Виды свай по характеру работы
Что такое свая: особенности буронабивных, забивных и винтовых изделий, способы установки
О том, что сваи используются в строительстве, слышали практически все, однако, что такое сваи и зачем вообще нужны - знают далеко не все начинающие строители.Итак, это изделия в виде столба или ствола, которые вертикально вбиваются в землю для передачи нагрузок от строящегося здания нижележащим слоям грунта.
Свайный фундамент Свайный фундаментСвайный фундамент используют в следующих случаях:
- если в основании лежат слабые, просадочные, насыпные, грунты, карсты или плывуны;
- высокий уровень грунтовых вод;
- возводимая конструкция оказывает на фундамент сильную нагрузку;
- из экономических соображений.
Сваи бывают разных видов. В первую очередь они делятся на материал, из которого изготовлены – железобетонные, железные и деревянные. Кроме того, они делятся по форме поперечного сечения - круглые, прямоугольные, квадратные и многоугольные,по форме ствола -конические, цилиндрические и призматические.
Надо сказать, что деревянные конструкции сейчас используются крайне редко, лишь для возведения небольших зданий. Чаще всего используют железобетонные и железные конструкции.
Кроме того они делятся по способу монтажа – бурозабивные, забивные и винтовые.
Буронабивные сваи Буронабивные сваиБуронабивные сваи
Теперь рассмотрим подробней, что такое буронабивные сваи. Их особенностью является то, что они изготавливаются рабочими прямо на строительном участке.
Изначально просверливается буром скважина на определенную глубину. Затем в скважину устанавливают металлический каркас, а в отверстие заливают бетон.После того, как бетон застынет, свая считается готовой.
Арматурный каркас такой делается из нескольких вертикальных прутков арматуры диаметром 10-12 мм, которые скреплены горизонтальными прутьями диаметром 6-8 мм, при этом шаг должен составлять около одного метра.Горизонтальное армирование необходимо для связки вертикальных прутьев в одну жесткую конструкцию.
Где применяются
Данный вид свай применяют при возведении промышленных предприятий, ангаров и складов. Кроме того, их можно применять вблизи существенных сооружений, в тех случаях, когда забивание применять нельзя. При их монтаже не происходит динамических воздействий на почву, соответственно, нет угрозы возникновения аварийной ситуации.
Благодаря тому, что технология строительства фундамента на основе буронабивных свай довольно простая, она отлично подходит для самостоятельного строительства.
Совет!Забивные сваи Забивные сваи
Если грунт мягкий и осыпающийся, то необходимо сделать опалубку.
Для этих целей можно использовать рубероид.
Забивные сваи
Железобетонные
Эти изделия изготавливают на заводах ЖБИ. Они могут отличаться несущей способностью и размерами.Как можно увидеть на фото, монтаж осуществляется при помощи специального оборудования – копров.
Железобетонные забивные сваи (ненапряженные и предварительно напряженные) особенно широко используются в строительстве. Их классифицируют по длине,форме поперечного сечения, конструкции нижнего конца и весу.
Чаще всего применяются в строительстве квадратные и прямоугольные монолитные изделия, квадратные с круглой полостью, круглые полые и сваи-оболочки. Их длина может достигать 28 м. На видео в этой статье можно наблюдать процесс забивания таких свай.
Деревянные
Что касается деревянных свай, то их чаще всего изготовляют из сосновых бревен и используют при возведении фундаментов для временных строений и нетяжелых сооружений.При забивании их в плотные грунты,на острую часть надевают наконечник (башмак), а на верхнюю часть – кольцо, что защищает головку сваи от разрушения при ударе молота.
Обратите внимание!
Для увеличения срока службы, их предварительно обрабатывают антисептиком.
Стальные
Стальные забивные изделия производят из труб с закрытым конусом или прокатных профилей, и их длина может достигать 30 м. После погружения, трубу заполняют бетоном. Обычно их используют при устройстве фундамента глубокого заложения, таких как мостовые опоры.
Винтовые сваи Винтовые сваиВинтовые сваи
Часто можно услышать вопрос – что такое винтовые сваи?Это металлические элементы в виде стального столба с винтовой лопастью на конце, которая ввинчивается в грунт. Их загоняют в землю путем сверления при помощи специальных гидравлических механизмов или вручную.
Винтовые сваи бывают разного диаметра от 80 до 130 мм. Надо сказать, что прочностные характеристики конструкции зависит не от толщины столба, а от качества винта, так как он принимает на себя основную нагрузку и влияет на устойчивость конструкции в грунте.
Для их установки совсем не обязательно использовать тяжелую технику, поэтому возвести фундамент на их основе можно своими руками.Из их достоинств можно выделить устойчивость практически в любом грунте, кроме торфа.
При этом они способны выдерживать тяжелые конструкции. Одна такая опора, в зависимости от параметров, может принять на себя нагрузку от семи до двадцати тонн. Высокую несущую способность обеспечивают конструктивные особенности этих изделий.
