Виды сваи под фундамент



Основные виды и типы свайных фундаментов

Свайный фундамент не только обходится дешевле на 30–60% ленточного и плитного основания, но порой эффективен там, где другие типы силовой конструкции даже невозможно применить.

В жилищном и промышленном строительстве используют различные виды свай для фундамента, и застройщик должен хорошо понимать, какие из них обеспечат максимальный срок службы сооружения в каждом конкретном случае.

Какие разновидности бывают по способу погружения?

Сваи – силовые элементы фундамента, воспринимающие давление от конструкции и передающие его на несущий пласт, который может находиться на значительной глубине (до 30 м). Как правило, выше несущего пласта расположены нестабильные, слабые и перенасыщенные влагой слои почвы.

Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердой почве, но также на заболоченных местах и на открытой воде. Сваи могут быть погружены строго в вертикальном положении или под проектным углом.

Свайным фундамент называют группу опор, объединенных между собой ростверком – специальной конструкцией, которая удерживает основание дома и отвечает за равномерное распределение веса по всем подземным силовым элементам.

Проектирование и монтаж свайного фундамента контролируется нормативными требованиями, изложенными в СП 50-101-2004, СП 50-102-2003 и других соответствующих документах.

Забивные

Забивные сваи представляют собой готовые столбы, изготовленные в заводских условиях. По материалу изготовления силовые элементы делятся на типы:

Для строительства тяжеловесных и многоэтажных зданий используют железобетонные столбы, легковесных домов в один или два этажа – металлические и деревянные.

В большинстве случаев забивные опоры имеют квадратное сечение со стороной от 150 до 500 мм.

Длина изделий редко превышает 25 м. Нижней конца столба заострен или имеет пирамидоидальную форму, благодаря чему легче преодолевает сопротивление грунта. Удары дизель-молота забивная опора воспринимает верхней торцевой частью, усиленной оголовком. Погружение в грунт ведут до тех пор, пока нижний конец не упрется в плотную породу до предела.

• значительная грузоподъемность;
• продолжительный срок службы;
• отсутствие необходимости подготавливать скважины.

Минусы технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерная осадка в местах, где почва характеризуется различной плотностью.

В частном домостроении забивной фундамент используют редко из-за необходимости привлечения к работе спецтехники.

Буроопускные

Согласно буроопускной технологии, силовые элементы погружаются в заранее подготовленные шурфы, при этом диаметр скважин должен превышать размер сечения опор на 5–10 см. После погружения пространство между грунтом и землей заполняют связующим раствором, который после застывания увеличивает прочность конструкции.

Метод применяют при строительстве на твердомерзлой и пластично-мерзлой почве. Фундаментные работы ведутся при температуре окружающей среды не ниже 0,5 о С.

Свайно-винтовые

Отличительной особенностью таких свай является оснащение конструкции винтовыми лопастями, благодаря чему изделия вкручивают в грунт, а не забивают.

Лопасти в процессе погружения дополнительно уплотняют почву, повышая несущую способность основания.

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип опор отличается повышенной несущей способностью, поэтому применяется при строительстве кирпичных и других тяжеловесных сооружений.

Металлические винтовые сваи изготавливают из стальных труб с диаметром сечения от 57 мм. Для строительства жилых домов (каркасно-щитовых, деревянных, из пенобетона) подходят стержни диаметром 108 мм и размахом лопасти 250–350 мм.

Стальные винтовые сваи дешевле железобетонных изделий и их можно монтировать вручную, что в целом обуславливает их популярность среди частных строителей.

Буронабивные

Буронабивная методика применяется для строительства тяжелых сооружений на грунтах, которые характеризуются слабой несущей способностью. Силовые элементы создаются непосредственно на рабочей площадке.

В заранее подготовленной скважине устраивают утрамбованную песчаную подушку. Затем в шурф помещают обсадную трубу, армирующий каркас и заливают конструкцию бетоном. Буронабивная технология считается самой сложной, поскольку достоверно рассчитать грузоподъемность такого основания практически невозможно. При этом фундаментные работы можно провести самому без использования спецтехники.

Комбинированные

Данный тип свай относится к специальным конструкциям, поскольку сочетает сразу несколько технологий, чтобы удовлетворить исходным инженерно-геологическим условиям.

Например, когда несущий пласт находится предельно глубоко, то комбинируют забивную и буронабивную методики.

