маячные сваи что это такое
Свайные работы
Сваи предназначены для передачи нагрузки от сооружения на грунт, повышения несущей способности слабых грунтов, предотвращения осыпания и оползания грунтов, а также ограждения пространств от доступа воды.
Сваи классифицируются по способу передачи нагрузок от сооружений на грунт, форме ствола, поперечного сечения, материалу и методам производства работ. По методам производства работ сваи подразделяют на забивные (погружаемые) и набивные. Забивные (погружаемые) сваи заранее изготавливают на заводах или полигонах строительных площадок и затем ударным или безударным методом (или их комбинацией) погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте (рис. 11).
Рис. 11. Набивные сваи:
а — бетонная; б — железобетонная с разрубленным уширением
Сваи бывают бетонные, железобетонные, деревянные, металлические, грунтовые и комбинированные. По форме сваи бывают квадратного, круглого и призматического сечения. Забивные железобетонные сваи (ненапряженные и предварительно напряженные) широко применяются в строительстве. Они классифицируются по форме поперечного сечения, длине, весу, конструкции нижнего конца. Наибольшее распространение получили сваи прямоугольные и квадратные со сплошным поперечным сечением, квадратные с круглой полостью и круглые полые сваи или сваи-оболочки. Квадратные сваи сплошного сечения имеют размер от 20 х 20 до 40 х 40 см с модулем 5 см, длина свай достигает 28 м.
Предварительно напряженные квадратные сваи сплошного сечения без поперечного армирования имеют длину от 3 до 9 м и применяются в слабых или средней плотности грунтах. Полые сваи круглого сечения производятся длиной от 3 до 40 м. Полые круглые сваи диаметром до 800 мм называются трубчатыми, диаметром 800-1600 мм — сваями-оболочками. Сваи-оболочки диаметром 2-6 м называются колодцами-оболочками; они применяются в опорах глубокого заложения при устройстве заглубленных промышленных помещений, в качестве колодцев-водозаборов и др. По длине сваи могут быть целыми (до 12-20 м) и составными, сращенными из отдельных звеньев. Применение составных свай обусловлено простотой изготовления и транспортирования, а также использованием для погружения оборудования меньшей грузоподъемности и высоты. Однако составные сваи могут давать значительные отклонения по вертикали при погружении. Конструкция нижнего конца полых свай может быть открытой или закрытой специальным наконечником. Внутренняя полость составных свай может быть либо незаполненной (кроме верхней части, примыкающей к ростверку), либо полностью заполненной грунтом или бетоном.
Деревянные сваи изготовляются главным образом из сосновых бревен и применяются в основном для устройства фундаментов под временные здания и сооружения при небольших нагрузках. Они бывают цельными длиной 4,5-12 м, сращенными по длине до 40 м, пакетными, сплоченными из нескольких бревен или брусьев. Нижний конец деревянной сваи заостряется на три или четыре грани. При забивке деревянных свай в плотные грунты для предохранения острия от разрушения на него предварительно надевают башмак (наконечник), верхняя часть имеет кольцо (бугель), предохраняющее головку сваи от разрушения при ударах молота. Верхний конец сваи срезается строго перпендикулярно продольной оси. Для увеличения срока службы сваи антисептируются.
В тех случаях, когда сваи применяются в качестве ограждающих конструкций или противофильтрационных завес, их называют шпунтовыми сваями (шпунтом). Шпунтовые сваи погружают вплотную друг к другу, образуя сплошную стенку, которая называется шпунтовым рядом. Для надежного соединения шпунтовых свай между собой с боковой стороны каждой шпунтины предусматриваются замки.
Рис. 12. Деревянные шпунтовые сваи:
1 — паз; 2 — гребни
У деревянной шпунтовой сваи (рис. 12) на одной ее грани сделан паз, а на противоположной — гребень. При забивке гребень шпунтины заходит в паз, образуя надежное водонепроницаемое соединение. Нижний конец шпунтовой сваи заостряют со стороны гребня с таким расчетом, чтобы свая прижималась к ранее заглубленной шпунтине. Деревянные шпунтовые сваи обычно изготавливаются из брусьев длиной до 6 м.
Рис. 13. Железобетонные шпунтовые сваи
Железобетонные шпунтовые сваи (рис. 13) обычно изготовляют плоской формы и с предварительным напряжением арматуры. Реже изготовляют двутавровый железобетонный шпунт. Нижняя часть железобетонного шпунта также имеет срез в одну сторону. Железобетонные шпунтовые сваи применяются преимущественно как конструктивные элементы подпорных стен, набережных и т. п.