Пошаговые действия по монтажу
Ниже приведена небольшая инструкция по монтажу винтовых свай:
- Завинчивание опоры на расчётную глубину. Это можно сделать либо при помощи механического приспособления, либо вручную. Следует заметить, что ручная работа является более качественной, но если изделия большого размера, то выполнить работу вручную не получится.
Перед завинчиванием, ствол надо покрыть антикоррозийным грунтом. Ствол должен быть установлен глубже соля промерзания грунта, который в среднем в России составляет 1,5 м. - Подрезка. После установки опору надо подрезать, чтобы все они были строго на одном уровне (не менее 50 см над землей).
- Заливка цементно-песчаного раствора в полости изделия. Эта процедура укрепит их и сделает их более износостойкими.
- Приваривание оголовка.
- Обвязка фундамента. Выполнить ее можно при помощи швеллера или деревянных брусьев. Обвязка нужна, чтобы связать все сваи в единую конструкцию.
Где применяют
Винтовые сваи используют при возведении кирпичных одноэтажных зданий, временных и каркасных помещений, дляЛЭП или укрепления откосов. Кроме того, ими можно укрепить слабый или тонущий ленточный фундамент.Монтаж не требует подготовительных работ, соответственно общая цена винтового фундамента значительно ниже ленточного.
Совет!
В случае необходимости винтовые элементы можно демонтировать и использовать повторно.
Способы установки свай
Люди, которые впервые сталкиваются с монтажом подобного фундамента, зачастую задают вопрос - что такое свай куст? Дело в том, что сваи можно устанавливать не только одиночно, т.е. по одной свае под каждым несущим элементом, но и группой, в виде «кустов» - по нескольку изделий на ограниченной площади. Таким образом, можно увеличить прочностные характеристики грунта между элементами,поэтому такой «куст» способен выдерживать внушительные нагрузки.
Кроме того, изделия могут устанавливаться рядами (иногда даже сплошными) или в шахматном порядке. Что касается глубины их погружения, то она может достигать нескольких десятков метров, в зависимости от типа изделия.
Выводы
Зачастую свайные фундаменты являются гораздо более выгодным, а иногда и единственным решением при возведении фундамента. Поэтому они получили широчайшее распространение в самых разных типах строительства.
Виды свай
Свайный фундамент — это вертикальная конструкция, которая передаёт нагрузку на более прочный грунт. То есть, длину сваи подбирают таким образом, чтобы она прошла слабые слои и вошла в более прочный грунт, например упереться в скальную породу или хорошую глину (свая — стойка).
Что представляет собой свайный фундамент?
Свайный фундамент применяется там, где верхние слои грунта имеют маленький показатель модуля упругости (E, МПа), имеют высокое число текучести. Также это может быть связано с большими нагрузками от здания или высоким уровнем грунтовых вод (УГВ). Например, многоквартирные дома, этажностью от 20 до 50 этажей.
Виды свайного фундамента
В зависимости от типа:
— сталебетонные (трубобетонные сваи, применяемые на нефтяных платформах в океане).
По характеру работы:
Различают сваи-стойки и висячие. Принципиальное отличие этих свай друг от друга, в том что, в стойке нагрузка передаётся вертикально, от ростверка до другого конца сваи в грунт. В висячей свае, нагрузка воспринимается грунтом через боковые поверхности сваи, за счет сил трения
Остальные показатели, по которым различают свайный фундамент:
— Применяют сваи в основном квадратного или круглого сечения.
— Различают также по длине: цельные (чаще всего монолитные) и составные
— По расположению ростверка: верхнее и нижнее расположение
— По технологии погружения сваи в грунт: вибрационное, пневмонабивные сваи, буронабивные, комбинированные
— Существуют сваи с уширением конца сваи, открытым или закрытым концом.
В общем, фундаменты — самый ответственный этап строительства. Прежде чем начать проектирование, проводят инженерные изыскания, бурят скважины для определения характеристик грунта. Кстати, самый частый вариант использования свай, это неоднородность слоев и во избежание крена, используют свайный фундамент. Допустимая осадка в свайном фундаменте составляет 8 см. В основном этап нулевого цикла составляет от 30 до 40% от стоимости объекта ( я говорю о многоквартирных домах, в частном строительстве цифры отличаются).
Как забивают сваи и зачем необходимо следить читайте в статье "Свайные фундаменты".
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
- вида свай и глубины их установки;
- структуры грунта;
- типа ростверков и др.
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.
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 |
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.
По несущим нагрузкам различают сваи:
- Стойки.Полностью передают грунту нагрузку строения.
- 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Классификация фундаментов по характеру размещения свай
Схема расположения свай в грунте определяется конфигурацией возводимого здания. По способу их размещения конструкции различают:
- Одиночные сваи. Применяются при возведении легких с/х построек.
- Свайные кусты. Устраивают под передающие большие вертикальные нагрузки колонны.
- Сплошные свайные поля. Основание используют для возведения построек башенного типа.
- 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.
