Материалы для изготовления свай

Обновлено: 15.05.2024

Известно немало типов свай и материалов, из которых их изготавливают. Так же известно немало сечений свай, хотя самыми популярными на сегодняшний день остаются квадратные и круглые сваи. Первым строительным материалом было дерево, первые сваи тоже были деревянными, однако при всех своих достоинствах дерево, мягко говоря, не предназначено для работы на нагрузки в грунте, поскольку в нем присутствуют и грунтовые воды, и органические включения, которые приводят к быстрому разрушению древесины. А разрушение фундамента – это самая настоящая катастрофа для всего здания, поскольку работы по его восстановлению весьма трудоемки и дорогостоящи.

Сейчас наибольшее распространение получили железобетонные сваи. Действительно, железобетон – очень прочный и долговечный материал, правда, у него есть один существенный недостаток – его объемная масса, железобетонные сваи невозможно погружать в грунт без привлечения тяжелой спецтехники. Вид техники определяется способом погружения, ведь сваи не обязательно забивают в грунт копровой установкой – если поблизости находятся строения, которым динамические нагрузки от забивки свай могут повредить, то выбирается более трудоемкий и долговременный метод погружения – вдавливанием, вибровдавливанием или завинчиванием. Разновидностью железобетонных свай являются буронабивные сваи – их принципиальное отличие в том, что они изготавливаются не на заводе, а непосредственно на месте монтажа – путем заливки бетонной смеси в пробуренную скважину, причем до начала бетонирования в скважине устанавливается арматура, а сама смесь последовательно порциями подаются на дно скважины и вибрируется.

Буронабивные сваи пользовались популярностью, главным образом, при строительстве небольших домов, поскольку при всей своей хлопотности это был наиболее дешевый способ возведения фундамента, однако сейчас их постепенно вытесняют винтовые сваи, для которых не нужно бурить скважины, закупать арматуру и заказывать бетон. Эти сваи изготавливаются из металла, а от агрессивной грунтовой среды они надежно защищены двухкомпонентным антикоррозийным покрытием, погружаются винтовые сваи вручную и практически не требуют подготовительных работ.

Для возведения свайных фундаментов применяются не только сталь, дерево или железобетон, так иногда в строительстве при недоступности других материалов используются еще и грунтонабивные сваи. Изготавливаются они путем выбуривания скважины определенного диаметра и утрамбовыванием в нее непросадочного грунта, взятого из другой местности. Диаметр и шаг свай определяется расчетом. Наряду с грунтонабивными существуют так же и грунтобетонные сваи – если грунт невозможно полностью извлечь из скважины в силу его сыпучести или по иным причинам – его просто усиливают бетонированием. Такие типы свайных фундаментов неприменимы для строительства больших и тяжелых зданий по причине их невысокой несущей способности, однако, для ряда сооружений они все же могут быть применены.

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

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

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

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.

Основным назначением свайных работ — воспринимать на себя нагрузку от строения и передавать ее на грунт.

Они представляют из себя длинные стержни из различных материалов, которые устанавливаются в землю. Сваи классифицируются по следующим признакам:

Существуют деревянные, бетонные, железобетонные и металлические сваи.

Сваи бывают винтовые, забивные, буронабивные, вибро погружаемые, вдавливаемые.

Сваи могут передавать нагрузку на скальный грунт напрямую - тогда их называют сваи-стойки, либо же с помощью силы трения распределять вес здания - это делают висячие сваи.

По способу устройства (способы погружения)