Металлические шпунтовые сваи изготовляют четырех профилей: плоского, корытообразного, зетобразного и типа «Ларсен». Плоский металлический шпунт применяют для устройства противофильтрационных завес, а корытообразный и зетобразный — для устройства завес и подпорных стенок, ограждающих конструкций больверков и др. Металлический шпунт, поставляемый промышленностью, может быть использован многократно для временного ограждения котлованов и траншей.
Стальные сваи изготавливают из прокатных профилей или труб длиной до 30 м с закрытым конусом на нижнем конце. Труба после погружения заполняется бетоном. Такие сваи применяются в фундаментах глубокого заложения, к примеру, в мостовых опорах. Из стали изготавливаются винтовые сваи, которые применяются для сооружений, работающих на выдергивающие нагрузки — якорей для оттяжек, опор линий электропередач и др.
Набивные сваи весьма разнообразны по конструкции и способам изготовления: часто трамбованные сваи, сваи Страуса, вибросваи, грунтовые сваи, сваи с уширенной пяткой и др. Для всех видов набивных свай требуется бурение скважины и заполнение ее бетонной смесью или грунтом с последующим уплотнением. Скважину бурят буром. В слабых, обводненных грунтах и грунтах, склонных к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными трубами (плотные не обрушающиеся грунты не закрепляют обсадными трубами). В пробуренную скважину опускают арматурный каркас и заполняют бетонной смесью через трубу с воронкой, образуя буронабивную сваю.
Рис. 14. Свайные фундаменты:
а — на сваях-стойках; б — на висячих сваях
По способу передачи нагрузки от сооружения на грунт и по характеру их работы в грунте различают два вида свай: сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки опираются на прочные грунты, при этом основная нагрузка (более 70-80%) передается через острие сваи и воспринимается грунтом (рис. 14а). Висячие сваи не доводят до прочных грунтов, и основная нагрузка (70-80%) передается посредством сил трения между грунтом и наружными поверхностями сваи (рис. 146).
Отдельно стоящая свая или группа совместно работающих свай называется свайным фундаментом. Свайный фундамент принято разбивать на три основных элемента: ростверк, сваи и грунт. Ростверк объединяет головки свай в единое целое, передает и распределяет нагрузки от сооружения на сваи. По конструкции ростверка свайные фундаменты делят на фундаменты с низким ростверком, когда ростверк значительно заглублен в грунт, и с высоким ростверком, когда ростверк расположен выше уровня грунта или незначительно заглублен. Фундаменты с низким ростверком способны воспринимать большие горизонтальные нагрузки, чем с высокими. По расположению свай в плане фундаменты бывают с вертикальными и наклонными сваями.
Производство свайных работ
Перед производством свайных работ подготавливается площадка: снимается растительный слой, производится устройство водоотвода, вертикальная планировка участка, устройство подъездных путей, прокладываются сети для подвода воды, пара, сжатого воздуха, электроэнергии. При планировке площадки необходимо учитывать, что отдельные впадины и возвышения не должны превышать 10 см. Площадка присыпается песком или песчано-гравийной смесью.
После окончания работ по подготовке площадки и разбивки главных осей сооружения (за основные линии принимаются продольная и поперечная оси здания) производят разбивки свайных рядов и закрепление на местности. Оси свайных фундаментов разбивают от основных линий сооружения, которые должны быть прочно закреплены на местности — основные оси закрепляют надежно заделанными в грунт створными знаками (бетонными столбами, металлическими трубами, рельсами). Створные знаки закладывают в устойчивых грунтах за пределами зоны возможных обвалов, положение створных знаков периодически проверяется геодезическими приборами. Разбивка основных осей должна сохраняться на все время производства работ. Репер также устанавливают в местах, в которых исключено смещение грунта. Абсолютную отметку репера проставляют на нем краской. Разбивка осуществляется в соответствии с планом размещения свай, на котором указаны: несущая способность свай и проектный отказ, полученный при предпроектных испытаниях пробных свай; привязка осей свайных рядов, одиночных свай или кустов к разбивочным осям сооружения; шаг свай; отметка начала острия и верха свай; порядковые номера свай (нумеруются все сваи в пересечениях разбивочных осей здания, каждая пятая в ряду, первая и последняя в кусту). Сначала разбиваются сваи, расположенные на главных и вспомогательных осях сооружения. Сваи, расположенные на промежуточных осях, разбивают одновременно с ними, если разбивочная сетка превышает размер 6×6 м. При меньшем размере положение свай на промежуточных осях разбивается в процессе погружения. Разбивку каждого свайного ряда и куста сохраняют до приёмки всех свай этого ряда. Каждому ряду, кусту и каждой свае присваивают номер, который проставляют на плане расположения свай (для нумерации свайных рядов и кустов принимают римские цифры, для свай — арабские). Разбивку центров свай производят с помощью стальной ленты, прокладываемой по провешенной оси соответствующего свайного ряда. Центр сваи закрепляют штырем или деревянным колышком длиной 20-25 см; положение свай, находящихся на главных осях, дополнительно фиксируют деревянными сторожками, на которые наносят номер сваи. Вертикальные отметки голов свай разбивают по реперам. При забивке свай с подмостей положение осей рядов свай фиксируется прямо на них. При погружении свай на покрытой водой местности разбивочные оси закрепляются знаками на берегу или специальными каркасами и буями. Разбивка и закрепление осей свай оформляется актом.
На строительной площадке сваи разгружают с одновременной укладкой в зоне работы копра поодиночке или штабелями головами к копру перпендикулярно оси его движения. Поднимать сваи при разгрузке и погрузке необходимо за подъемные петли. При подъеме свай длиной более 6 м следует пользоваться траверсой. Перетаскивать сваи волоком запрещается. При укладке свай в штабеля их укладывают правильными рядами в горизонтальном положении не выше четырех рядов по высоте; если позволяет территория, желательно разложить в один ряд по высоте. Между горизонтальными рядами свай укладываются прокладки шириной не менее 5 см, расположенные рядом с подъемными петлями (для сохранности петель толщина прокладок должна быть на 2-3 см больше их высоты). На строительной площадке располагать сваи более чем в два яруса по высоте не рекомендуется.
При приемке доставленных на объект свай проверяется документация на их изготовление, правильность маркировки, производится наружный осмотр. В процессе подготовки свай непосредственно к погружению при необходимости производится укрупнительная сборка и обустройство свай. Укрупнительную сборку свай по длине производят в соответствии с проектом производства работ либо предварительно на специальной площадке, либо в процессе погружения. Звенья составных железобетонных свай соединяют электросваркой закладных частей, фланцами на болтах, клиновыми и другими устройствами; короткие трубчатые сваи соединяются с помощью вкладыша. Сваи-оболочки диаметром 2-3 м изготовляются члененными звеньями высотой 4-8 м, при большем диаметре каждое звено дополнительно членится продольными швами (конструкция продольных стыков устанавливается проектом). Деревянный шпунт в слабые грунты погружают пакетами из двух-трех шпунтин, сплоченных заранее и объединенных общим наголовником из обрезков швеллера. Для соединения с вибропогружателем в верхней части шпунта просверливают отверстие. К полым железобетонным сваям, погружаемым с закрытым концом, приваривают железобетонный наконечник, а к металлическим — конусообразный наконечник, изготовленный из листовой стали. Во всех случаях нужно следить за точной центровкой острия свай, так как смещение острия от продольной оси или несимметричность заострения могут привести к отклонению сваи по вертикали в процессе погружения. Перед погружением металлического шпунта протягиванием через шаблон проверяют его прямолинейность и сохранность замков, срубают наплывы, прорезают в верхней части отверстие для соединения с вибропогружателем. Заранее изготовляют угловой шпунт, для чего разрезают вдоль целые шпунтины и соединяют их заклепками внахлестку.
В процессе подготовительных работ производят пробную забивку железобетонных готовых свай. По результатам испытания пробных свай корректируют чертежи свайного сооружения и проект производства работ. Способ производства работ по устройству свайного фундамента выбирается в зависимости от типа свай, их размеров, веса, конструкции, расположения их в плане, от грунтовых условий и конкретных условий производства работ на строительной площадке.
Применяются следующие методы погружения свай и шпунта:
Имеются практические рекомендации по применению методов погружения в различные грунты. Например, ударный метод пригоден при любых грунтах, вибропогружение — при наличии рыхлых песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтов, вибровдавливание — при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучие суглинки и глины, вдавливание — при наличии глинистых грунтов текучей консистенции.
Для производства свайных работ применяются копровые установки различных модификаций, вибровдавливающие агрегаты, молоты ударного действия (паровоздушные, дизельные, штанговые, трубчатые), вибропогружатели (низкочастотные и высокочастотные).
Рис. 15. Схемы очередности погружения свай:
а — последовательно-рядовая; б, в — концентрическая; г — секционная
Ударный метод забивки свай и шпунта наиболее распространен. Этим методом можно погружать различные железобетонные сваи — сплошные, трубчатые, крестообразные, а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты. Для забивки свай используются молоты механические, паровоздушные одиночного и двойного действия, а также дизельные штанговые и трубчатые. Сваи забиваются в определенной последовательности (рис. 15). Последовательно-рядовая схема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках такая схема может привести к неравномерным осадкам сооружения. Концентрическая от края к центру забивка характерна значительным уплотнением в центральной зоне, поэтому применяется в слабых водонасыщенных грунтах. Концентрическая забивка от центра к краю производится в слабо сжимаемых грунтах, иначе сваи в процессе забивки будут отклоняться из-за неравномерного уплотнения грунта со стороны забитых свай и свободной внешней части. Секционная забивка применяется в связных грунтах, при этом сначала членят свайное поле на секции, забивая сваи в граничных рядах, а затем ведут последовательную забивку в пределах секции. При забивке молотами для защиты голов свай от разрушения и равномерного распределения силы удара по площади сваи применяют литые металлические наголовники со сменными прокладками-амортизаторами из древесины или полимерных материалов. Форма нижней полости наголовника соответствует форме поперечного сечения сваи, а размер должен допускать свободное вхождение головы сваи, но с зазором не более 20 мм для обеспечения центрирования удара. Наголовник соединяют с молотом двумя канатами. Железобетонные трубчатые сваи и сваи-оболочки требуют более надежной защиты дополнительным амортизирующим кольцом, которое укладывается на голову сваи.
При вибрационном методе погружения сваю погружают при помощи вибрационных машин. Суть метода состоит в том, что при интенсивной вибрации (амплитуда и частота колебаний) преодолевается сопротивление трения на боковой поверхности сваи и лобовое сопротивление, возникающее под острием сваи, что позволяет погрузить сваю на проектную глубину. Амплитуда колебаний и масса вибросистемы должны обеспечить разрушение структуры грунта с необратимыми деформациями. Вибрационный способ применяют в основном для погружения шпунта и свай-оболочек в несвязные водонасыщенные грунты. Высокочастотные подрессорные вибропогружатели применяются для погружения деревянного шпунта, а также для нетяжелых железобетонных свай и стальных труб; тяжелые низкочастотные вибропогружатели используются для погружения свай-оболочек и т. п. При выборе низкочастотных погружателей (420 колебаний в мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек диаметром 1000 мм и более, нужно, чтобы число, выражающее момент эксцентриков в кг*м, превосходило число, выражающее массу вибросистемы, не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых грунтов. При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, вызывающая значительное (до 40%) снижение несущей способности сваи. Для устранения этого явления сваю погружают на последнем этапе длиной 15-20 см ударным методом. Для погружения легких свай (массой до 3 т) и металлического шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления, применяют высокочастотные (1500 и более колебаний в мин) вибропогружатели с под рессорной пригрузкой. Вибрационный метод погружения свай в плотные маловлажные грунты применим только при устройстве лидирующих скважин.
Вибрационное погружение свай-оболочек производится согласно проекту с извлечением или без извлечения грунта из полости сваи. Для удаления грунта используются грейферы, виброгрейферы и эрлифтовые установки. Вибропогружатели данного вида имеют проходное отверстие, благодаря чему можно чередовать погружение и извлечение грунта без снятия вибратора. При большой глубине погружения и недостаточной погружающей способности вибромеханизма применяется подмыв грунта с подачей воды под большим давлением. При погружении свай-оболочек малого диаметра (до 1,2 м) применяется центральный подмыв с одной трубкой, установленной внутри сваи, а при большем диаметре — двумя или несколькими трубками, установленными снаружи. Внутренний диаметр трубок принимается от 37 до 131 мм, давление воды — 0,4-2 МПа и более. Грунт вместе е водой по затрубному пространству выносится на поверхность и отводится в сторону. Последние 0,5-1 м до проектной, отметки свая погружается без подмыва. Подмыв снижает несущую способность сваи и при расчете это необходимо учитывать. Способ подмыва дает хороший результат только в тех грунтах, которые поддаются размыву водой, т. е. несвязных или малосвязных; подмыв в макропористых (лессовых) просадочных грунтах исключен. При вибрационном погружении шпунта через 2-2,5 м по длине шпунтового ограждения погружаются маячные сваи, к которым крепят горизонтальные направляющие таким способом, чтобы расстояние между ними в свету равнялось толщине шпунта. Гребень шпунта должен быть направлен вперед по ходу погружения. При погружении металлического шпунта большой длины направляющие устраиваются в два и более ярусов. В некоторых случаях применяется виброударный метод погружения свай с помощью вибромолотов. Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать силу удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.
Для погружения в грунт свай методом статического вдавливания применяются специальные установки. Сваи при этом погружают в заранее пробуренные лидерные скважины, диаметр и глубину которых подбирают опытным погружением сваи. Лидерная скважина, пробуриваемая с целью уменьшения сопротивления грунта внедрению сваи, одновременно является направляющей для погружения сваи. Более эффективным является способ динамического (вибрационного) вдавливания свай с помощью вибровдавливающих установок; в этом случае свая погружается за счет комбинированных действий вибрации и статической пригрузки. Применение вибровдавливания позволяет повысить эффект погружения, т. е. увеличить размер сваи, осуществить погружение в более плотные грунты, отказаться от устройства лидерной скважины.
Метод завинчивания свай применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты электропередач, радиосвязи и т. п., где могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию. Завинчивают железобетонные и стальные сваи со стальными наконечниками с помощью специальной техники (сваи небольшого диаметра длиной до 8 м) или с помощью кабестанов (кабестан представляет собой механизм, включающий пару захватов, обнимающих сваю и передающих ей вращательное движение при погружении в грунт) с установленными на них электродвигателями.
Электроосмос применяют для облегчения процесса погружения свай в глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции. После кратковременного действия постоянного тока вокруг забиваемой сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и в нем возникают водонасыщенные зоны, благодаря этому понижается сопротивление грунта и сваи легко погружаются в грунт. У ранее забитой сваи, служащей анодом, образуется зона грунта со сниженной влажностью. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод, прочность грунта восстанавливается и несущая способность свай, являвшихся катодами, возрастает. Наибольший эффект от применения метода электроосмоса наблюдается при погружении свай в глинистые грунты со степенью водонасыщения, близкой к единице.
Рис. 16. Способы погружения свай в мерзлые грунты:
а — обычная забивка при глубине промерзания менее 30 см; б — забивка с помощью пробойника при глубине промерзания до 50 см; в — установка в оттаянный грунт; г — забивка в лидерную скважину, диаметр которой меньше наибольшего размера сваи; 1 — свая; 2 — мерзлый грунт; 3 — приямок в мерзлом грунте; 4 — оттаянный грунт; 5 — лидерная скважина
Погружение свай в мерзлые грунты имеет свои особенности (рис. 16). Без дополнительных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,7 м. Забивка свай молотами без дополнительных мер допускается при небольшой глубине промерзания — до 0,3 м; при промерзании не более 0,5 м с успехом используется пробойник, при этом пробойник погружают на всю глубину мерзлого грунта и затем извлекают, сваю устанавливают в образовавшуюся лунку и добивают до проектной отметки. В остальных случаях создаются условия, близкие к летним. С этой целью предотвращают замерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами. Чтобы уменьшить глубину промерзания, дно котлована засыпают слоем снега высотой 70-80 см; по мере производства работ снег убирают бульдозером. Мерзлый грунт на месте забивки свай разрушают механическими способами, принятыми при разработке мерзлых грунтов; устраивают лидирующие скважины или нарезают прорези по рядам будущих свай; оттаивают слой мерзлого грунта. Грунт оттаивают с помощью ручных или станковых термобуров с реактивными горелками. Грунт на глубину 6-8 м оттаивают паровыми или электрическими трубками (электронагреватели устанавливают в узкие скважины, пробуренные в грунте до отметки 25-30 см выше глубины промерзания), а сваи погружают молотами или вибропогружателями сравнительно небольшой мощности. Необходимо учитывать, что при устройстве лидирующих скважин несущая способность висячих свай может снижаться на 15-20%, при оттаивании несущая способность сваи повышается на 10-15%.
Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:
Пошаговая инструкция по строительству свайного фундамента своими руками
Пошаговая инструкция по строительству свайного фундамента своими руками
© ООО «СтройПартнер» 2009-2018
Чтобы построить надежный дом на местности с неустойчивым грунте или высоким уровнем грунтовых вод, нужно соорудить качественный свайный фундамент. Только основание этого типа способно эффективно работать на подобных участках застройки. При этом для его устройства необязательно привлекать бригаду специалистов, все работы можно выполнить и своими силами, что обойдется вам в разы дешевле.
Что такое свайный фундамент?
Классический фундамент на сваях – это конструкция, состоящая из вертикальных опор, погруженных в грунт и связанных между собой ростверком. Верхняя обвязка в большинстве случаев делается в виде монолитной железобетонной ленты над поверхностью земли. Реже (для небольших и легких строений) она выполняется из деревянных или металлических балок.
Рисунок 1. Конструкция и внешний вид свайно-ростверкового основания
Благодаря расположению ростверка над поверхностью земли, на него не воздействует морозное пучение и влага. А при погружении свай ниже уровня промерзания грунта, сезонные расширения и сжатия пластов почвы обходят стороной и их.
Наиболее часто свайному основанию отдают предпочтение при строительстве на плывучих, песчаных, торфяных и болотистых грунтах.
Достоинства и недостатки свайных конструкций
Свайно-ростверковый железобетонный фундамент отличается по стоимости: он гораздо дешевле (примерно на 20-30 %) классического ленточного. Экономия достигается за счет минимального объема земляных работ и значительно меньшего расхода основных материалов – арматуры и бетона. Это является его основным преимуществом.
Рисунок 2. Разновидности свай для фундаментов
Из недостатков стоит выделить невозможность строительства свайно-ростверковых конструкций на скалистых и каменистых грунтах. Не менее значимым минусом является подверженность металлических свай коррозии. Тем не менее, срок службы фундамента этого типа может достигать более 50 лет в зависимости от используемых свай и метода их противокоррозионной защиты.
Разновидности свайных оснований
Несмотря на то, что свайное основание считается менее надежным, чем монолитный ленточный фундамент, на плывучих, болотистых и торфяных почвах он работает гораздо эффективнее. Перед выбором и строительством обязательно нужно проводить геологические изыскания для определения типа грунта, поскольку на основании этих данных определяется целесообразность применения того или иного вида свайного фундамента.
Основные виды свайных оснований:
Рисунок 3. Основные типы свай для устройства свайного фундамента
Свайно-винтовой фундамент
Винтовое основание сооружается из специальных труб круглого сечения с лопастями, которые могут быть расположены в один или несколько рядов. В большинстве случаев внутренняя полость свай после погружения заливается бетоном, что позволяет существенно повысить несущую способность будущего фундамента.
Рисунок 4. Способы обвязки свайно-винтового основания
Особенности
Свайно-ленточный фундамент обладает множеством преимуществ, но основным из них является возможность самостоятельного погружения свай. Благодаря наличию лопастей на стальных трубах их погружения можно выполнить силами 2-х человек. Реже для вкручивания привлекают спецтехнику или используют специальное оборудование.
Рисунок 5. Конструкция свайно-винтового основания
Устройство
Последовательность действий при сооружении свайно-винтового фундамента:
Фото 6. Процесс ввинчивания свай
Фото 7. Готовое свайно-винтовое основание с ростверком из металлического швеллера
Пошаговая инструкция по устройству свайного фундамента своими руками в следующих видеоматериалах:
Забивной свайный фундамент
Забивной фундамент сооружается с применением железобетонных свай квадратного сечения с заостренным концом. Но они считаются менее надежными по сравнению с металлическими трубами, которые за счет наличия лопастей обладают лучшей устойчивостью.
Рисунок 8. Забивные железобетонные сваи
Особенности
Железобетонные сваи изготовляются в заводских условиях из качественного бетона с предварительным армированием. Они бывают разной длины, что позволяет сооружать забивной фундамент практически на любых почвах (исключение составляют скалистые), так как изделия погружаются на глубину залегания плотных несущих слоев.
Рисунок 9. Конструкция забивного свайного фундамента
Этапы монтажа
Последовательность устройства фундамента на забивных сваях:
Фото 10. Процесс забивки свай
Фото 11. Забивные сваи, обвязанные металлическим швеллером
Процесс забивки железобетонных свай показан в следующем видео:
Буронабивной свайный фундамент
Буронабивное основание сооружается непосредственно на месте строительства путем заливки пробуренных скважин в грунте бетоном с предварительным армированием. К этому виду относится фундамент ТИСЭ, который на сегодня пользуется наибольшим спросом среди застройщиков. Он лучше других разновидностей работает в условиях морозного пучения, а крупные строительные компании Московской области дают на него даже пожизненную гарантию.
Рисунок 12. Внешний вид буронабивного основания типа ТИСЭ
Особенности
ЖБ фундамент типа ТИСЭ представляет собой конструкцию на основе буронабивных свай с полусферической подошвой в нижней части и железобетонным ростверком. Подобное конструктивное исполнение опор способствует увеличению их несущей способности, повышает устойчивость к воздействию сил морозного пучения. В большинстве случаев буронабивные сваи сооружаются ниже глубины промерзания грунта.
Рисунок 13. Конструкция фундамента ТИСЭ
Другие особенности буронабивного основания:
При выборе этого типа основания также следует учитывать, что он требует устройства широкой отмостки (как правило, не менее 1 м).
Устройство
Монтаж свайного фундамента по технологии ТИСЭ требует наличия специального бура – ТИСЭ-Ф, который имеет конструкцию раздвижной штанги с 2-мя рукоятками и режущими кромками. Опускают его на уровне расширения нижней части сваи.
Общая технология устройства:
Рисунок 14. Последовательность устройства свай с полусферическим расширением в основании
Фото 15. Бетонирование монолитной ленты поверх железобетонных свай
Бетонирование свайных опор и ростверка лучше выполнять одновременно, что позволит создать цельнолитую железобетонную конструкцию. Но в этом случае будет более затруднительным процесс уплотнения бетона в скважинах. Поэтому чаще изначально выполняется заливка свай, а после – выполняется сборка опалубки для ростверка, армирование и бетонирование ленты.
Подробно процесс устройства фундамента ТИСЭ рассмотрен в следующем видео:
Существуют и другие технологии сооружения свайных фундаментов, но их применяют гораздо реже. Так, для легких построек типа бань, гаражей, хозпостроек застройщики часто используют асбестоцементные трубы в качестве оболочки. Они погружаются в предварительно пробуренные скважины, в их внутреннюю полость устанавливается армирующий каркас и производится заливка бетоном.
Рисунок 16. Последовательность устройства свайного основания с применением асбестоцементных труб
Виды используемых ростверков для свайных фундаментов
В зависимости от весогабаритных характеристик и назначения постройки для сооружения ростверков свайного фундамента могут применяться:
Рисунок 17. Основные способы сооружения ростверка
В качестве обвязки свай при строительстве домов из бревна и бруса обычно выступает нижний венец сруба. Также деревянные балки для устройства ростверка используются при строительстве зданий по каркасной технологии.
Металлические балки из швеллеров тоже применяются для обвязки свайных фундаментов под деревянные дома.
Свайные основания с железобетонными ростверками подходят для строительства домо из любых материалов. Их ширина выбирается в зависимости от толщины будущих стен. Такие конструкции являются наиболее прочными и надежными, способны выдерживать и равномерно распределелять на сваи значительные нагрузки от строений.
Чтобы построить надежный дом на местности с неустойчивым грунте или высоким уровнем грунтовых вод, нужно соорудить качественный свайный фундамент. Только основание этого типа способно эффективно работать на подобных участках застройки. При этом для его устройства необязательно привлекать бригаду специалистов, все работы можно выполнить и своими силами, что обойдется вам в разы дешевле.
Что такое свайный фундамент?
Классический фундамент на сваях – это конструкция, состоящая из вертикальных опор, погруженных в грунт и связанных между собой ростверком. Верхняя обвязка в большинстве случаев делается в виде монолитной железобетонной ленты над поверхностью земли. Реже (для небольших и легких строений) она выполняется из деревянных или металлических балок.
Рисунок 1. Конструкция и внешний вид свайно-ростверкового основания
Благодаря расположению ростверка над поверхностью земли, на него не воздействует морозное пучение и влага. А при погружении свай ниже уровня промерзания грунта, сезонные расширения и сжатия пластов почвы обходят стороной и их.
Наиболее часто свайному основанию отдают предпочтение при строительстве на плывучих, песчаных, торфяных и болотистых грунтах.
Достоинства и недостатки свайных конструкций
Свайно-ростверковый железобетонный фундамент отличается по стоимости: он гораздо дешевле (примерно на 20-30 %) классического ленточного. Экономия достигается за счет минимального объема земляных работ и значительно меньшего расхода основных материалов – арматуры и бетона. Это является его основным преимуществом.
Рисунок 2. Разновидности свай для фундаментов
Из недостатков стоит выделить невозможность строительства свайно-ростверковых конструкций на скалистых и каменистых грунтах. Не менее значимым минусом является подверженность металлических свай коррозии. Тем не менее, срок службы фундамента этого типа может достигать более 50 лет в зависимости от используемых свай и метода их противокоррозионной защиты.
Разновидности свайных оснований
Несмотря на то, что свайное основание считается менее надежным, чем монолитный ленточный фундамент, на плывучих, болотистых и торфяных почвах он работает гораздо эффективнее. Перед выбором и строительством обязательно нужно проводить геологические изыскания для определения типа грунта, поскольку на основании этих данных определяется целесообразность применения того или иного вида свайного фундамента.
Основные виды свайных оснований:
Рисунок 3. Основные типы свай для устройства свайного фундамента
Свайно-винтовой фундамент
Винтовое основание сооружается из специальных труб круглого сечения с лопастями, которые могут быть расположены в один или несколько рядов. В большинстве случаев внутренняя полость свай после погружения заливается бетоном, что позволяет существенно повысить несущую способность будущего фундамента.
Рисунок 4. Способы обвязки свайно-винтового основания
Особенности
Свайно-ленточный фундамент обладает множеством преимуществ, но основным из них является возможность самостоятельного погружения свай. Благодаря наличию лопастей на стальных трубах их погружения можно выполнить силами 2-х человек. Реже для вкручивания привлекают спецтехнику или используют специальное оборудование.
Рисунок 5. Конструкция свайно-винтового основания
Устройство
Последовательность действий при сооружении свайно-винтового фундамента:
Фото 6. Процесс ввинчивания свай
Фото 7. Готовое свайно-винтовое основание с ростверком из металлического швеллера
Пошаговая инструкция по устройству свайного фундамента своими руками в следующих видеоматериалах:
Забивной свайный фундамент
Забивной фундамент сооружается с применением железобетонных свай квадратного сечения с заостренным концом. Но они считаются менее надежными по сравнению с металлическими трубами, которые за счет наличия лопастей обладают лучшей устойчивостью.
Рисунок 8. Забивные железобетонные сваи
Особенности
Железобетонные сваи изготовляются в заводских условиях из качественного бетона с предварительным армированием. Они бывают разной длины, что позволяет сооружать забивной фундамент практически на любых почвах (исключение составляют скалистые), так как изделия погружаются на глубину залегания плотных несущих слоев.
Рисунок 9. Конструкция забивного свайного фундамента
Этапы монтажа
Последовательность устройства фундамента на забивных сваях:
Фото 10. Процесс забивки свай
Фото 11. Забивные сваи, обвязанные металлическим швеллером
Процесс забивки железобетонных свай показан в следующем видео:
Буронабивной свайный фундамент
Буронабивное основание сооружается непосредственно на месте строительства путем заливки пробуренных скважин в грунте бетоном с предварительным армированием. К этому виду относится фундамент ТИСЭ, который на сегодня пользуется наибольшим спросом среди застройщиков. Он лучше других разновидностей работает в условиях морозного пучения, а крупные строительные компании Московской области дают на него даже пожизненную гарантию.
Рисунок 12. Внешний вид буронабивного основания типа ТИСЭ
Особенности
ЖБ фундамент типа ТИСЭ представляет собой конструкцию на основе буронабивных свай с полусферической подошвой в нижней части и железобетонным ростверком. Подобное конструктивное исполнение опор способствует увеличению их несущей способности, повышает устойчивость к воздействию сил морозного пучения. В большинстве случаев буронабивные сваи сооружаются ниже глубины промерзания грунта.
Рисунок 13. Конструкция фундамента ТИСЭ
Другие особенности буронабивного основания:
При выборе этого типа основания также следует учитывать, что он требует устройства широкой отмостки (как правило, не менее 1 м).
Устройство
Монтаж свайного фундамента по технологии ТИСЭ требует наличия специального бура – ТИСЭ-Ф, который имеет конструкцию раздвижной штанги с 2-мя рукоятками и режущими кромками. Опускают его на уровне расширения нижней части сваи.
Общая технология устройства:
Рисунок 14. Последовательность устройства свай с полусферическим расширением в основании
Фото 15. Бетонирование монолитной ленты поверх железобетонных свай
Бетонирование свайных опор и ростверка лучше выполнять одновременно, что позволит создать цельнолитую железобетонную конструкцию. Но в этом случае будет более затруднительным процесс уплотнения бетона в скважинах. Поэтому чаще изначально выполняется заливка свай, а после – выполняется сборка опалубки для ростверка, армирование и бетонирование ленты.
Подробно процесс устройства фундамента ТИСЭ рассмотрен в следующем видео:
Существуют и другие технологии сооружения свайных фундаментов, но их применяют гораздо реже. Так, для легких построек типа бань, гаражей, хозпостроек застройщики часто используют асбестоцементные трубы в качестве оболочки. Они погружаются в предварительно пробуренные скважины, в их внутреннюю полость устанавливается армирующий каркас и производится заливка бетоном.
Рисунок 16. Последовательность устройства свайного основания с применением асбестоцементных труб
Виды используемых ростверков для свайных фундаментов
В зависимости от весогабаритных характеристик и назначения постройки для сооружения ростверков свайного фундамента могут применяться:
Рисунок 17. Основные способы сооружения ростверка
В качестве обвязки свай при строительстве домов из бревна и бруса обычно выступает нижний венец сруба. Также деревянные балки для устройства ростверка используются при строительстве зданий по каркасной технологии.
Металлические балки из швеллеров тоже применяются для обвязки свайных фундаментов под деревянные дома.
Свайные основания с железобетонными ростверками подходят для строительства домо из любых материалов. Их ширина выбирается в зависимости от толщины будущих стен. Такие конструкции являются наиболее прочными и надежными, способны выдерживать и равномерно распределелять на сваи значительные нагрузки от строений.