При производстве свай применяется несколько стандартов:
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:
- Высокий. Соединительные элементы располагаются над поверхностью земли на расстоянииот 15 сми выше.
- Повышенный. Ростверк располагает вровень с поверхностью земли или на высотедо 10 см.
- Заглубленный. Монтаж ростверка проводится ниже уровня поверхности земли.
По способу сборки различают ростверки:
- Сборные. Представляют собой сварные стальные балки, которые применяют при строительстве лёгкий построек с небольшим сроком эксплуатации.
- Сборно-монолитные. Элементы с «замочными» соединениями. Используются для соединения опор оснований многоэтажных домов и промышленных сооружений.
- 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Шаг 6. На выровненные опоры устанавливаем полые горизонтальные плоскости и заливаем их бетоном.
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.
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..
Классификация свайных фундаментов по характеру работы
КЛАССИФИКАЦИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Элементы в виде стержней из бетона, железобетона и других материалов в толще грунтового основания, которые воспринимают нагрузки от здания, называют свайным фундаментом. Такие фундаменты состоят из заглубленных в грунт свай и ростверка (распределительной балки или плиты). Ростверк обеспечивает равномерную передачу нагрузки от здания.
Свайные фундаменты классифицируются по следующим признакам:
а) по способу углубления в грунт сваи бывают забивные и набивные. Забивные сваи изготавливают на заводах и углубляют методом забивки, вдавливания или вибрации;
б) в зависимости от взаимодействия с грунтом: сваи-стойки концами опираются на прочные грунты и передают на них нагрузки; висячие сваи не достигают прочного грунта, а только уплотняют толщу основания и передают нагрузку на грунт трением, которое возникает между боковой поверхностью сваи и грунтом (рис. 1);
в) по форме поперечного сечения: круглые, квадратные, прямоугольные, многогранные, трубчатые, таврового и двутаврового сечения;
г) по форме продольного сечения: цилиндрические, призматические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, конические, трапециевидные, ромбовидные)
д) по глубине: короткие — до 6 м; длинные — более 6 м.
е) по материалу: железобетонные, бетонные, деревянные, стальные.
Рис. 1. Виды свайных фундаментов: а — сваи-стойки; б, в — висячие сваи;1 — свая забивная; 2 — ростверк; 3 — свая набивная
По сечению забивные сваи бывают:
— призматические железобетонные сплошного сечения (рис. 2. ), размерами 200 × 200 и 300 × 300 мм, длиной 3 — 12 м;
— призматические железобетонные с круглой полостью, размерами 250 × 250 и 300 × 300 мм, длиной 4 — 12 м;
— трубчатые железобетонные, диаметром 400 — 800 мм, длиной 4 — 12 м;
— деревянные из бревен хвойных пород, диаметром не мене 180 мм. Их применяют только в грунтах с постоянной влажностью, ствол покрывают битумной или дегтярное мастикой, забивают ниже уровня грунтовых вод, чтоб избежать загнивания;
— пирамидальные — с верхним сечением 300 × 300 мм и наклоном боковых граней до 14 °, длиной 5 — 12 м.
Рис 2. Фундамент из забивных свай: а — свая трубчатая; б — железобетонная сплошная призматическая свая; в — тоже с круглой полостью; г -железобетонная пирамидальная свая; д — деревянная свая; 1 — стальной башмак забивной сваи; 2 — стальной бугель; 3 — стальной наконечних
Набивные сваи (рис. 3) изготавливают из монолитного бетона, который заполняет предварительно пробуренные скважины, объединенные сверху ростверком. Изготавливают диаметром 400 — 700 мм. Вверху сваи соединяют между собой железобетонным ростверком. Нижняя часть сваи может быть расширена.
Рис. 3. Набивные сваи и фундаменты в вытрамбованных скважынах: а -буронабивная свая с одинаковым сечением ствола; б — то же с уширением; в – вытрамбованнная скважина; 1 — уширение; 2 — уплотненная зона грунта
Под наружные стены зданий без подвалов ростверк размещают на 100 … 150 мм ниже уровня поверхности земли и укладывают под него, при связных грунтах, слой крупнозернистого песка, щебня или шлака толщиной 200 мм и более, а при несвязных грунтах, тощего бетона или шлака толщиной не менее 100 мм.
Под внутренние капитальные стены ростверк укладывают на слой бетона, щебня или шлака толщиной не менее 100 мм.
При наличии подвала или технического подполья под всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка.
Виды свай
Выбор вида свай для фундаментов осуществляется на основании данных инженерных изысканий строительной площадки, и является частью работ по проектированию фундамента сооружений. Инженерные изыскания включают в себя геодезические, геологические, гидрометеорологические исследования площадки строительства. Кроме того, содержат данные о назначении, конструкции и условиях эксплуатации проектируемых сооружений, нагрузки на свайные фундаменты, местных условиях строительства. Инженерно-геологическое обоснование проекта строго обязательно.
Классификация свай
По методу погружения в грунт:
- 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.
Читайте также: