Виды свайных фундаментов и классификация всех типов свай

В статье речь пойдёт о технологии возведения свайных фундаментов. Рассмотрим основные виды свай, выясним, из каких элементов состоят, как они монтируются, для каких условий разработаны. Разберёмся в механике работы свайных фундаментов, осмыслим все «за» и «против».

Особенности применения свайных фундаментов

Идея установки сооружений на сваях не новая, технология известна людям уже несколько столетий, но на новый виток развития она вышла во второй половине девятнадцатого века, когда вместо деревянных стоек начали использовать забивные, набивные и винтовые конструкции, выполненные из комбинации стали и бетона. Свайный фундамент имеет свою чёткую специализацию, некорректно было бы говорить о его преимуществах перед другими вариантами организации основания дома и сравнивать их по каким-либо характеристикам. В условиях, для которых он разрабатывался, свайный фундамент не имеет конкурентов, его невозможно надёжно заменить иной конструкцией. Сваи могут использоваться на любых типах грунта, кроме, пожалуй, скальных пород и оснований с очень сильными горизонтальными подвижками, однако, технологически и экономически целесообразно применять их:

  • для строительства зданий на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
  • там, где верхние слои естественного основания характеризуются слабой несущей способностью (торфяники, плавуны), тогда как плотные грунты расположены довольно глубоко;
  • при большой глубине промерзания (северные широты, вечная мерзлота);
  • на крутых склонах;
  • если масса строения слишком велика (например, многоэтажные здания из тяжёлых материалов).

Если рассуждать о технологических и функциональных особенностях свайных фундаментов, то тут можно сформулировать следующие пункты, многие из которых логически следуют один из другого:

  • Универсальность и вариативность (огромное количество технических решений, всегда есть выбор для любых условий).
  • Большая несущая способность.
  • Практически не нужен ручной труд (допустима полная механизации процессов).
  • Индустриализация (возможно использование элементов, полностью изготовленных в заводских условиях, минимизирован «человеческий фактор»).
  • Высокая скорость возведения.
  • Возможность строить в любое время года.
  • Полное отсутствие или минимизация земляных работ.
  • долговечность (особенно применимо к железобетонным конструкциям).
  • относительная экономичность (небольшая материалоёмкость — сниженное потребление бетона, нет необходимости изымать и перевозить большие массы земли).

Применение свай

Данный тип свай используется для частного и промышленного строительства Подобные сваи, на сегодняшний день, являются одними из самых популярных фундаментных опор. Работы по их устройству незатейливы и вполне доступны для индивидуального застройщика. Несмотря на то, что данные конструкции предназначены для слабых водонасыщенных оснований, их с успехом применяют и на более плотных грунтах. Привлекательность их применения состоит в доступности и экономичности работы по их устройству.

_source=ig_web_button_share_sheet

В промышленном строительстве набивные сваи выглядят в виде труб большого диаметра. Массивные трубы опускают на большую глубину с помощью специальной техники.

Набивные сваи за свою историю применения зарекомендовали себя как одни из самых надёжных фундаментных оснований.

Что такое сваи?

Сваи – это опоры, устанавливаемые в грунт различными способами, служащие для равномерного распределения нагрузки и выполняющие функцию несущих оснований.

Способы погружения свай в грунт бывают самыми разными – это может быть вкручивание, вдавливание, забивание и проч.

Кроме того, разные  виды свай различаются материалами, из которых они изготовлены.

Основные параметры, на основании которых проводится классификация свай, это способ их заглубления и материал изготовления.

Главные плюсы свайных фундаментов в  том, что при соблюдении технологии установки они прекрасно справляются с довольно большой нагрузкой в условиях нестабильных почв, высокого уровня залегания грунтовых вод и низких температур. Кроме того, можно возвести такой фундамент за одни сутки, а потом сразу приступать к дальнейшим работам.

Стоимость свайных фундаментов тоже относительно не велика.

Альтернатива буронабивным сваям – лидерное бурение под сваи

Прекрасной альтернативой изготовлению буронабивных свай является лидерное бурения скважин под сваи. Цена бурения одного погонного метра скважины – от 200 рублей, и зависит  от состояния грунта.

Наша техника позволяет, не меняя позиции тут же осуществлять погружение свай в пробуренные скважины. В чем преимущество такого метода?

  • Такое погружения не создает высокого уровня вибрационного воздействия на соседние строения.
    • Позволяет строить надежные свайные фундаменты даже в городской черте в условиях плотной застройки.
  • Обеспечивает точную расчетную забивку свай в сложных грунтах (вечномерзлые грунты, участки с высоким уровнем грунтовых вод, грунты с плывунами и линзами и т. п.).

Кроме того, мы производим лидерное бурение под винтовые сваи и их установку. Обращайтесь, наши специалисты знают и любят свое дело!

Так же рекомендуем посмотреть:

  1. Как закрыть свайный фундамент
  2. Как рассчитать свайный фундамент

 Наша компания занимается забивкой свай — обращайтесь, поможем!

Сваи-стойки

Стоечные сваи заглубляются в рыхлый грунт на глубину залегания прочных пород. Таким образом, они передают вес сооружения на твердое основание, которое воспринимает более 80% нагрузки. Основным условием использования таких свай является наличие прочного широкого основания из твёрдой породы. В связи с этим поверхность сваи может быть гладкой, она не должна обеспечивать хорошего сцепления с грунтом. В этом все преимущества винтовых свай с литым наконечником.

Читайте также:  Глубина заложения фундамента — как расчитать, определить, тип, видео

Сваи-стойки могут быть двух видов:

Сваи-стойки
  • свайный элемент с расширением внизу (ТИСЭ);
  • обсадные сваи (элемент, забетонированный в обсадной колбе-трубе).

Стоечные сваи могут использоваться в том случае, если после слоя ослабленного грунта идёт большой пласт прочной породы.

Монтаж вручную

Установка винтовых свай своими руками чаще всего выполняется в том случае, если невозможно организовать подъезд для техники непосредственно на строительство. Также нецелесообразно нагонять технику для реализации малого объема работ (до 10 свай небольшого диаметра), тем самым увеличивая ненужные траты. Естественно, нельзя проводить завинчивание винтовых свай при помощи техники там, где необходимо соблюдать режим «тишины» и в заповедной зоне.

Завинчивание сваи вручную

К основным преимуществам способа, при котором устанавливается винтовой фундамент своими руками без спецтехники, можно отнести его дешевизну, ведь вам не придется арендовать оборудование и оснастку. В данном случае основа дома монтируется с привлечением троих человек, желательно физически крепких. Из приспособлений необходимо запастись лопатой, кувалдой и уровнем для 3-х плоскостей, а также рычажными ключами, которые можно заменить трубами (приспособление, обеспечивающее заворачивание стержней).

Недостатки

Монтаж вручную

Опоры могут быть недостаточно вкручены

Если говорить о недостатках ручного вкручивания, то они заключаются в следующем:

  • возможное критическое отклонение опор от вертикали с погрешностью от 5 см и более;
  • вероятность того, что закручивание винтовых свай будет выполнено не до конца из-за нехватки человеческого ресурса и глубина не достигнет необходимого уровня;
  • основа дома монтируется на ограниченном пространстве;
  • диаметр свай превышает 108 мм или в очень редком случае – 133 мм.

Если все эти пункты для вас не актуальны, можете смело устанавливать винтовой фундамент своими руками без дополнительных устройств.

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.
Виды свай по принципу работы

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

Виды свай по принципу работы

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:

Виды свай по принципу работы
  • 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.

Виды свай по принципу работы

СТРОИТЕЛЬСТВО ФУНДАМЕНТА НА БУРОНАБИВНЫХ СВАЯХ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Общие положения регламентируют применение фундамента на висячих буронабивных сваях на территории незасоленных вечномерзлых грунтов

Общие положения регламентируют применение фундамента на висячих буронабивных сваях на территории незасоленных вечномерзлых грунтов, имеющих показатели по льдистости ниже 0,4, вне зависимости от температурных измерений ГОСТ 25100-82, СНиП Под висячими сваями сечения сплошного типа понимаются элементы, изготовленные буронабивным способом на всю проектную длину и передающие нагрузки на грунт боковым ребром и нижним концом.

Важно! Допустимо применение комбинированных висячих свай, нижняя часть которых состоит из монолитного бетона, верхняя – железобетонные сваи промышленного изготовления. Также допускается применение свай-стоек, передающих нагрузку на нижний конец, упираемый в грунты несжимаемого типа.

Рекомендованные условия: работы проводятся круглогодично, посредством устройства свайных фундаментов в предварительно пробуренные скважины путем выкладки бетона и его затвердения методом термоса в контакте с грунтом. ГОСТ 24546-81 регламентирует предварительные проведения контрольных испытаний на уровень статистическую и выдерживающую нагрузку. Показано применение механизмов ударного действия, функции которых не имеют ограничений по мерзлотно-грунтовым условиям и дайне скважин. Для облегчения прохода грунтов с малым содержанием крупноскелетных фракций (до 20 мм диаметра включительно), обязательно использование приборов вращательного бурения.

Как сделать буронабивные сваи в вечномерзлых грунтах:

Подготовка строительной площадки подразумевает подсыпку гравийно-щебеночного состава для передвижения тяжелой специальной техники. До начала свайно-буровых процессов должны быть закончены все планировочные и земляные работы, произведена разметка свайного поля в соответствии с проектной документацией: оси будущих скважин отмечаются штырями, забиваемыми в грунт. Высота свободной надземной части штыря не допустима менее 15 см от высоты максимальной величины снежного заноса.

Читайте также:  Демонтаж бетонных перекрытий и стяжки полов

Покрытие подполья строений выполняется из шлама бурового, предварительно обезвоженного, асфальтобетона, железобетона и прочих гидроизолирующих материалов для минимизации риска проникновения влаги из коммуникаций в грунт, засоления свайных элементов и последующей их деструкции.

Проводимые работы по строительству монолитного плитного покрытия выполняются арматурщиками и бетонщиками типом захватки, при этом обязательно оставлять «гнездо» для пробуривания скважины. Рекомендовано ограждать место бурения деревянным коробом. Обязательным шагом является раскладка арматуры пакетами по направлению хода работ.

Выкладка бетонной смеси в пробуренную скважину выполняется порционно с обязательным уплотнением.

В периоды зимних морозов в смесь бетона добавляются противоморозные добавки

В периоды зимних морозов в смесь бетона добавляются противоморозные добавки, осуществляется прогрев бетонного состава, а место выкладки бетона утепляется плитными утеплителями.

Покрытие из бурового обезвоженного шлама производится одновременно с процессом бурения скважин. Равномерное распределение покрытия обеспечит дальнейшее обезвоживание шлама, в результате чего материал приобретет прочность, требуемую для передвижения. В некоторых случаях допускается добавка в шлам сухого цемента.

Важно! Покрытие подпольев сооружений выполняется после окончания работ по строительству фундамента, но до начала монтажа всего сооружения. Для приготовления смеси бетона рекомендовано применять высокоактивные и быстротвердеющие марки портланцемента марки М400 т выше, имеющие густоту теста до 28% (ГОСТ 10178-85).

Таблица классификации грунтов с коэффициентом крепости:

Наименование грунта

Описание грунта

Коэффициент крепости

Песчаный (I)

Пески рыхлые, влажные, черноземы, торф

≤ 0,5

Глинистый (II)

Глины, суглинки, песчано-глинистые грунты с мелкофракционной галькой и т.п.

0,5-1

Сезонно-мерзлые и вечномерзлые с температурой до -10 С

Грунты I, II типа с наличием примеси мелкого щебня, лесс слежавшийся, мел и пр.

1-2

Грунты с температурой мерзлости от -10 С и ослабленные горные породы

Грунты с значительным содержанием щебня, гальки, гравия, сланцы, песчаники глинистые, уголь бурый и пр.

2-6

Горные породы, крепкий вечномерзлый грунт

Выветренные породы изверженные типа гранитов, спилитов, мергели плотные, вечномерзлые грунты с температурой ниже -400 С.

6-10

Крепкие горные породы

Крупноскальные изверженные породы, галечные грунты с валунами, мрамор, доломиты и пр.

10-20

Крепчайшие горные породы

Мелкозернистые изверженные породы, щебенные и галечные с особо крупными валунами кристаллических пород, сланцы кремнистые и пр.

≥ 20

Ориентируясь на данные в таблице, застройщик определиться по принимаемому коэффициенту крепости, в зависимости от типа грунтовых масс, что облегчит расчет несущей способности фундамента на буронабивных сваях.

Поделиться:

  • Facebook
  • Telegram
  • Twitter
  • Pinterest

Висячие сваи — расчет несущей способности

Многие строители сталкиваются с проблемами неустойчивых грунтов на участках строительства. Это представляет ряд трудностей при возведении фундамента. На выручку приходят висячие сваи, которые удерживаются в почве благодаря силам трения своих боковых поверхностей о грунт.

Сила трения сваи и ее длина компенсируют отсутствие опоры под сваей. Таким образом, даже на слабых и неустойчивых грунтах можно создать фундамент, опирающийся на висячие сваи. Существует разделение подобных свай на две основные категории — сваи висячие и сваи-стойки. Несмотря на внешнюю схожесть, принцип работы этих двух конструкций принципиально различен.

Свая-стойка

Основное отличие сваи-стойки от рассмотренной нами висячей сваи состоит в том, что она своим острием опирается на твердый грунт. Более того, свая может быть утоплена в твердый грунт на некоторую глубину.

Длина сваи-стойки может составлять более 20 м. Такие сваи не ведут к осадке здания, поэтому они массово используются в промышленном строительстве, для прокладки трубопроводов, а также в районах с неустойчивой сейсмической активностью.

Расчет висячей сваи

При расчете висячей сваи в учет принимается плотность материала, из которого она изготовлена, ее рабочая длина, а также характеристики грунта.

Длина свай зависит от следующих параметров:

  • Нагрузка. Чем больше проектная нагрузка здания, тем большей длиной должна обладать висячая свая.
  • Влияние состава грунта. На рыхлых, слабых и болотистых грунтах используются опоры большей длины.
  • Иногда возникает потребность применения висячих составных свай. Это может произойти в случае недостаточной длины готовых свай или чрезмерно подвижном грунте на участке.
Висячие сваи — расчет несущей способности

Поскольку висячая свая имеет недостаточную опору о грунт, предпринимались попытки повышения эффективности свайного фундамента:

  • Увеличение длины свай. Это сопряжено с завышенными расходами материалов и с увеличением себестоимости основания. Сюда же добавляется использование крупногабаритной подъемной техники.
  • Использование свай, имеющих больший диаметр. Несущая способность висячей сваи, при этом, увеличивается. Это также приведет к перерасходу стройматериалов. Кроме того, широкую сваю гораздо труднее забить или вдавить в грунт.
  • Более частое размещение свай, называемое кустистостью. В некоторых конкретных случаях это оправдано, а в некоторых доказано совершенно обратное. Учитывайте, что количество используемых опор ведет к удорожанию строительных работ.
  • Расширение конца сваи, контактирующей с нижней частью грунта. За счет этого свая дополнительно опирается на грунт. Однако возникают неудобства по введению опоры в грунт. Висячие забивные сваитаким способом использовать не выйдет, ведь наличие острого наконечника обязательно при забивных работах.

Буронабивные висячие сваи на готовом фундаменте

Бывают ситуации, когда уже стоящий фундамент необходимо укрепить. Можно использовать технологию буронабивных висячих свай. Непосредственно в фундаменте или вплотную к нему, на расстояниях около 2 метров между собой, в грунте бурятся отверстия. Их глубина должна превышать глубину залегания основных свай (при наличии свайного фундамента) на 1-2,5 м. Внимание обращается на то, чтобы пробуренные отверстия находились в межсвайных промежутках или рядом со старыми сваями.

Читайте также:  Виды фундаментов зданий и особенности их строительства

При наличии плитного фундамента бурение производится по всему периметру плиты, сквозь саму плиту. Поскольку фундаментная плита находится внизу цокольного этажа или в подвале, то все работы производятся именно там.

Затем производится уплотнение грунта под действием высокого давления. В подготовленные шахты закачивается бетонный раствор. Рекомендуется использовать бетононасос, так как он способен обеспечить необходимое давление бетонной смеси. Так производится укрепление готового фундамента любого типа.

Преимущества такого метода:

  • Без сложных и затратных земляных работ удается создать свайный фундамент буронабивного типа. Используется только бурильная установка и бетононасос.
  • Благодаря уплотненному под высоким давлением грунту значительно увеличивается сила трения между свайным телом и почвой. В отличие от обычной забивной сваи, это позволяет создать опору, которая будет удерживаться в грунте гораздо надежнее.
  • Подобная технология дает возможность укрепления уже готового фундамента в случае его разрушения или проседания.

Выполнить своими руками монтаж висячих свай такого типа очень сложно, тем более, если не иметь специальной техники. В этом состоит единственный минус такой технологии. Несмотря на это, арендовать подобную технику можно без проблем, ведь качественный фундамент очень важен для всего строения.

Недостатки при обустройстве

Использование буроинъекционной технологии имеет и определенные недостатки. Так, во время обустройства этих свай, в отличие от набивных и буронабивных опор, нет искусственного уплотнения почвы. То есть их несущая возможность находится на уровне природного состояния.

Использование буроинъекционных опор зачастую является невозможным из-за угрозы выдавливания бетонного состава из почвы грунтовыми водами до его полного засыхания. Этот процесс может произойти при сооружении оснований в песчаных обводненных почвах с высоким коэффициентом фильтрации, а также активным передвижением подземных вод.

Недостатки при обустройстве

Некоторые сомнения относительно качества уже изготовленных фундаментов может вызывать и технология их обустройства. Нередко появляются сложности во время погружения арматурного каркаса в бетон, который при низком давлении опускается на глубину не больше 75−85% длины опоры. Последующее погружение армирования, которое происходит под повышенным давлением, приводит к нарушению целостности арматуры, ее выпиранию из стен опоры. То есть нижний участок сваи находится почти без армирования.

Но сегодня пока не известно ни одной серьезной аварии, которая связана с деформацией основания из буроинъекционных опорных столбов. Их сфера использования в последнее время только увеличивается.

Технология устройства свайных фундаментов

Технология сооружения таких фундаментов в общем виде содержит следующие этапы:

  • Подготовка стройплощадки.

    Она заключается в срезке плодородного грунта и выравнивании территории для движения сваепогружающей техники.

    Готовят площадку для складирования готовых свай или для их изготовления.

    Все действующие коммуникации под площадкой отмечаются ограждениями или переносятся за территорию свайного поля. Отводятся подземные воды и ливневые стоки.

  • Разметка мест погружения свай или свайного поля.

    Разметка ведется с использованием разметки главных осей сооружения, вынесенных за пределы фундамента на обноски. В нужные точки погружения забивают колышки в соответствии с проектом фундамента или свайного поля.

    Делается горизонтальная и вертикальная разметка.

  • Процесс погружения свай.

    Лебедкой свая подтягивается в зону сваебойного механизма, стрелой подъемника поднимается и устанавливается в точку погружения. Проверяется вертикальность или нужный угол захода в грунт и производится погружение выбранным способом.

  • Срезание оголовков свай, достигших заданного отказа, но не погруженных на заданную глубину. Отказ задается как величина погружения за минуту или за несколько десятков ударов.

    Если нужно срезать несколько оголовков, то это делают отбойным молотком, если с десятков – используют сваерезки. После разрушения бетона арматура срезается на определенной высоте с учетом запаса для связи с ростверком.

  • Строительство решетчатого ростверка или монолитной плиты.

    Изготавливается и монтируется опалубка под монолитный ростверк. Устанавливаются и увязываются каркасы балок на углах и стыках с внутренними несущими стенами. Контролируются зазоры для защитного слоя между опалубкой и стержнями каркаса, в т. ч. и снизу.

    Бетонный раствор нужно заливать сразу весь или частями. Но при заливке частями перерывы не должны быть более 2 – 3 часов. Вибрирование бетона обязательно. Укрывать необходимо зимой, а также жарким летом.

    Подробное ТТК на устройство свайного фундамента разрабатывается на конкретный объект строительства. Обычно это делается на больших стройках.

Типы наконечников

Данные элементы облегчают задачу погружения свай в грунт. Они бывают литые и сварные. Первый вариант по стоимости значительно дороже. Их использование оправдано при проведении работ с плотным грунтом. Имеется в виду вечномерзлый, имеющий значительные включения, возникшие техногенным путем. При помощи такого наконечника легко справиться с возникшими в ходе работ сложностями. При этом наконечник не деформируется.

Сварные наконечники являются эконом-вариантом. Буровая лопасть приваривается на заостренный конец. Для таких свай характерно низкое качество. Считается, что все отрицательные моменты, связанные с винтовыми сваями, относятся именно к этому варианту.