забивные - самый отработанный с точки зрения технологии и наиболее широко распространенный в России; сюда же можно отнести забивку свай с использованием метода лидерного бурения. Эти сваи погружаются в грунт с использованием специального оборудования – пневматических молотов. Сначала проводятся расчеты по глубине погружения стержня, силе удара и времени работы. После этого она устанавливается перпендикулярно поверхности грунта и погружается в землю посредством ударов по ней.
Буронабивные сваи изготовляемые на заводе или на самой площадке и погружаемые в грунт устанавливаются по схожему с набивными сваями принципу, однако разница в том, что скважина заполняется бетонным раствором одновременно с ее разработкой. После того, как выемка заполнена, туда помещается арматурный каркас. Главное преимущество этого типа свай – высокая скорость изготовления.
погружаемые методом ввинчивания отличаются типом наконечника (литые и сварные) и некоторыми конструктивными особенностями для применения на разных грунтах (устраиваемые прямо в грунте в заранее пробуренной скважине) организуются при помощи бурения на нужном месте глубокой выемки, погружения в нее арматурного каркаса и последующего нагнетания бетона в получившуюся конструкцию. Чаще всего имеют цилиндрическую форму.
вибро погружаемые — использующие свойство грунта изменять свою структуру при вибрационном воздействии; устанавливается при помощи воздействия вибрации на почву и грунт. Под таким воздействием он изменяет свою структуру, и конструкция медленно погружается вниз. Требует специфического и недешевого оборудования
вдавливаемые — способ, разработан для погружения свай рядом с эксплуатируемыми строениями; при этом исключено вибрационное влияние на их фундаменты. Используются в местах, где вибрация почвы может нарушить целостность фундаментов других зданий. Технология установки этих стержней подразумевает их вдавливание в почву при помощи специального оборудования, при этом воздействие вибрации на землю нивелируется.
комбинированный способ

Материалы из которых делают сваи

По материалам изготовления сваи делятся на:

железобетонные,
деревянные,
бетонные,
стальные,
комбинированные

Возможные конструкции свай (виды и типы)

квадратные,
трубчатые,
прямоугольные
многоугольные,
с уширением и без него,
цельные и составные,
призматические
конические,
сплошного сечения
пустотелые,
винтовые
сваи-колонны

Основные конструкции железобетонных свай:

Применение каждого типа сваи выбирается в соответствии с грунтами и проектной документацией.

Чаще всего они имеют прямоугольное и квадратное сечение. Кроме того, иногда внутри них есть полость в форме цилиндра. Их главное отличие в том, что монолитная свая цельная и имеет неизменимую длину.

Данный тип свай отличается возможностью собирать из нескольких небольших свай одну длинную. Они представляют из себя блочные железобетонные конструкции, которые соединяются между собой.

По характеру службы (передача нагрузки на основание)

сваи-стойки (передают нагрузку концами на твердый несжимаемый грунт), (передающие нагрузку за счет трения грунта по боковой поверхности сваи)

Наша компания осуществляет погружение свай методом забивки, включая и способ с использованием лидерного бурения скважин под сваи.

Этот метод позволяет снизить не только уровень воздействия вибрации на соседние здания до безопасного, но и значительно облегчить процесс забивки, помимо этого лидерное бурение повышает точность погружения свай.

Надежность фундамента в равной степени зависит от его конструкции, используемых материалов и качества работы.

Но существует еще один важный фактор, влияющий на несущую способность основания — грунт. От его плотности, устойчивости и состава зависит, насколько прочно фундамент опирается на подстилающие слои.

Если грунт рыхлый или жидкий, то приходится использовать специальные виды опорных конструкций, одним из которых является свайный фундамент.

Он позволяет создавать прочные основания в самых сложных условиях, на неустойчивых и ненадежных грунтах.

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой систему вертикальных опор, погруженных в грунт до уровня полного контакта с плотными слоями. Используется при строительстве в заболоченных местностях, на торфяниках, рыхлых песках и прочих неустойчивых грунтах.

Сваи погружаются в грунт, а верхняя часть по периметру обвязывается ростверком — неким аналогом ленточного основания, образующим непосредственную опору для несущих стен.

Ростверк может располагаться над поверхностью грунта, находиться вровень с ним или быть погруженным на определенную глубину.

При этом, непосредственную опору на грунт имеют только сваи, а ростверк лишь передает им нагрузку от веса дома, не опираясь на грунт самостоятельно.

Существуют свайно-ленточный тип фундамента, очень похожий на свайно-ростверковый. Отличие состоит в том, что в конструкции свайно-ленточного основания предусмотрена равная опора на грунт как ленты, так и свай.

Виды свай по принципу работы

По типу передачи нагрузки на опорные слои грунта существует два вида свай:

Висячие. Опора образуется из-за сопротивления грунта, прилагаемого к боковым поверхностям и заостренным торцам сваи. Глубина погружения относительно мала.
Сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления полного контакта с плотными несжимаемыми слоями грунта. Глубина погружения может достигать существенных значений.

Висячие сваи имеют меньшую несущую способность, поскольку в основе их работы лежит сила трения. При изменениях в составе грунта (повышение уровня грунтовых вод), сила сцепления боковых поверхностей ослабевает и опора становится менее устойчивой к оседаниям.

Сваи-стойки обладают высокими несущими способностями, которые не меняются при изменениях состояния верхних слоев грунта. При этом, глубина погружения может доходить до 20 м, что требует использования мощной строительной техники.

По методу изготовления ствола

Существует несколько вариантов изготовления ствола сваи:

Монолитные. Представляют собой ствол из сплошного массива материала (деревянные, железобетонные).
Полые (оболочечные). Представляют собой род трубы, заполняемой различными материалами для увеличения несущей способности, или оставляемой пустой.

В свою очередь, полые сваи бывают:

Ненаполняемые. Погружаются в грунт без дополнительных действий. Используются в ситуациях, когда толщины стенок достаточно для создания необходимой несущей способности.
Трубобетонные. После погружения наружная труба заполняется бетонным составом для увеличения прочности.
Оболочечная свая. Несущей способности не имеет, представляет собой форму для заливки бетона.
Временная оболочка. Представляет собой перемещаемую трубу, которая после заливки бетона передвигается на новое место.
Безоболочечная конструкция. Заливка бетона производится непосредственно в скважину. Допускается при соответствующем составе и состоянии грунта.

Одним из наиболее распространенных видов полых опор являются буронабивные сваи, широко применяющиеся в строительстве из-за отсутствия необходимости использовать строительный копр для забивки.

Они позволяют производить строительные работы неподалеку от эксплуатируемых построек и не создают опасности для их состояния.

Типы по материалу изготовления

Материалом для изготовления свай могут служить:

Древесина

Традиционный вид, появившийся много веков назад, но до сих пор применяющийся в строительстве. Массивные и тяжелые постройки на деревянных сваях больше не строят, но для легких вспомогательных строений этот материал используется довольно часто.

Используются как бревна, так и брус. Нередко возникает ситуация, когда по условиям строительства требуются сваи большей толщины, чем это позволяют размеры произрастающих в регионе пород деревьев. В таких случаях производят пакетное сращивание нескольких брусьев, дающее нужную толщину и длину столбов.

Оптимальными условиями использования деревянных свай являются постоянно влажные грунты. Если вода то появляется, то исчезает, древесина начинает гнить и сваю придется менять.

Изготавливают из разных пород деревьев, преимущественно хвойных, но при преобладании в регионе лиственных пород, сваи изготавливают из них.

Основным способом погружения деревянных свай является забивание с помощью строительного копра. Для защиты верхней части используется специальный оголовок, предохраняющий материал от расщепления или расклепывания.

Перед погружением матекриал грунтуют специальным составом, защищающим от внешних воздействий разного типа.

Металл

В качестве свай используются готовые металлические изделия. В их число входят трубы, диаметр которых составляет от 26 см и более. Исключением являются винтовые сваи, диаметры которых намного меньше.

Кроме труб могут быть использованы двутавры, швеллеры и прочие прокатные профили соответствующего размера. Погружение труб производится в закрытом и открытом виде. Для закрытого погружения на нижний торец приваривается конусный металлический наконечник, облегчающий проход ствола сквозь слои грунта.

Открытое погружение производят свободным торцом трубы. В отверстие проникает грунт, образуя твердую пробку в нижнем конце полости сваи. Она уплотняет нижние участки при погружении, которые начинают выполнять функцию наконечника.

Отдельным видом металлических опор являются винтовые сваи. Они изготавливаются специально, имеют вид трубы с конусным наконечником. на небольшом расстоянии от него привариваются две или три пары лопастей.

Погружение такой сваи напоминает процесс завинчивания шурупа. Винтовые сваи можно погружать с помощью строительной техники или вручную. Для этого на верхней части устанавливается ворот и производится вращение, из-за которого свая уходит под землю.

Таким образом можно работать в непосредственной близости от жилых или вспомогательных построек, не принося им никакого вреда.

Бетон

Железобетонные сваи являются наиболее распространенным вариантом. Они изготавливаются специально в стандартных типоразмерах или заливаются в подготовленную скважину непосредственно на строительной площадке.

Готовые сваи представляют собой наиболее прочную опору, обладающую напряженной арматурой. Такие стволы имеют максимальную устойчивость к боковым нагрузкам, обычным для влажных пучинистых грунтов.

Литые сваи обходятся намного дешевле, но монтаж занимает большое время, необходимое для набора бетоном конструкционной прочности. Готовые сваи представляют собой балки квадратного сечения со стороной от 20 до 40 см с заостренным рабочим концом.

Для погружения на глубины, превышающие 12 м, используются сборные сваи, имеющие форму труб с толщиной стенок от 4 см.

Они погружаются в грунт, соединяясь по длине до набора нужной глубины.

Разновидности по способу погружения

Погружение свай производится разными способами:

Вдавливание.
Литье.
Завинчивание.

Рассмотрим их внимательнее:

Вдавливание

Технический термин, обозначающий забивание свай с помощью копра или молота. Производится при помощи специализированной техники.

Технология достаточно надежная и производительная, обеспечивает погружение на большие глубины.

Недостатком является сильная вибрация грунта, отрицательно сказывающаяся на ближних постройках.

Литье

Технология состоит в бурении скважины на всю глубину погружения сваи. После этого в нее устанавливают опалубку (трубу из полиэтилена или рубероида), погружают армирующий каркас. Затем производится заливка бетона.

Готовая свая выдерживается положенное время для набора конструкционной прочности.

Сокращать положенное проектом время застывания бетона нельзя, это может стать причиной разрушения фундамента и постройки.

Завинчивание

Эта процедура используется при установке винтовых свай. Работа выполняется достаточно быстро. Преимуществом этого вида является возможность выполнить работу вручную, без привлечения строительной техники.

При завинчивании необходимо сразу выравнивать положение ствола по вертикали.

Реверс таких опор при монтаже противопоказан, так как он нарушает прочность сцепления лопастей с грунтом.

Какая классификация лучше всего подходит для частного строительства?

Выбор наиболее подходящего типа свай производится на стадии проектирования. Он определяется параметрами постройки — весом, этажностью, используемым материалом. Кроме того, учитывается тип грунта, условия работы, наличие поблизости построек и прочие факторы.

Сопоставляя имеющиеся исходные данные, приходят к выбору наиболее удобного, эффективного и безопасного вида свай. Обычно предпочтение отдается буронабивным (литым) сваям, которые не нуждаются в забивании и не наносят урон ближайшим зданиям и сооружениям.

В последнее время активно используются винтовые сваи, позволяющие строиться без предварительных земляных работ (допускаются работы на неровном рельефе).

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, какие бывают виды свай:

Заключение

Свайные типы фундамента обладают большим разнообразием способов реализации. Сложные или слабонесущие грунты, которые на территории России встречаются очень часто, вынудили инженеров-строителей разработать массу вариантов технологии, с использованием различных типов свай.

Основной особенностью методики является наличие разнообразных способов погружения и создания свайного поля, позволяющих как строить самостоятельные опорные конструкции, так и усиливать уже имеющиеся фундаменты.

Свайный фундамент часто становится единственным вариантом конструкции основания, позволяющий строить многоэтажные и тяжелые дома.

Наряду с ленточным типом, сваи являются одним из наиболее распространенных и востребованных видов опорных конструкций.

Строительство коттеджа, частного дома или дачи не обходится без возведения фундамента. Это основа основ. От правильно выбранного типа фундамента и качества его исполнения зависит долговечность возводимой конструкции. В частном строительстве используются разные типы оснований, но все чаще выбор падает именно на свайный фундамент. Он может использоваться на любом типе почвы, вне зависимости от уровня грунтовых вод, позволяет провести все работы в максимально короткие сроки, но для его обустройства требуется специальная техника. Кроме того, необходимо определиться и с типом свай, ведь в зависимости от материала, способа установки и прочих особенностей их свойства сильно отличаются. Учимся выбирать сваи для частного строительства и разбираемся с их ключевыми особенностями.

Все сваи, которые используются в частном строительстве, по материалу изготовления можно поделить на такие типы:

деревянные;
металлические;
железобетонные.

Деревянные сваи

Деревянные сваи отлично подходят для частного строительства. Они стоят дешевле металлических и железобетонных, а с небольшими нагрузками справляются не хуже. Сегодня деревянные сваи используются при строительстве коттеджей, временных сооружений и небольших мостов.

Сырьем для производства служит древесина лиственницы, кедра, дуба, сосны или пихты. Используют здоровый прямоствольный лес зимней рубки. Сваи могут быть цельными и срощенными. Цельные имеют длину 4,5-16 м, срощенные – до 25 м. Когда происходит сращивание, отдельные отрезки соединяются впритык при помощи накладок. Впрочем, для частного строительства длины цельных свай будет достаточно. Технология сращивания иногда используется и для увеличения диаметра – это пакетное сращивание.

Нижний конец деревянной сваи получает заострение, длина которого составляет около 1,5-2 диаметров. Если погружение будет осуществлять в твердый грунт с многочисленными препятствиями, то наконечник защищается башмаком. Верхняя часть также защищается наголовником, ведь монтаж сваи осуществляется посредством забивания, вдавливания или воздействием вибрации.

Металлические сваи

Металлические сваи могут выдерживать более серьезные нагрузки, чем деревянные, но и стоят дороже. На таком фундаменте строят большие кирпичные коттеджи, а также более легкие каркасные дома, дома из бруса. Металлические сваи подходят для усиления аварийного фундамента, а также при создании пристроек к уже существующему строению.

Изготавливают данные изделия из цельнотянутых стальных труб, но могут использоваться стальные шпунты, двутавровые балки и прочие прокатные профили. Диаметр составляет от 25 см до 100 см и более, выпускаются также основания коробчатого сечения. Как правило, металлические сваи получают заостренный наконечник, но его может и не быть. Если вес строения большой, то усилить фундамент можно путем заполнения полых металлических свай бетоном, но в частном строительстве подобное используется крайне редко.

Отдельно стоит выделить винтовые сваи, они на конце имеют лопасти, благодаря которым обладают усиленными прочностными качествами. Винтовые сваи погружаются путем ввинчивания. С их помощью делают фундамент под пристройки, так как отсутствует динамическая нагрузка на грунт. Часто винтовые сваи применяют для усиления аварийных фундаментов: они устанавливаются по контуру такого основания и крепятся к нему с помощью специальных кронштейнов. Нормальные производители покрывают изделие антикоррозионным покрытием, но даже под ним можно рассмотреть качество исполнения сварных соединений. Сварка должна быть выполнена сплошным швом, по технологии проволоки. Качество антикоррозионного покрытия можно оценить, попробовав его немного поцарапать ключом или монетой: в норме это сделать будет не так просто.

Винтовые сваи могут иметь сварной или литой наконечник. Литой, конечно, лучше, но в частном строительстве сгодится и сварной – нагрузки тут небольшие.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи в частном строительстве используются реже – они рассчитаны на более серьезные нагрузки и незаменимы в многоэтажном и промышленном строительстве. Тем не менее, на слабых и подвижных грунтах и в условиях резкой перемены влажности грунта такие сваи будут оптимальным вариантом при сооружении коттеджей.

Железобетонные сваи выпускаются в двух вариациях:

Монолитные сваи имеют квадратное или прямоугольное сечение, сторона от 20 до 40 см. Они получают продольное армирование напрягаемой или ненапрягаемой арматурой, поперечное армирование выполняется с помощью низкоуглеродистой проволоки с сечением от 5 мм. Выпускаются также монолитные сваи и с полостью внутри цилиндрической формы, но толщина стенки в них не должна быть меньше 4 мм. При погружении в грунт монолитные сваи защищаются стальным башмаком. Верхняя часть, которая принимает на себя ударную нагрузку, закрывается наголовником в виде нескольких сеток.

Сборные сваи собираются из нескольких секций, длина может быть какой угодно. Как правило, сборка проводится заранее, но особо длинные сваи могут собираться на месте установки.

Железобетонные сваи монтируются методом забивки, в чем и заключается их основной недостаток. Мало того, что это шумно, так еще и в районах с плотной застройкой могут произойти изменения грунтовых масс. Еще один минус – это сложности в плане транспортировки, ведь ЖБ сваи большие, тяжелые и достаточно легко повреждаемые. Перевозить их необходимо горизонтальными рядами с одинаковой ориентацией торцов. Между рядами лучше проложить деревянные прокладки, а круглые сваи перевозят вместе со специальными брусьями, которые не позволят им скатываться.

Тем не менее, достоинств у ЖБ свай немало. С их помощью можно создать прочный и надежный фундамент. Более того, при их забивке происходит уплотнение грунта в районе погружение, что положительно сказывается на прочности.

Из арматуры и бетона делают также набивные сваи, только создаются они непосредственно на месте строительства путем заливки бетона в пробуренные скважины.

Забивные сваи

Это, как правило, железобетонные сваи с заостренным концом. Монтаж происходит благодаря использованию специальных ударных установок. Сваи защищаются от разрушительных нагрузок благодаря наголовнику.

К основным преимуществам таких свай относится универсальность: использовать метод можно на любом грунте и в любую погоду. Скорость и производительность высока, а грунт вокруг сваи немного уплотняется, что повышает несущую способность будущего фундамента. Среди минусов – невозможность использования вблизи других строений, так как последствия воздействия ударной волны могут быть разрушительными.

Вибропогружные сваи

Заставить сваю погрузиться в грунт можно, если воздействовать на нее вибрацией. Вибрация передается на грунт, снижая его силу трения и сопротивления. Почва становится плывучей, а свая погружается под воздействием собственного веса. При подобном воздействии почва вокруг сваи также уплотняется, поэтому можно говорить о естественном усилении фундамента. Данный метод используется, когда имеют дело с песчаными и водонасыщенными грунтами. Сложнее приходится при работе с маловлажными и плотными грунтами, а для скальных пород вибрационный метод вовсе не подходит.

Винтовые сваи

Метод завинчивания используют для металлических и железобетонных свай со стальным наконечником. Винтовые сваи отличаются наличием лопастей на одном конце, благодаря которым и осуществляется их вхождение в грунт. Монтаж может осуществляться вручную, но проще использовать специальную технику.

Винтовые сваи используются на неплотных и подтапливаемых грунтах, а также тогда, когда необходимо обустроить фундамент в зоне с плотной застройкой, так что при строительстве дома в городе это отличный вариант.

Вдавливаемые сваи

В частном строительстве такие сваи используются крайне редко. На сваю воздействует большая статическая нагрузка, а оборудование, которое ее создает, требует наличия достаточного количества свободного места. Данный метод используют, когда работают с твердыми и плотными грунтами.

Буронабивные сваи

Это отдельный вид свай. Они создаются непосредственно на месте обустройства фундамента. Процесс создания состоит из таких этапов:

подготовка скважин при помощи ударного или вращательного бура;
установка обсадной трубы или заливка бетонного раствора, в зависимости от того, какой метод используется. Если выбран вариант с обсадными трубами, то сначала в скважину погружается специальная труба, которая укрепит стенки. В противном случае по ходу бурения скважины заливается раствор бетона, который имеет ту же функцию – укреплять стенки;
погружение в скважину арматуры;
заливка бетоном. В некоторых случаях после этого достают обсадные трубы, но часто используют трубы, которые не демонтируются.

Преимущество способа – относительная простота и дешевизна, поэтому в частном строительстве этот метод пользуется большой популярностью. Транспортировать длинные сваи не придется, зато необходимо будет подготовить большое качество бетона, а тут без бетономешалки никуда. Специалисты говорят, что неприятной особенностью данного способа является невозможность проконтролировать качество изготовляемых свай. Что же касается ограничений, то на грунтах, склонных к вспучиванию и горизонтальной подвижке, такой фундамент использовать нельзя.

№3. Виды свай по типу воздействия на грунт

По типу воздействия на грунт или по характеру работы сваи делятся на два вида:

опорные, или сваи-стойки. При погружении в грунт опираются на устойчивую почву. Подходят для тех районов, где под неустойчивым грунтом на небольшой глубине расположена плотная устойчивая почва;
висячие сваи. Передают нагрузку на почву через силу трения о боковые стенки почвы. Такие сваи устанавливаются в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

№4. Виды свай по форме сечения

По форме сечения сваи бывают:

квадратные и прямоугольные. Часто такими выпускаются ЖБ сваи. Это наиболее востребованный вариант в большинстве строительных отраслей. Такие сваи рекомендуется применять, когда строительство идет на мягких почвах, они используются при реконструкции и усилении существующего фундамента;
круглые сваи, или сваи-оболочки отличаются открытой нижней частью, поэтому при монтаже заполняются грунтом, что увеличивает их несущую способность. Такие сваи нашли применение в сейсмически активных областях;
полые квадратные и круглые сваи. Такими выпускают металлические сваи, а также некоторые железобетонные. Последние используются при сооружении малоэтажных объектов.

№5. Расчет количества свайных опор

Выбор типа свай, их количества и мест погружения лучше доверить профессионалом, поскольку это очень ответственный этап. Впрочем, самому не мешает знать основные принципы расчета. Он проходит в два этапа. Сначала необходимо определить общий вес постройки, а потом посчитать несущую способность конкретной сваи в конкретном грунте.

Совокупная нагрузка здания на фундамент рассчитается как сумма следующих параметров:

фактическая масса здания. Суммируется вес перекрытий, стен и кровли. Расчет можно выполнить, пользуясь табличными значениями массы основных строительных материалов;
снеговые нагрузки. Тут все зависит от региона расположения дома. Для южных районов страны этот показатель в среднем составляет 50 кг/м 2 , для центральных – 100 кг/м 2 , для северных – 190 кг/м 2 ;
полезные нагрузки. Сюда включен вес мебели, которая будет использована, и проживающих людей. Чтобы не забивать себе голову подсчетом массы всех предметов мебели, можно использовать среднее значение – 150 кг/м 2 .

Полученные данные суммируют и умножают на коэффициент запаса 1,2.

Несущие характеристики сваи зависят от типа почвы. В идеале необходимо провести геодезические исследования, чтобы точно знать несущую способность почвы, но если такой возможности нет, можно воспользоваться табличными данными – достаточно только знать тип почвы. Например, несущая способность сухой глины средней плотности – 2,5 кг/см 2 , а плотного крупного песка – около 6 кг/см 2 .

Для каждого типа свай характерны свои несущие способности.

Например, нам необходимо построить 2-этажный дом из бруса размерами 10*8, использовать будем винтовые сваи 89*300 мм. Если дом расположен в центральной полосе, то снеговая нагрузка будет равна 10*8*100=8 т/м 2 . Полезная нагрузка каждого из этажей 10*8*150=12 т/м 2 , т.е. для всего дома 24 т/м 2 . Масса самого дома приблизительно равна 44 т. Совокупная нагрузка (44+24+8)*1,2 = 91,2 т. Допустим, почва – мягкопластичная глина, сваи будут погружаться на 2,5 м (их несущая способность при этом 5 т), тогда понадобится 91,2/5 = 18,24, т.е. 19 свай.

Глубину погружения сваи выбирают, исходя из типа почвы. Для устойчивого плотного грунта обычно достаточно свай длиной 2,5 м. Если на участке почва неустойчивая, длина сваи должна быть такой, чтобы достигать более плотного слоя грунта.

Часто в частном строительстве применяются именно винтовые сваи. Они выпускаются разного диаметра:

57 мм – такие сваи подойдут для создания фундамента для легких заборов;
76 мм – сваи для возведения более тяжелых заборов (например, из профнастила), а также легких строений (беседка);
89 мм – сваи для постройки дачных домов, небольших частных домов, хозпостроек. Такая опора в среднем выдерживает 3-5 т;
108 мм – отличный вариант для постройки частных домов любого типа, выдерживают от 5 до 7 т.

Расстояние между сваями рассчитывается для каждого отдельного проекта. Не рекомендуется делать расстояние между опорами более 3 м для каркасных домов, и более 2 м – для построек из пеноблока и газоблока. При наличии в регионе сильных ветров расстояние между опорами должно быть не более 2,5 м.

Еще раз подчеркнем, что когда речь идет о таком серьезном деле, как фундамент, лучше провести максимально точные расчеты, и не экономить на строительных материалах и оборудовании.

Читайте также: