Справочник: Классификация свай и свайных фундаментов

Справочник: Классификация свай и свайных фундаментов

В условиях, когда с поверхности залегают слои слабых грунтов, не способные служить основанием для фундаментов мелкого заложения, чаще всего прибегают к устройству фундаментов из свай. Сваю можно представить как стержень, погруженный в грунт или изготовленный непосредственно в грунте. Группу таких свай, объеденных поверху распределительной плитой или балкой, называют свайным фундаментом.

Рис.1 Типы свайных ростверков

Объединительные распределительные балки и плиты называют ростверком. Как правило, они выполнены из монолитного или сборного железобетона. Различают низкие и высокие свайные ростверки (Рис.1).

По характеру передачи нагрузки на грунт сваи подразделяют на сваи – стойки и висячие сваи. К первой группе относятся сваи, прорезающие толщу слабых грунтов и опирающиеся на малосжимаемые грунты.

Свая – стойка всю нагрузку на грунт передает через нижний конец, так как отсутствуют силы трения на боковой поверхности (Рис.2а). Свая – стойка работает как стержень, несущая способность которого определяется прочностью материала сваи или сопротивлением грунта под ней.

К висячим сваям относятся сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты. Несущая способность висячей сваи определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под ней (Рис.2б).

Рис.2 Передача нагрузки сваями

По способу изготовления сваи бывают, изготовляемые заранее в заводских условиях и производимые на месте в «полевых условиях»

Пакетные сваи

применяются очень редко и только в тех случаях, когда имеются большее толщи слабых грунтов в сочетании с небольшими размерами фундаментов в плане при больших нагрузках на фундамент. Пакетные сваи применяются двух типов: из трех или четырех бревен (рис. 6). Вес пакета достигает 8 т, на 25 м при сечениях до 65×65 см. Пакетные сваи: могут изготовляться свайного леса любой длины, но так чтобы стыки полагались вразбежку. Острие обивается хомутом полосовой стали прикрепляемым штырями.

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

Основные конструкции железобетонных свай:

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

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

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

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».

Характерные особенности и применение винтовых свай

Применение винтовых сваи

Свайно-винтовой фундамент особо большое распространение получил в частном домостроении. Возводится такой фундамент при использовании стальных винтовых свай, похожих на большие шурупы, которые ввинчиваются в землю на довольно большую глубину. Свайно-винтовые фундаменты обеспечивают для сооружения прочную, устойчивую основу на слабонесущих грунтах. При устройстве таких фундаментов земляные работы не проводятся, что существенно удешевляет и упрощает строительство. А также не используются ударные механизмы. Винтовые стальные сваи имеют большие преимущества перед деревянными забивными сваями, которые часто применяются застройщиками ввиду их невысокой стоимости. Деревянные опоры не долговечны во влажных грунтах.

Классификация свай

По различным основаниям сваи классифицируются на сот ни групп ,при этом каждая из них используется при определенных условиях и по определенным правилам. Рассмотрим более подробно каждую из них. Во-первых, в зависимости от типа материалов сваи делятся:

• деревянные;
• металлические;
• железобетонные;
• бетонные.

Более подробно описание каждого их видов будет проводиться чуть ниже. В зависимости от формы поперечного сечения поверхности сваи делятся на:

• круглые;
• квадратные;
• прямоугольные.

Круглые применяются при строительстве в глинистых грунтах и вворачиваются винтовым способом, без применения отбойных механизмов.
Квадратные и прямоугольные используются в более твердых видах почв и монтируются при помощи отбойных механизмов типа-кувалд.

В зависимости от конструкционных особенностей сваи делятся на цельные и составные. Цельные сваи — монолитные железобетонные стволы, длина которых варьируется в пределах 6-20 метров, они могут обладать продольным либо продольно-поперечным армированием. Составные сваи — многосекционные конструкции, состоящие из верхней и нижней части, стыкующиеся в процессе погружения с помощью сварки либо болтового соединения. Общая длина составных может доходить до 48 м, они используются при строительстве на участках, с толстым слоем слабой поверхностной почвы, для прорезки которой недостаточно длины цельных свай.

В зависимости от способа работы в грунте железобетонные опоры классифицируются на сваи-стойки и висячие сваи. Отличия между ними заключаются в том, что устойчивость свай-стоек достигается за счет опирания подошвы столба на высокоплотный слой грунта. Они погружаются на глубину до 20-ти метров, минуя слабые поверхностные пласты грунта. Такие опоры считаются наиболее надежными, они не дают усадки в процессе эксплуатации и обладают высокой устойчивостью к горизонтальным и выталкивающим нагрузкам.

Висячие сваи получают устойчивость за счет силы трения стенок ствола с окружающей его почвой. Боковой контур сваи принимает на себя и распределяет по грунту около 70% всех получаемых сваей нагрузок от массы здания. Такие опоры редко используются в качестве одиночных свай, основная сфера их применения — обустройство свайных кустов и плотных свайных полей, где за счет уплотнения грунта рядом стоящими сваями достигается максимальный уровень их устойчивости.

По способу расположения в грунте свайные опоры делятся на вертикальные и наклонные. Вертикальные опоры используются для обустройства фундаментов в стабильных грунтах, не оказывающих на фундамент здания сильных горизонтальных нагрузок. На участках со склонной к сдвигам почвой фундаменты дополняются наклонными сваями (погруженными с уклоном от вертикали до 30 градусов), которые выполняя функцию боковых распорок придают фундаменту дополнительную устойчивость к деформациям.

В зависимости от способа установки можно выделить: набивные и забивные. Их основное различие сводиться к механизма, применяемым при их монтаже. Кроме того набивные устанавливаются в заранее пробуренные скважины, а забивные погружаются в песчаный или глинистый грунты. В зависимости от месторасположения и принимаемой нагрузки сваи делятся на: центральные и вспомогательные. Центральные сваи принимают на себя всю нагрузку фундамента, а вспомогательные лишь нагрузку с эксцентриситетом.

Смотрите так же:

1. Несущая способность грунта
2. Винтовые сваи, преимущества

Виды свай

Свая – это конструкция, которая может располагаться в вертикальном или горизонтальном положении, обязательно углубленная в грунт. Ее предназначение – передавать общую нагрузку от здания на саму землю.

Винтовые сваи под фундамент могут изготавливаться из различного материала (железобетонные, деревянные, стальные).

Каждая из них разделяется по принципам. Например, по методу введения в почву. Это:

1. Забивные. Их погружение может происходить при помощи молотов, вибропогружателей и вдавливающих устройств.

1. Оболочки. При помощи вибропогружателя происходит углубление железобетонной конструкции. Во время этого процесса вынимается частично грунт, а на его место заливается бетонный раствор.

1. Набивные. В землю укладывается бетонная смесь, которая занимает место вытесненного грунта.

1. Буровые. При помощи специальной техники происходит бурение скважин, в которые заливается бетонный раствор.

1. Винтовые.

По принципу устройства в грунте:

1. Висячие. К этому виду относят сваи, которые опираются на сжимаемые грунты. Они передают нагрузку на основание при помощи боковой поверхности и нижнего конца.

1. Стойки. Это все виды свай, которые упираются в скалы или малосжимаемые почвы.

Кроме того, железобетонные забивные сваи разделяются по:

1. Методу армирования. Это может быть продольная арматура, поперечная, стержневая, проволочная с поперечным армированием.

1. Форме сечения. Тавровые, квадратные, прямоугольные, полые с круглым сечением.

1. По особенностям конструкции (монолитные или составные).

1. По способу изготовления нижнего окончания. Это могут быть заостренные сваи, полые, с нижним расширением, полые с закрытым или открытым концом.

Преимущества и недостатки свайных фундаментов

Перед тем, как приступать к возведению свайного фундамента, строительным бригадам необходимо ознакомиться с его преимуществами:

1. сооружение фундаментных конструкций практически на любых типах почвы;
2. возможность проводить работы независимо от времени года;
3. существенное сокращение расходов;
4. увеличение несущих способностей строения.

Процесс монтажа свайного фундамента предусматривает погружение его элементов в грунт на определенную глубину. Застройщикам нужно руководствоваться составленной проектной документацией, чтобы избежать ошибок и неточностей. Как только сваи были погружены, их необходимо обрезать по одному уровню. В некоторых случаях специалисты рекомендуют соединять некоторые свайные элементы между собой посредством швеллеров из металла. Это делается для того, чтобы повысить несущие способности фундаментной конструкции.

Что касается недостатков свайных фундаментов, то здесь можно отметить следующее. Такие конструкции целесообразней всего применять для легких построек. Проведение всех расчетов рекомендуется доверять профессионалам, так как для этого нужно иметь соответствующие знания и навыки.

Рейтинг свайных технологий в индивидуальном строительстве

Буровые сваи в асбестовой трубе.

Из перечисленного многообразия для фундаментов малоэтажной застройки применяются лишь некоторые разновидности свай. Большинство перечисленных технологий требует использования спецтехники и оборудования, аренда которого неподъемна для индивидуального застройщика. Наиболее популярны варианты:

• винтовые сваи – вкручиваются вручную или механизированным способом (2 кВт электродрель + мультипликатор);
• буровые – в обиходе чаще именуются буронабивными, хотя технология соответствует именно бурению и безнапорному бетонированию;
• забивные профильные – трубы с незаглушенным концом часто применяют для ограждений, заглубляют кувалдой или самодельным копром;
• погружаемые – колодезные, кессонные кольца для источников водоснабжения, размещения насосного оборудования.

Экономическая эффективность традиционных фундаментов в малоэтажной застройке ограничена 2,5 – 3 м (лента, плита). Свайно-винтовые, ростверковые фундаменты по буронабивным сваям своими силами можно заглубить на 4 – 7 м с меньшими затратами. Кроме того, сваи в большинстве случаев являются единственно возможным вариантом на сложном рельефе (перепад высот от 2 м), при неудовлетворительной геологии (болото, торфяник, прибрежная зона, высокий УГВ).

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.