Монтаж выглядит следующим образом:

1. Вначале способом лидерного бурения в грунте устраивают шурф, куда помещают обсадную трубу.
2. Затем дизель-молотом забивают железобетонную опору.
3. Когда конец изделия упрется в плотный грунт, сверху закладывают монолитную конструкцию путем армирования и бетонирования скважины.

Таким образом, для строительства частных домов в большинстве случаев используют стальные винтовые и железобетонные буронабивные сваи. Когда по проекту возводится тяжеловесное здание в несколько этажей необходимо применять забивную методику для возведения фундамента.

Какие типы опор используют для устройства оснований из свай в зависимости от материала?

Опоры также различаются между собой по материалу изготовления. На практике используют железобетонные, стальные, деревянные и пластиковые изделия.

Выбирая вариант силовой конструкции, обращают внимание на:

• прочностные характеристики;
• срок службы,
• стойкость к внешней среде;
• стоимость изделия.

Пластиковые

ПВХ трубы в качестве обсадной трубы для буронабивных свай стали применятся не так давно. Как правило, используют недорогие канализационные трубы нужного диаметра (от 200 до 500 мм).

Заготовки помещают в готовые скважины с утрамбованной песчаной подушкой. Во внутреннюю полость трубы заводят арматурный каркас и заливают раствором. Пространство между грунтом и трубой заполняют укрепляющей засыпкой из щебня или гравия.

Сфера применения: строительство легковесных построек сельскохозяйственного назначения, реже – одноэтажных домов.

Преимущества:

1. доступная цена;
2. легкий вес;
3. средние прочность;
4. продолжительность эксплуатации.

Основной недостаток – ограниченная грузоподъемность.

Железобетонные

Ж/б фундамент может быть:

Армирование бетонного изделия повышает прочность, а также стойкость к деформирующим нагрузкам, что значительно увеличивает срок службы силовой конструкции.

Как правило, при изготовлении опор используют арматуру класса А2, А3 и тяжелый бетон (М250–М300), для которого характерны высокие показатели морозоустойчивости.

Деревянные

Деревянный фундамент закладывают для каркасных, щитовых и бревенчатых домов методом прикладывания ударной силы. От повреждений в процессе погружения в грунт изделие защищают стальным наконечником и кольцом в верхней части столба. Силовые конструкции с элементами из дерева применяют в частном строительстве.

Их преимущества:

1. доступная цена,
2. экологическая безопасность,
3. эстетичный вид.

Недостатки:

1. для погружения нужно привлекать спецтехнику,
2. средняя несущая способность,
3. ограниченный срок службы.

Металлические

Стальные опоры применяются в частном строительстве чаще всего, поскольку имеют доступную цену, значительную грузоподъемность, а также эффективность на сложных грунтах.

Склонность металла к коррозии компенсируют защитным слоем, образовавшимся в процессе горячего оцинкования. Также с этой целью на поверхность стали наносят битумную мастику, акриловые покрытия и другие гидрофобные составы.

Металлические опоры могут быть забивными (сплошными, полыми) и винтовыми.

Подробная статья о металлических опорах здесь.

Как правильно выбрать?

Каждый тип опор характеризуется своими особенностями, преимуществами и недостатками. К наиболее долговечным относят железобетонные и металлические конструкции. При этом имеют в виду, что ж/б столбы способны удерживать больше вес в течение 100 лет, тогда как металл подвержен коррозии. Но недостаток стали можно компенсировать качественным защитным покрытием и тогда эксплуатационный ресурс фундамента повысится до 70–90 лет.

В свою очередь винтовые изделия можно монтировать своими руками всего за несколько дней, тем самым сокращая расходы на строительство. В случае необходимости такой фундамент можно усилить или отремонтировать.

Но когда по проекту требуется ж/б основание со значительной несущей способностью, то самостоятельно конструктор может только заложить буронабивные опоры, либо пригласить специалистов, которые с помощью техники погрузят в грунт силовую конструкцию за один день.

Пластиковые изделия используют в качестве обсадных труб для буронабивных свай для малоэтажного строительства и при возведении легких построек. Материал ПВХ характеризуется стойкостью к механическим повреждениям и переувлажненной почвенной среде, но имеет ограниченную грузоподъемность. Скорость возведения буронабивных опор ограничена временем затвердевания бетона. Срок службы такого фундамента – не более 70 лет.

Забивные деревянные опоры применяют при возведении:

1. каркасных;
2. щитовых;
3. деревянных домов;
4. бань;
5. тех конструкцией, вес которых допустим относительно несущей способности свайного фундамента.

Древесина – экологичный материал, с которым легко работать, но не смотря на пропитку гидрофобными составами, антипиреном и антисептиком, срок службы такой силовой конструкции ограничен 40–60 годами.

Для сравнения стоимости фундамента для строительства частного дома ниже приведена таблица со среднерыночными ценами:

Заключение

Свайная технология широко используется в строительстве за счет ее экономической целесообразности, практичности и эффективности. Сваи различаются между собой по способу погружения, материалу изготовления и другим характеристикам, позволяющим подобрать тип силовой конструкции, который будет отвечать проектным требованиям и инженерно-геологическим условиям.

Источник

Основные виды свайных фундаментов

За обобщающим термином «свайный фундамент» скрывается внушительный перечень разновидностей этого основания, каждая из которых имеет свои достоинства, недостатки и «показания к применению».

Оптимальный выбор вида сваи, конструкции ростверка и способа монтажа основания не только поспособствует упрощению и удешевлению строительных работ, но и обеспечит максимальный срок службы постройки.

Вот почему застройщик должен хорошо понимать, какие виды свайных фундаментов могут сегодня применяться и как выбрать самый предпочтительный вариант.

Как работают сваи

В современном строительстве применяют различные виды свайных фундаментов и работа свай в них также осуществляется по-разному.

По данному признаку можно выделить два типа опор:

1. Сваи-стойки.

Такая свая переносит нагрузку от веса здания на грунт, в который упирается. Сваю-стойку изготавливают по технологии, обеспечивающей прочное основание, ведь именно на него может приходиться до 85% веса постройки.

Сваи стоечного типа – это классический и наиболее распространенный вариант. Опираясь на прочный грунт, они почти не дают осадки и могут выдерживать очень большие нагрузки.

2. Висячие сваи.

Сваи данной разновидности не упираются в грунт, а удерживаются в нем подобно тому, как держится вбитый в доску гвоздь, то есть за счет силы трения между боковой поверхностью и внешней средой.

Сравнивая висячую сваю со стойкой, можно выделить два основных отличия: площадь боковой поверхности у висячей сваи увеличена, при этом она имеет рельефное исполнение, благодаря чему более прочно «цепляется» за окружающий ее грунт.

Применение висячих свай оправдано в тех случаях, когда прочный грунт залегает особенно глубоко и сваи-стойки пришлось бы делать слишком длинными.

Какими бывают сваи

Деление на различные виды свайных фундаментов и классификация свай подразумевают группирование по материалу изготовления и способу монтажа.

По материалу

Выбирая материал сваи, следует оценивать не только его физические свойства в сочетании с рабочими характеристиками, но, также, стоимость, доступность и удобство монтажа. Сегодня применяют такие виды свай:

1. Деревянные.

Наиболее распространены деревянные опоры из сосны и ели, но иногда встречаются и лиственничные, дубовые и кедровые сваи.

Древесина хорошо поддается обработке и во многих регионах является самым доступным материалом, но из-за таких существенных недостатков, как малая прочность и подверженность гниению, к применению деревянных свай сегодня прибегают довольно редко.

Их установка считается оправданной при возведении построек с малым сроком службы, а также при наличии высокого уровня грунтовых вод.

Деревянная свая должна иметь в диаметре не менее 180 мм. Наибольшая длина цельноствольных деревянных свай обычно не превышает 16 м. Если же необходима более длинная опора, сращивают несколько стволов, увеличивая таким образом длину сваи до 25 м.

2. Стальные.

Сваи, выполненные из стали, могут иметь самую разнообразную конструкцию. В большинстве случаев это цельнотянутая труба с толщиной стенки от 8 до 12 мм, но могут применяться, например, опоры коробчатого сечения, изготовленные из двутавров или других элементов.

Для усиления несущей способности стальные сваи после установки на место заливаются бетоном.

Из стали изготавливаются и так называемые винтовые сваи, достаточно популярные сегодня. Они имеют вид сверла или обычной трубы, снабженной шнековой навивкой.

Сваи больших диаметров завинчивают с применением механизированного оборудования, например, кабестанов, но опору диаметром 100 мм вполне могут установить на место два человека с помощью ворота.

Благодаря подобию резьбы винтовая свая фиксируется в грунте особенно прочно и даже при небольшом диаметре основного ствола и малой прочности грунта может удерживать значительные нагрузки.

Важным достоинством опор данной разновидности является возможность их многократного использования. При сооружении мобильной постройки сваю не бетонируют, а при переносе здания ее извлекают, чтобы позже установить на новом месте.

Сталь – весьма прочный и долговечный материал, но он имеет высокую стоимость и подвержен коррозии.

3. Железобетонные.

Наиболее распространенные на сегодняшний день виды свай и свайных фундаментов изготавливаются из железобетона.

Этот вариант наиболее практичен с точки зрения индивидуального строительства, поскольку позволяет изготовить сваю любого диаметра прямо в грунте, не привлекая дорогостоящего подъемного оборудования.

Ж/б сваи могут поставляться на стройплощадку и в готовом виде. В этом случае они обычно имеют квадратное (с размерами от 200х200 до 400х400 мм) или прямоугольное (250х500 или 200х400 мм) поперечное сечение. Все чаще применяются винтовые железобетонные сваи.

При завинчивании в них заводится стальной сердечник, который по завершении монтажа извлекается для завинчивания следующей сваи.

Сваи из железобетона могут быть как сплошными, так и полыми.

По способу монтажа

Также выделяют различные виды свайных фундаментов по способу погружения свай в грунт. Применяют один из следующих методов:

1. Внедрение в грунт посредством молотов или вибропогружателей.

Сваи, устанавливаемые подобным образом, называются забивными. Все они, независимо от материала, имеют заостренный конец длиной в 1,5 – 2 диаметра, который при работах в плотном грунте защищают с помощью специальной детали – башмака.

Защищается и верхняя часть сваи, которая подвергается ударному воздействию: на нее одевается толстостенное стальное кольцо.

Достоинством данного способа установки свай является отсутствие земляных работ, но произвести такой монтаж вручную невозможно. Поэтому в индивидуальном строительстве этот способ применяется редко.

Кроме того, у него есть существенный недостаток: при забивании сама свая или ее гидроизоляционное покрытие могут быть повреждены, что практически невозможно проконтролировать.

2. Завинчивание.

С помощью этой технологии устанавливаются винтовые сваи, о которых было рассказано выше.

3. Установка в заблаговременно выполненную скважину.

При таком способе установки сваю называют буровой. Формирование скважины осуществляют посредством бура, причем сделать это можно и вручную.

При явном недостатке данного способа погружения, который заключается в наличии земляных работ, есть у него и важные преимущества:

• вместо заострения свая имеет плоский нижний торец или даже специальное уширение (пяту), что обеспечивает ей более устойчивое положение и минимальную осадку;
• при установке сваи в готовую скважину практически отсутствует риск повреждения гидроизоляции, что особенно актуально для стальных свай;
• из-за отсутствия ударного воздействия на сваю вероятность ее повреждения при монтаже сводится к нулю.

4. Изготовление прямо в грунте.

По данной технологии устанавливаются буро-набивные сваи. В заранее выполненную скважину устанавливают опалубку и арматуру, после чего ее заливают бетоном.

Ростверки для свайных фундаментов

Применяя различные виды свайных фундаментов и типы ростверков для них, строители стремятся получить оптимальное сочетание низкой стоимости и приемлемой функциональности.

В первую очередь, ростверки делятся на две группы:

• ленточные: имеют вид балок, укладываемых по периметру здания и под несущими стенами;
• плитные: представляют собой плиту и применяются в тех случаях, когда сваи расположены по всей площади постройки.

Кроме того, различают следующие виды ростверков свайных фундаментов :

1. Сборные.

Представляют собой уложенные поверх свай балки из металлопрофиля (двутавр или швеллер), древесины или железобетона.

2. Сборно-монолитные.

Ростверк набирается из нескольких ж/б элементов, снабженных специальным замком. После сборки конструкция замоноличивается. Для сооружения такого ростверка обязательной является высокая точность установки свай.

3. Монолитный.

Изготавливается непосредственно на стройплощадке путем заливки бетона в заранее подготовленную опалубку с установленным в нее арматурным каркасом.

С точки зрения индивидуального строительства данный метод наиболее удобен, поскольку позволяет обойтись только подручными инструментами.

Видео об устройстве свайных фундаментов.

Источник