ручным буром.

Как сделать сваи для фундамента

Фундаментное основание из железобетонных свай нетрудно сделать самим. Важно только выдерживать основные расчеты:

размеры стволов;
промежутки между стволами;
параметры арматуры;
марку бетона;
частота укладки.

Бетонная смесь

Свайный фундамент часто устанавливают в агрессивной среде. По этой причине бетон для них нужен прочный, устойчивый к «химии». Это свойство бетона влияет на долговечность сваи.

О марке бетона нужно посоветоваться со специалистами, которые после изучения грунта порекомендуют соответствующие добавки для повышения устойчивости.

Возможный состав бетона:

цемента марки 7001 ч.;
песка 1,5ч.;
щебня 2,5 ч.;
воды 0,5ч.

Лучше для свайного основания будет заказать промышленный бетон. Если же купить или доставить бетон на стройку невозможно, его готовят сами.

Подготовка места под фундамент

Перед началом установки свай готовится площадка:

удаляют корни деревьев, верхний слой грунта;
размечают расположение фундамента с помощью шнуров;
определяют уровни стволов над поверхностью;
размечают оси свай.

Бетонирование и армирование свай

После подготовки отверстий под сваи, из рубероидного материала сворачивают «трубы», которые должны соответствовать скважинам в охвате, а длина на 20-30 см более их глубины.

Вверху «трубу» нужно делать крепче, из 2-3 слоев рубероида, и стягивать прочной проволокой. Этот конец будет верхней опалубкой. Затем «трубу» аккуратно водят в скважину.

Если на дне есть немного воды, это нестрашно. Но когда вода заполняет четверть скважины, ее нужно откачать.

Если такую «трубу» не сделать, негативных последствий не избежать.

Опалубка

Схватывание бетона происходит в первые сутки с момента приготовления смеси. И чтобы прочность была максимальной, крайне важно, сохранение в бетонной массе «цементного молочка». Оно не должно стечь в землю, ибо тогда не достичь заданной прочности бетона.

В случае промерзания грунтовой поверхности, пучащие силы будут воздействовать на шероховатую поверхность сваи сильнее, если она образовывалась без «трубы».

Когда скважины подготовлены, нужен будет каркас из арматуры. Для этой цели можно взять на каждый свайный ствол по 3 прута арматуры шестимиллиметрового диаметра. Их скрепляют поперечными перекладинами интервалом в 50-60 см.

Вертикальные прутья выводятся выше свай ниже высоты ростверка на 2-3 см.

После образования каркаса в скважине начинают подачу бетона по 4-сантиметровым слоям, и уплотнение их с помощью вибраторов.

Устройство ростверка

Для устройства ростверка для легкого дома рекомендуют соблюдать такие параметры:

высота – от 30 см;
ширина равная ширине цоколя, а если его нет, ширина равна толщине стен 1-го этажа, но не менее 40 см.

Рассечение ростверка трубами недопустимо. Отклонение сваи от вертикали определяют отвесом. Оно не должно быть больше 5 см.

Во время сборки ростверка нужно внимательно закрепить элементы на оголовках свай. Если балку ростверка заменяют на несущие железобетонные перемычки, их закрепляют друг с другом сваркой с арматурными стержнями.

После сборки ростверка все швы и стыки наполняют цементным раствором или бетоном.

Ограничения в применении свайного основания

У такого типа фундаментов есть и недостатки, вернее ограничения, которые препятствуют их применению.

Железобетонные основания не стоит применять в горизонтально неустойчивых грунтах, потому как здание не будет устойчивым к опрокидыванию.

При возведении такого фундамента возникают проблемы с цоколем.

Приходится заполнять пространство между сваями, как в столбчатом основании.

Это требует дополнительных затрат средств.

На видео продемонстрирована забивка жб свай ИЖ-3-38-С1 (С2) С-08 безопалубочного формования

Свайный фундамент — не что иное, как комплекс свай, соединенных в единую конструкцию, передающую нагрузку от здания на основание. Благодаря своей конструкции свайные фундаменты широко используются для строительства самых разнообразных домов и зданий.

Для выполнения конкретных строительных задач по устройству свайных фундаментов подбираются сваи разных типов. В данной статье мы рассмотрим, какие бывают виды свай, материал их изготовления и способы погружения в на строительной площадке.

Способы устройства свайного фундамента

Дома на деревянных сваях

Свая – это вертикальная или наклонная конструкция, погруженная в грунт или изготовленная непосредственно в грунте. Функция свай – передать нагрузки от дома или строения на основание (грунт).

При проектировании и устройстве свайного фундамента выбор вида свай осуществляют по следующим параметрам:

способ заглубления в грунт (способ монтажа);
способ взаимодействия с грунтом;
устройство сваи и форма поперечного сечения;
тип материала.

Существуют следующие виды свай:

В зависимости от способа заглубления в грунт:

В зависимости от взаимодействия с грунтом:

сваи-стойки — все виды свай, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, — на малосжимаемые грунты;
висячие (сваи трения) — все виды свай, которые опираются на сжимаемые грунты. Они передают нагрузку на грунты основания нижним концом и боковой поверхностью.

Устройство различных видов свай

Забивные железобетонные сваи (в поперечном сечении до 0,8 м включительно) и сваи-оболочки (диаметром от 1 м) могут быть устроены следующим образом:

способ — с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием; предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой с поперечным армированием и без него;
форма поперечного сечения — квадратная, прямоугольная, тавровая и двутавровая, квадратная с круглой полостью, полая круглого сечения;
форма продольного сечения — призма, цилиндр, с наклонными боковыми гранями (пирамида, трапеция);
конструктивные особенности — цельные или составные из отдельных секций;
конструкция нижнего конца — заостренный или плоский нижний конец; объемное уширение на конце (булавовидные сваи); полые сваи с открытым или закрытым нижним концом или с камуфлетной пятой.

Бетонные сваи

Устройство набивных свай:

набивные сваи – устраивают погружением инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком или бетонной пробкой. Трубы погружают путем забивки, завинчивания или вдавливания. По мере заполнения скважин бетонной смесью эти трубы извлекают;
набивные виброштампованные сваи — устраиваются в пробитых скважинах. Скважины заполняют жесткой бетонной смесью. Уплотнение смеси осуществляют виброштампом (это труба с заостренным нижним концом, на которой закреплен вибропогружатель);
набивные в выштампованном ложе – для этого в грунте выштамповкой устраиваются пирамидальные или конусные скважины, заполняемые в последующем бетонной смесью.

Буровые сваи:

буронабивные сплошного сечения – для их устройства в грунте бурят скважины (как с уширениями, так и без них), если грунт глинистый, то скважины бурят выше уровня подземных вод, а стенки скважины не крепят. В остальных грунтах скважины бурят ниже уровня подземных вод, а стенки скважин закреплением глинистым или инвентарными обсадными трубами, которые в последующем извлекают. Далее скважины бетонируют;
баретты — буровые сваи. Изготавливаются при помощи грейфера или грунтовой фрезы;
буронабивные с камуфлетной пятой – для их устройства бурят скважины с последующим образованием уширения взрывом (например, электрохимическим). Полученные скважины заполняют бетонной смесью;
буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м – устраиваются в пробуренных скважинах, в которые нагнетают (делают инъекции) мелкозернистую бетонную смесь. А также устраиваемые полым шнеком;
буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м с уплотнением окружающего грунта – для этого скважины обрабатывают серией разрядов импульсов тока высокого напряжения;
сваи-столбы – для их устройства бурят скважины (с уширением или без него). В скважины укладывают омоноличивающий цементно-песчаный раствор и опускают сплошные элементы цилиндрической или призматической формы со сторонами или диаметром 0,8 м и более;
буроопускные сваи с камуфлетной пятой – отличаются от буронабивных с камуфлетной пятой тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

Материал для свай

Металлические сваи

В зависимости от материала изготовления различают сваи:

металлические;
деревянные;
железобетонные;
бетонные (набивные)..

Металлические сваи

Изготавливают из цельнотянутых стальных труб диаметром от 25 до 100 см (и даже больше). При изготовлении также используют стальные шпунты, двутавровые балки, другие прокатные профили. Из них посредством сварки делают сваи коробчатого сечения.

Обычно конец трубы снабжен коническим наконечником. Если погружение трубы производят без наконечника, то функцию наконечника в таком случае выполняет земляной конус, образующийся под сваей при погружении, по мере того, как труба начинает заполняться уплотнившимся грунтом.

Для увеличения показателей прочности, после погружения полые металлические сваи заполняют . Если после установки они будут испытывать небольшие нагрузки, то можно не заполнять их бетоном.

Винтовые сваи

– разновидность металлических свай, выполняются в виде металлического стержня с винтовой лопастью на конце. Изделия обладают достаточно высокими прочностными характеристиками, поэтому часто используются в строительстве. Диаметр винтовой лопасти сваи может доходить до 2,4 м, а глубина погружения в грунт – более 20 м.

Применение:

количество, диаметр и длина винтовых свай зависят от нагрузки на них и грунтовых условий на строительной площадке. Фундамент на винтовых сваях можно устраивать на рельефах любой сложности, не затрачивая при этом времени и денег на выполнение земляных работ. Также к достоинствам винтовых свай можно отнести то, что при их установке не происходит динамических воздействий на грунт, поэтому их можно применять для строительства пристроек к уже существующим сооружениям. Немаловажный факт для индивидуального строительства — свайное поле, как , можно выполнить в течение одного дня.

Также винтовые сваи используют и для возведения высотных мачтовых сооружений и опор линий электропередач, которые подвергаются значительным ветровым воздействиям. Кроме того, острие с лопастью позволяет конструкции выдерживать большие выдергивающие нагрузки, благодаря чему их можно применять в пучинистых грунтах, при этом не смогут «выдавить» винтовую сваю на поверхность.

Винтовые сваи используют и для усиления аварийных фундаментов. В этом случае их монтируют по периметру аварийного фундамента и крепят к нему при помощи кронштейнов.

Чтобы предотвратить коррозию и увеличить срок службы металлических свай, перед установкой их обрабатывают антикоррозийными средствами.

Деревянные сваи

Деревянные сваи

Изготавливают из ели, сосны, кедра, лиственницы, пихты, дуба. Для изготовления деревянных свай берут бревна диаметром 22-34 см и длиной 6,5 и 8,5 м, сохраняя при этом естественный сбег бревен (уменьшение диаметра ствола от комля к вершине). С подготовленных бревен снимают кору, а затем подстругивают их в нужных местах.

В зависимости от конструкции свайного фундамента деревянные сваи могут быть как цельными, т.е. изготовленными из одного бревна, так и сращенными по длине. Соответственно длина цельного изделия может изменяться от 4,5 до 16 метров, а сращенного – от 20 до 25 метров. Для сращивания бревна соединяют впритык при помощи накладок. При необходимости бревна сращивают не только в длину, но и в толщину. Полученные таким способом деревянные сваи называются пакетными.

Длина заостренной части деревянной сваи составляет 1,5-2 их диаметра. При наличии в грунте препятствий заостренную часть защищают башмаком. Верхнюю часть деревянной сваи защищают бугелем или наголовником.

Устройство деревянных свай в грунт осуществляют забиванием, вдавливанием или вибрационным способом.

Применение:

Цена на деревянные сваи обычно ниже, чем цена на металлические или железобетонные аналоги, но при этом деревянные изделия выдерживают меньшую нагрузку. Поэтому деревянные сваи в высотном строительстве не используют, но зато их применяют в малоэтажном строительстве при постройке домов и коттеджей. Также их используют для возведения временных сооружений, небольших мостов и т.п.

Железобетонные сваи

Бывают монолитными или сборной конструкции.

Железобетонные сваи

Монолитные железобетонные сваи часто имеют прямоугольное или квадратное сечение размером от 20×20 до 40×40 см. Выпускают также квадратные сваи с цилиндрической полостью с размером сечения 25×25 и 30×30 см и толщиной стенок в самом узком месте не менее 4 см.

Продольное армирование монолитных изделий производят стальной стержневой арматурой (напрягаемой или не напрягаемой). В поперечном направлении изделия армируют низкоуглеродистой проволокой или катанкой толщиной от 5 мм.

При монтаже ударную нагрузку воспринимает головная часть сваи, поэтому её усиливают тремя арматурными сетками, расположенными горизонтально с шагом от 5 см. Заострение в нижней части выполняют в форме четырехгранной пирамиды, а при монтаже в твердый грунт его защищают стальным башмаком.

Сборные железобетонные сваи трубчатой конструкции делают из отдельных секций, которые можно собрать заранее, после чего можно осуществлять монтаж (забивку).

Монтаж железобетонных свай осуществляют при помощи копров, передвижных кранов со свайными молотами и т.п. Также используют вибропогружение. Оно менее трудоемкое и затратное.

Достоинства:

плотное погружение в грунт — при забивании молотом грунт вокруг сваи уплотняется, а его расчетное сопротивление увеличивается в разы;
железобетонные забивные сваи можно использовать на слабых и подвижных грунтах, а также в условиях переменной ;
такой фундамент отличается высокой прочностью и долговечностью;
свайный фундамент может иметь любую форму и размеры.

Недостатки:

при строительстве в застроенном районе нужно иметь в виду, что забивка свай может повлечь изменение грунтовых масс. Особенно коварны подвижки грунта в условиях стесненной, точечной застройки, которые могут отрицательно сказаться на целостности фундаментов рядом стоящих зданий;
сложности забивки ЖБИ – главным образом это повышенный уровень шума и от работы самой техники для их забивки, и от ударов молота по свае;
железобетонные изделия более хрупкие, чем сваи из других материалов, поэтому требуют соответствующих условий хранения. Их укладывают в горизонтальные ряды, обеспечивая при этом одинаковую ориентацию торцов. Между горизонтальными рядами в штабелях прокладывают деревянные прокладки в местах захвата или возле монтажных петель. Складирование круглых свай производят с применением специальных брусьев, препятствующих скатыванию;
большие размеры ЖБИ также вызывают и некоторые сложности при их транспортировке на строительную площадку.

Набивные (бетонные) сваи

Арматурный каркас для буронабивных свай

Также широко используются в строительстве. Их отличительная особенность в том, что они изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Основная технологическая схема их изготовления: в грунте каким-либо методом устраивают скважину и заполняют её бетоном, а если перед заполнением скважин бетоном в них помещают стальной арматурный каркас, то получают железобетонные набивные сваи. После застывания бетонной смеси полученную сваю подрезают.

Простота монтажа делает такой фундамент весьма популярным. К его достоинствам можно отнести и отсутствие необходимости в транспортировке свай.

Из недостатков следует отметить следующее:

невозможно проконтролировать качество;
набивные сваи не следует устраивать в грунтах, склонных к вспучиванию или горизонтальным подвижкам, в связи с их плохой устойчивостью к опрокидыванию.

Какой бетон использовать?

Железобетонные и бетонные сваи выполняют из тяжелого бетона. При этом:

для нестандартизованных забивных железобетонных, а также набивных и буровых свай используют бетон класса не ниже В15;
для забивных железобетонных с напрягаемой арматурой – бетон не ниже В22,5;
для железобетонных ростверков свайных фундаментов — тяжелый бетон класса: для монолитных — не ниже В15, для сборных – не ниже В20;
для замоноличивания железобетонных колонн в стаканах свайных ростверков – бетон не ниже В15;
для оголовков свай при сборных ленточных ростверках — бетон не ниже В15;
класс бетона, используемого для опор мостов и гидротехнических сооружений для замоноличивания сборных элементов свайных фундаментов, должен быть на ступень выше класса бетона соединяемых сборных элементов.

Области применения или как выбрать сваи

Как видно из вышеприведенного материала имеется большое разнообразие разных видов свай, поэтому невозможно ограничиться описанием какой-то одной конструкцией свайного фундамента. Ниже даны некоторые рекомендации, которые помогут выбрать наиболее подходящие виды свай для возведения свайного фундамента на конкретных строительных площадках.

Дом на винтовых сваях

При выборе необходимо учитывать комплекс характеристик:

конструкцию дома;
требуемые показатели прочности и устойчивости;
геологию и гидрогеологические условия земельного участка;
сроки и бюджет строительства;
наличие необходимого оборудования и т.п.

Определить точные критерии выбора свайного фундамента по совокупности перечисленных параметров – невозможно. Ниже приведены факторы выбора свайных фундаментов применительно к значениям некоторых из этих параметров.

если строительная площадка образована слабыми грунтами (ил, суглинок илистый, торф, глины, текучие суглинки), то при выборе типа фундамента можно рассматривать несколько вариантов:

В случае ила и текучих суглинка возможно сооружение сплошной фундаментной плиты под всем домом или предварительное обжатие илов грузом;

В случае торфа и заторфированных грунтов – частичное или полное выторфофывание + последующий намыв или подсыпка и устройство фундамента на естественном основании;

Необходимо принимать во внимание, что при устройстве фундаментной плиты на слабом грунте возникают осадки: общие – до 50-60 см и неравномерные – до 25-35 см. После проведения работ по огрузке илов осадки снижаются, но временные затраты на проведение таких работ – не меньше года;

При значительной мощности торфа работы по выторфофыванию также требуют много времени, трудовых и материальных затрат. Чаще всего технико-экономическое сравнение свайного и плитного фундамента на слабых грунтах показывает преимущество свайных фундаментов, которые обеспечивают меньшие осадки (в пределах допустимых) + экономическую выгоду за счет снижения объема земляных работ, а также расхода бетона и арматуры;

в случае планировки площадки подсыпкой фундамент из забивных свай предпочтительнее фундаментов на естественном основании даже когда плотные грунты расположены близко к естественной поверхности грунта, т.к. в этом случае проектируют глубоким, прорезающим всю толщину подсыпки;
на площадках образованных бытовыми насыпями большой толщи, которые нельзя использовать в качестве несущего слоя, столбчатые фундаменты делают глубокими. Вместо них целесообразнее применять забивные сваи, проходящие через всю насыпь и заглубленные в плотных грунтах, залегающих ниже подошвы насыпи. Если же в насыпи есть твердые включения, которые нельзя пробить, то используют буронабивные сваи;
при строительстве дома близко от балок, оврагов и т.п устраивают фундаменты из забивных свай, а на сухом глинистом грунте – из буронабивных свай;
на просадочных и набухающих грунтах толщиной до 12 м используют забивные сваи, а при толщине 13-30 м – буронабивные сваи с уширениями. При этом прорезаться должна вся просадочная толща, а нижние концы свай должны быть заглублены в непросадочный грунт;
на пучинистых грунтах свайные фундаменты обладают преимуществом перед фундаментами на естественном основании, т.к. оставляя зазор между подошвой ростверка и поверхностью грунта, можно исключить влияние нормальных сил морозного пучения. Однако, надо учитывать касательные силы морозного пучения, значение которых тем больше, чем длиннее сваи;
при значительном изменении кровли несущего слоя из крупнообмолочных и скальных грунтов, предпочтительнее использовать фундаменты 2 видов: на участке, где кровля несущего слоя близка к поверхности (до 2,5-3 м), — закладывают столбчатый фундамент на естественном основании, а на участке, где кровля скального грунта резко понижается, — свайные;
в районах вечной мерзлоты используют фундаменты на вмороженных сваях, которые погружают в скважины, заполненные грунтовым раствором;
на земельных участках вблизи водоемов при высоком уровне грунтовых вод устройство фундамента на естественном основании требует водопонижения на период строительства, а при дальнейшей эксплуатации потребуется устройства дренажа, а свайные фундаменты без заглубления ростверка освобождают от строительного водопонижения;
при высокой вероятности оползней, склоны участков эффективно укреплять буронабивными сваями большого диаметра (от 1 м) без уширений с оставлением обсадных труб и армированием. При активном оползне применяют сваи-оболочки с жесткой арматурой. После укрепления оползневых склонов тип фундамента выбирают без учета влияния оползневых процессов.

В видео рассказано об особенностях и преимуществах фундамента на винтовых сваях:

Прочное фундаментное основание – гарантия устойчивости здания даже в грунтах с недостаточной несущей способностью. Фундамент на бетонных сваях допускается использовать в проблемных грунтах, в том числе на слабых основаниях. Бетонные сваи для фундамента изготавливаются непосредственно на строительной площадке, что позволяет снизить затраты на транспортировку конструкций.

Классификация свай из бетона

Сваи принято подразделять в зависимости от материала изготовления, поэтому бетонные опорные стержни включают железобетонные опоры и сваи из бетона.

Железобетонные забивные опоры изготавливаются обычно промышленным способом, бетонные – могут заливаться непосредственно на строительной площадке, при этом работы по устройству свайного поля под здание могут быть выполнены собственными руками. Монтаж забивных опор невозможно выполнить вручную, для погружения стержня в грунт потребуется использование дорогостоящей сваебойной техники, что достаточно сильно удорожает строительство объекта.

Недостаток забивных свай состоит в том, что они монтируются с помощью специального оборудования

В зависимости от способа монтажа можно разделить опоры из бетона на две группы: набивные и забивные.

Набивные опоры по технологии выполнения работ монтируются в предварительно подготовленные скважины (ямы), которые выполняют с использованием специальной бурильной техники. Забивные стержни погружаются в грунт (песчаный или глинистый) без предварительной подготовки.

Принято подразделять сваи в зависимости от формы поперечного сечения, различают ж/б опоры со стержнями круглого сечения, а также квадратные и прямоугольные. Опоры круглого сечения применяются на слабых, пучинистых грунтах, основу которых составляет глина, для более жестких грунтовых оснований используют стержни с квадратным или прямоугольным сечением.

Сваи различают по виду принимаемой нагрузки, опоры делятся на центральные и вспомогательные. Центральные принимают на себя всю нагрузку от фундаментного пояса, вспомогательные – только нагрузку с эксцентриситетом.

Буронабивные сваи

Одним из видов бетонных свай являются буронабивные опоры. Буронабивные сваи представляют железобетонные конструкции, монтаж которых (заливка) происходит в специально подготовленных методом бурения скважинах.

Буронабивная свая состоит из обвязки арматуры, трубы-оболочки и залитого бетона

Конструкция буронабивных опор состоит из двух элементов:

Бетонный стержень – для заливки опоры используется морозостойкий бетон М200 и М300.
Каркас из арматурной стали – для армирования свай могут быть использованы готовые каркасы, выполненные промышленным способом, допускается изготовление арматурных каркасов непосредственно на строительной площадке, для чего используют гладкую и рифленую арматуру. Продольные стержни арматурного каркаса выполняются из рифленой арматуры диаметром от 12 до 20 мм.

Поперечные перемычки выполняют из гладкого прутка диаметром от 8 мм. Сваривают каркас при помощи сварочных аппаратов электродуговой сварки. Места соединения арматуры требуется тщательно обработать защитными составами от коррозии.

Для решения различных строительных задач, используют буронабивные сваи двух видов: обычные цилиндрические опоры и стержни с уширением опорной подошвы. Уширение внизу сваи (пятка) выполняется для увеличения площади опирания свайной стойки. Такие опоры обладают повышенной устойчивостью и способны нести повышенную нагрузку от веса конструкций.

Опорное уширение может быть сформировано при использовании специальных буровых колонн, а также с помощью специально подготовленного взрыва.

Технология возведения фундамента из буронабивных опор

В частом строительстве чаще всего используются сваи с неизвлекаемой оболочкой

При установке фундаментного основания из буронабивных опор, используют несколько вариантов устройства стержня сваи:

Заливка опор без оболочек – этот вариант применяется только в устойчивых грунтах с минимальным уровнем грунтовых вод. Для устройства ям под опоры без оболочек важно, чтобы края скважин не осыпались, не подмывались грунтовыми водами, не меняли свою геометрическую форму. Для укрепления скважины, во время бурения может использоваться глиняный или бетонный раствор, которые надёжно укрепляют стенки подготовленных ям.
Монтаж свайных стержней с извлекаемой оболочкой – эта технология применяется в водонаполненных грунтах. Осадная труба, изготовленная в форме цилиндра из стали, препятствует обрушению стенок скважины и размыванию бетона в процессе заполнения полости. После заполнения трубы бетонной смесью, обсадная оболочка извлекается на поверхность.
Заливка свай буронабивным способом с постоянной оболочкой (не извлекаемой) – этот способ практикуется при устройстве фундаментных опор на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, сложенных из пород с низкой несущей способностью, которые могут в процессе бетонирования размываться грунтовыми водами.

Устройство фундамента из буронабивных стержней: этапы работ

Перед тем, как забетонировать фундаментные опоры буронабивным методом, стоит подготовить строительную площадку. Территорию необходимо очистить от строительного мусора и растительных остатков, при необходимости произвести корчевку старых деревьев. При неровном рельефе – спланировать территорию с помощью бульдозера.

На территории застройки размечают места погружения свай. Расстояние между отдельными стойками предусматривается длиной до 3 метров в устойчивых грунтах. В проблемных грунтах (подвижные, оползневые, водонасыщенные, пылеватые, лессовидные) – расстояние принимается до 2 м.

После окончания работ по разметке, специальным буром в указанных точках проводят бурение скважин. Для бурения может использоваться специальная установка или ручной садовый бур.

В подготовленные скважины опускается опалубка (обсадная труба), для изготовления которой часто используют пластиковые и асбестоцементные трубы. Внутрь опалубки укладывается арматурный каркас, высота которого должна превышать длину трубы (над поверхностью свай оставляют выпуски каркасной арматуры до 15 см, если планируется возвести фундамент с ростверком).

Посмотрите видео, как происходит заливка буронабивных свай для частного дома.

Заполнять опалубку бетоном можно не в один день, поэтому трудоемкость работ снижается. После затвердения бетонной смеси приступают к устройству ростверка. На фундаментах из буронабивных свай предусматривается устройство жесткого ростверкового пояса из бетона.

Если опорное основание возводится на пучинистых грунтах, ленту ростверка следует приподнять над поверхностью почвы, такое положение конструкции предупредит ее разрушение при подвижках грунта под воздействием сил морозного пучения. Дом, построенный на сваях, отличается повышенной устойчивостью, прочностью и долговечностью.