Какие бывают сваи для фундамента?

Какие бывают виды свайных фундаментов + какой из них лучше всего подходит для частного строительства

01.12.2018 719 Просмотров

Надежность фундамента в равной степени зависит от его конструкции, используемых материалов и качества работы.

Но существует еще один важный фактор, влияющий на несущую способность основания — грунт. От его плотности, устойчивости и состава зависит, насколько прочно фундамент опирается на подстилающие слои.

Если грунт рыхлый или жидкий, то приходится использовать специальные виды опорных конструкций, одним из которых является свайный фундамент.

Он позволяет создавать прочные основания в самых сложных условиях, на неустойчивых и ненадежных грунтах.

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой систему вертикальных опор, погруженных в грунт до уровня полного контакта с плотными слоями. Используется при строительстве в заболоченных местностях, на торфяниках, рыхлых песках и прочих неустойчивых грунтах.

Сваи погружаются в грунт, а верхняя часть по периметру обвязывается ростверком — неким аналогом ленточного основания, образующим непосредственную опору для несущих стен.

Ростверк может располагаться над поверхностью грунта, находиться вровень с ним или быть погруженным на определенную глубину.

При этом, непосредственную опору на грунт имеют только сваи, а ростверк лишь передает им нагрузку от веса дома, не опираясь на грунт самостоятельно.

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.

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

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:

• 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.

Типы по материалу изготовления

Материалом для изготовления свай могут служить:

Древесина

Традиционный вид, появившийся много веков назад, но до сих пор применяющийся в строительстве. Массивные и тяжелые постройки на деревянных сваях больше не строят, но для легких вспомогательных строений этот материал используется довольно часто.

Используются как бревна, так и брус. Нередко возникает ситуация, когда по условиям строительства требуются сваи большей толщины, чем это позволяют размеры произрастающих в регионе пород деревьев. В таких случаях производят пакетное сращивание нескольких брусьев, дающее нужную толщину и длину столбов.

Оптимальными условиями использования деревянных свай являются постоянно влажные грунты. Если вода то появляется, то исчезает, древесина начинает гнить и сваю придется менять.

Изготавливают из разных пород деревьев, преимущественно хвойных, но при преобладании в регионе лиственных пород, сваи изготавливают из них.

Основным способом погружения деревянных свай является забивание с помощью строительного копра. Для защиты верхней части используется специальный оголовок, предохраняющий материал от расщепления или расклепывания.

Перед погружением матекриал грунтуют специальным составом, защищающим от внешних воздействий разного типа.

Металл

В качестве свай используются готовые металлические изделия. В их число входят трубы, диаметр которых составляет от 26 см и более. Исключением являются винтовые сваи, диаметры которых намного меньше.

Кроме труб могут быть использованы двутавры, швеллеры и прочие прокатные профили соответствующего размера. Погружение труб производится в закрытом и открытом виде. Для закрытого погружения на нижний торец приваривается конусный металлический наконечник, облегчающий проход ствола сквозь слои грунта.

Открытое погружение производят свободным торцом трубы. В отверстие проникает грунт, образуя твердую пробку в нижнем конце полости сваи. Она уплотняет нижние участки при погружении, которые начинают выполнять функцию наконечника.

Отдельным видом металлических опор являются винтовые сваи. Они изготавливаются специально, имеют вид трубы с конусным наконечником. на небольшом расстоянии от него привариваются две или три пары лопастей.

Погружение такой сваи напоминает процесс завинчивания шурупа. Винтовые сваи можно погружать с помощью строительной техники или вручную. Для этого на верхней части устанавливается ворот и производится вращение, из-за которого свая уходит под землю.

Таким образом можно работать в непосредственной близости от жилых или вспомогательных построек, не принося им никакого вреда.

Бетон

Железобетонные сваи являются наиболее распространенным вариантом. Они изготавливаются специально в стандартных типоразмерах или заливаются в подготовленную скважину непосредственно на строительной площадке.

Готовые сваи представляют собой наиболее прочную опору, обладающую напряженной арматурой. Такие стволы имеют максимальную устойчивость к боковым нагрузкам, обычным для влажных пучинистых грунтов.

Литые сваи обходятся намного дешевле, но монтаж занимает большое время, необходимое для набора бетоном конструкционной прочности. Готовые сваи представляют собой балки квадратного сечения со стороной от 20 до 40 см с заостренным рабочим концом.

Для погружения на глубины, превышающие 12 м, используются сборные сваи, имеющие форму труб с толщиной стенок от 4 см.

Они погружаются в грунт, соединяясь по длине до набора нужной глубины.

Разновидности по способу погружения

Погружение свай производится разными способами:

• Вдавливание.
• Литье.
• Завинчивание.

Рассмотрим их внимательнее:

Вдавливание

Технический термин, обозначающий забивание свай с помощью копра или молота. Производится при помощи специализированной техники.

Технология достаточно надежная и производительная, обеспечивает погружение на большие глубины.

Недостатком является сильная вибрация грунта, отрицательно сказывающаяся на ближних постройках.

Литье

Технология состоит в бурении скважины на всю глубину погружения сваи. После этого в нее устанавливают опалубку (трубу из полиэтилена или рубероида), погружают армирующий каркас. Затем производится заливка бетона.

Готовая свая выдерживается положенное время для набора конструкционной прочности.

Завинчивание

Эта процедура используется при установке винтовых свай. Работа выполняется достаточно быстро. Преимуществом этого вида является возможность выполнить работу вручную, без привлечения строительной техники.

При завинчивании необходимо сразу выравнивать положение ствола по вертикали.

Реверс таких опор при монтаже противопоказан, так как он нарушает прочность сцепления лопастей с грунтом.

Какая классификация лучше всего подходит для частного строительства?

Выбор наиболее подходящего типа свай производится на стадии проектирования. Он определяется параметрами постройки — весом, этажностью, используемым материалом. Кроме того, учитывается тип грунта, условия работы, наличие поблизости построек и прочие факторы.

Сопоставляя имеющиеся исходные данные, приходят к выбору наиболее удобного, эффективного и безопасного вида свай. Обычно предпочтение отдается буронабивным (литым) сваям, которые не нуждаются в забивании и не наносят урон ближайшим зданиям и сооружениям.

В последнее время активно используются винтовые сваи, позволяющие строиться без предварительных земляных работ (допускаются работы на неровном рельефе).

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, какие бывают виды свай:

Заключение

Свайные типы фундамента обладают большим разнообразием способов реализации. Сложные или слабонесущие грунты, которые на территории России встречаются очень часто, вынудили инженеров-строителей разработать массу вариантов технологии, с использованием различных типов свай.

Основной особенностью методики является наличие разнообразных способов погружения и создания свайного поля, позволяющих как строить самостоятельные опорные конструкции, так и усиливать уже имеющиеся фундаменты.

Свайный фундамент часто становится единственным вариантом конструкции основания, позволяющий строить многоэтажные и тяжелые дома.

Наряду с ленточным типом, сваи являются одним из наиболее распространенных и востребованных видов опорных конструкций.

Свайный фундамент виды, особенности, плюсы и минусы

Фундамент с использованием свай целесообразно устанавливать на земельных участках с неустойчивыми грунтами – песчаными, болотистыми или торфяными, а также на почвах с наличием грунтовых вод и большой глубиной промерзания. Свайный фундамент вполне доступная для самостоятельного выполнения конструкция, но требующая определенных знаний, точного расчета и специализированного оборудования. От правильно выполненной разметки и качества свай, которые можно заказать в нашей компании, напрямую зависит надежность и долговечность будущего строения – частного дома, коттеджа, хозяйственных построек.

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент представляет собой железобетонные опоры, установленные в вертикальном положении в грунт и связанные ростверком, что обеспечивает равномерную нагрузку, прочность и надежность основания под будущее строение.

Способы установки железобетонных опор зависят от типа (маркировки) свай, которые можно забивать, вкручивать в грунт, либо погружать в заранее подготовленные отверстия соответствующего диаметра.

Фундамент на сваях требует установки опор разного типа, так как несущая способность у них разная. Поэтому, покупая сваи, необходимо знать, какую нагрузку может выдержать соответствующий тип опоры. Под внешними и внутренними углами будущего дома устанавливают столбы с более высокой несущей способностью. Под несущими стенами необходимо устанавливать опоры большего диаметра, а под перегородками – меньшего, так как нагрузка здесь меньше. Опорные столбы имеют разную длину, поэтому выбирать их нужно, исходя из особенностей грунтов и глубины погружения. Учитывая, что расстояние между опорами должно быть не менее 1,7 м, нетрудно рассчитать требуемое количество свай под строение определенной площади.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты имеют три основных вида, которые получили свое название от типа опорных столбов и технологии их установки. К основным их видам можно отнести:

Для первого вида требуются винтовые сваи, представляющие собой металлическую трубу с приварными лопастями, образующими своеобразный винт, с помощью которого опорные столбы ввинчиваются в грунт. Обычно лопасти располагаются на столбе в один ряд, но есть разновидности таких свай, где лопасти располагаются в несколько рядов, что значительно ускоряет процесс ввинчивания опоры. После установки пустая полость металлического столба, как правило, заливается бетоном, что значительно увеличивает его несущие способности.

Для второго вида используются железобетонные столбы с квадратным сечением. Нижняя часть такой опоры имеет заострение, улучшающее погружение столба в грунт. Железобетонные сваи достаточно тяжелые, поэтому без спецтехники здесь не обойтись, которая и забивает опоры в грунт на соответствующую глубину. Устанавливаются опоры достаточно быстро и отличаются высокой несущей способностью. Применяются на любых грунтах, кроме горных.

Для третьего вида используются буронабивные сваи с полусферической подошвой. Для установки опор своими руками требуется бурение отверстий в грунте соответствующего диаметра. Пробурить нужное количество отверстий можно как вручную, так и с помощью специальной техники. Этот вид фундамента является самым востребованным и отличается способностью выдерживать большие нагрузки.

Особенности технологии установки

Все вышеперечисленные фундаменты имеют свои технологические особенности. Свайно-винтовой отличается тем, что нет необходимости в землеройных работах. Установка винтовых свай не требует большого количества рабочих. Выполнить эту работу можно силами двух человек. Поэтому свайно-винтовой фундамент идеально подходит для строительства дома своими руками, что обойдется значительно дешевле. Установка свай и обвязка занимают один день, что позволит быстро приступить к возведению строения.

Свайно-забивной фундамент отличается высоким качеством железобетонных свай, изготовленных промышленным способом. В зависимости от длины столбов, они способны погружаться в плотные слои почвы, что обеспечивает надежность опоры и увеличивает ее способность выдерживать большие нагрузки. Данный вид опор можно использовать на любых грунтах, при любых климатических условиях они сохраняют свою устойчивость. Отличие этого вида фундамента еще и в том, что технология установки не требует использования физической силы человека, так как всю работу выполняет техника.

Особенностями буронабивного свайного фундамента является сооружение свайного основания на месте производства строительных работ. Скважины, сделанные в грунте, тут же армируются и заливаются бетоном. По сути, фундамент состоит из буронабивных свай, отличающихся высокими несущими способностями с пожизненной гарантией. Работа выполняется в несколько этапов:

— вертикальная установка в скважины асбестоцементных труб

— армирование (укладка арматуры в полости труб)

— заливка труб бетоном

Низкая стоимость, быстрота установки, применение на любых грунтах и при любых климатических условиях делает данный вид свайного основания наиболее востребованным.

Основные требования при армировании труб

Армирование труб требует выполнения общепринятых правил, которые позволят выполнить работу быстро и качественно.

Во-первых, для армирования каждой опорной трубы следует использовать арматуру 12 или 10 мм, металлическую или стеклопластиковую. Потребуется 3-4 прутка.

Во-вторых, перед установкой арматуры в полость трубы необходимо предварительно связать пруты распорками из проволоки на равном расстоянии друг от друга.

В-третьих, концы прутов, после погружения в полость трубы, должны быть выше ее края на 15-20 см.

В-четвертых, после завершения армирования, заливку бетоном следует осуществлять таким образом, чтобы внутри трубы не было пустот.

Примерно дня через 3-4 можно приступать к установке ростверка, армирование которого осуществляться по тем же требованиям.

Плюсы и минусы свайных фундаментов

Свайный фундамент имеет много плюсов, что делает его всегда востребованным. К таким положительным характеристикам можно отнести:

— применение на любых грунтах вне зависимости от времени года и климатических особенностей местности.

— короткие сроки установки, понятность и простота выполнение монтажных работ своими руками.

— экономичность, позволяющая сэкономить от 20 до 40 процентов средств, выделенных на строительство дома.

— полное отсутствие или минимум землеройных работ в процессе установки фундамента.

Минусами являются сложность произведения расчетов в ходе проектирования, использования фундаментов такого вида только для легких строений, отсутствие возможности устроить подвал.

Какие существуют виды свай

В сравнении с ленточными и плитными фундаментами ростверки на сваях обеспечивают снижение бюджета. Некоторые виды свай являются единственно возможным решением при сложной геологии, ландшафте и эксплуатационных условиях.

Чаще применяются ленточные ростверки, представляющие собой решетку из ж/б балок, опертых на сваи. Реже используют плитные ростверки, являющиеся аналогом стола, ножки которого опущены в грунт до несущего пласта.

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Основным отличием ростверка от ленточного фундамента является отсутствие контакта с грунтом. Сваи погружают в почву либо изготавливают внутри нее. Отличием от столбчатого основания является более экономичная технология строительства, высокая пространственная жесткость.

Все виды свай могут обходиться без ростверков – например, венцы сруба можно опереть на оголовки. Выдергивающие усилия пучинистыми грунтами для них минимальны, опрокидывающие полностью отсутствуют. Столбчатый же фундамент гарантированно будет опрокинут без обвязки ростверком.

Нагрузки и схемы армирования ростверк и лента фундамента имеют не одинаковые:

• МЗЛФ – сжатие, растяжение, два аналогичных пояса (продольные стержни одинакового диаметра);
• ростверк – мощные крутящие моменты, нижний пояс усилен между сваями, верхний над оголовками, диаметр прутков здесь больше.

Существуют высокие (висячие) и низкие ростверки, однако даже заглубленные конструкции отделяются от земли воздушной прослойкой, защищенной по бокам листовыми материалами от осыпания почвы внутрь этого пространства.

Какие свай бывают

В СП 24.13330 от 2011 года приведена классификация свайных фундаментов по признакам:

• способ погружения и изготовления – винтовые, буровые, набивные, вибропогружные, сваи-оболочки, вдавливаемые, забивные;
• несущая способность – висячие, стойки;
• грунтовое воздействие – бурение без вытеснения, вкручивание с небольшим уплотнением, забивка ж/б изделий с уплотнением и вытеснением почвы;
• взаимодействие – сеть, поле, куст, одиночные сваи.

Материалом свай может служить:

• бутобетон – армируется верхняя 1 м часть, выполненная из бетона;
• железобетон – напряженная арматура в заводских изделиях, ненапрягаемая при заливке в скважину;
• бетон – каркас в верхней трети сваи;
• сталь – профильное, круглое сечение;
• древесина – твердые породы с антисептированием.

Деревянные сваи часто используются на вечной мерзлоте.

Существуют типы свайных фундаментов по конструкции и технологии изготовления ствола:

• ненаполняемые трубы – толщина стенки позволяет обходиться без дополнительного усиления;
• свая трубобетонная – несущая оболочка после погружения заполняется смесью, защищающей от коррозии внутренние поверхности, повышающей прочность конструкции;
• временная оболочка – имеет название вертикально перемещаемой трубы (ВТП), которую удаляют с забоя по мере подачи бетона в скважину;
• свая оболочечная – труба (например, полиэтиленовая) не обладает несущими свойствами, зато гидроизолирует бетон;
• безоболочечная свая – в плотных грунтах отсутствует осыпание на забой, опалубка не ставится.

Для повышения несущей способности этих фундаментов опорную пяту часто уширяют. По этому признаку сваи бывают:

• прямые – уширения пяты не имеют;
• разбуриваемые – долото имеет приспособление для уширения забоя;
• выпрессовываемые – пята увеличивается в размере механическим способом;
• камуфлетные – уширение взрывом (электрическим, химическим);
• корневидные – на забое размещаются ж/б свайки.

Схема сваи с уширением

Существуют модификации свай с многочисленными мелкими расширениями на всем протяжении тела, дополнительными, концевыми расширениями местного характера.

По оголовкам различают типы свай:

• индивидуальные оголовки – применяются для срубов, каркасных, фахверковых, панельных зданий, лестниц;
• ростверковые – ж/б балки, решетки (ленты), плиты.

Для плитных и решетчатых ростверков изготавливается свайное поле, для балочных применяется порядное размещение по осям несущих стен. Жесткое сопряжение оголовков с монолитными, балочными ростверками применяется в случаях:

• присутствуют выдергивающие нагрузки;
• имеются значительные горизонтальные смещения пластов;
• вертикальные нагрузки смещены относительно оси сваи (эксцентриситет);
• слабый грунт по всей глубине (торф, ил, текучая почва, пылеватый песок)

При этом вертикальные стержни свайных каркасов изгибаются под прямым углом, связываются с прутками ростверка либо головная часть вмуровывается на высоту не меньше поперечника. Для обеспечения шарнирного опирания (2 степени свободы) голова заделывается в монолит на 5 – 20 см без перевязки арматуры.

По способу погружения имеется отдельная классификация:

• свая-столб – деревянное, стальное, ж/б изделие опускается в пробуренное отверстие;
• буроинъекционная – напорное бетонирование в скважину смесью с мелкой фракцией наполнителя;
• буровая – бетон укладывается в отверстие в земле, уплотняется насадкой глубинного вибратора;
• набивная – грунт вытесняется механическим способом, в получившуюся полость укладывается бетон;
• забивная – ж/б изделие, произведенное промышленным способом, погружается копром, молотом, вдавливается либо заглубляется вибрационным оборудованием;
• винтовая – вкручивается вручную или механическим способом, уплотняя грунт самостоятельно;
• свая-опора – устанавливаются в скважины большего диаметра, пазухи заполняются грунтом, нерудным материалом;
• погружная – цилиндрическая свая, колодезные, кессонные кольца, почва размывается изнутри, погружение происходит за счет собственного веса.

Технология настоящих буронабивных свай, а не тех которые частные застройщики привыкли называть буронабивными.

Висячие модификации имеют высокую несущую способность за счет боковых сил трения между почвой и телом сваи. Они не доходят до несущего пласта, рассчитываются особым способом. Сваи-стойки гарантированно опираются на пласты с высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам здания. Боковое трение обеспечивает необходимый прочностной запас.

По воздействию на пласты в пятне застройки существуют следующие разновидности:

• без вытеснения почвы – буровые модификации;
• незначительно вытесняющие грунт – стальные профильные сваи забивного типа;
• незначительно уплотняющие почву – винтовые модели с литым или сварным наконечником;
• с вытеснением, уплотнением пластов – забивные ж/б изделия.

По взаимодействию отдельных свай между собой имеется разделение по признакам:

• свайная сеть – обеспечение дополнительной опоры микросваями, закрепляющими грунт возле основных конструкций;
• поле свайное – имеют общий ростверк (решетка, плита);
• куст свайный – небольшая группа с общим ростверком (для опирания колонн, лестниц, печей, силового оборудования);
• сваи групповые – объединены балками, плитами на отдельных участках здания;
• одиночные сваи – передает всю воспринимаемую нагрузку без распределения ростверком.

Забивные сваи дополнительно классифицируются внутри своей группы по конструкции (плоские, заостренные наконечники, составные, цельные), форме сечения (трапеция, пирамида, цилиндр, призма, полые, сплошные, тавровые, прямоугольные, квадратные), армированию (проволока, стержни, спирали, продольные, поперечные стержни).

Набивные конструкции оснащаются не извлекаемым наконечником, бетонной пробкой. При достижении проектной глубины забивным способом они извлекаются с одновременным заполнением бетоном.

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.

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.

Разновидности свай и ростверков для фундамента

Виды свайных фундаментов могут различаться в зависимости от особенностей ландшафта, грунта и самого сооружения. Но в любом случае, данный тип опорных сооружений существенно снижает затраты на строительство по сравнению с применением заливных фундаментов, уходящих под поверхность земли. Во многих случаях различные типы свай являются единственным решением в строительстве сооружений при сложных условиях. Свайные конструкции имеют свои преимущества некоторые недостатки, потому в проектировании учитываются даже малейшие нюансы их сооружения.

Основные типы свайных конструкций

Типы свайных фундаментов различаются по видам свай и ростверк. Но основной принцип применения данного типа фундамента заключается в том, что опора сооружения получает сцепление с грунтом за счет наличия вертикально расположенных в нем элементов конструкции, то есть – свай.

По типу работы фундаменты разделяют на следующие типы:

1. Стоечные сваи. Их задача заключается в принятии на себя основной нагрузки от веса всего сооружения. Такие сваи передают вес конструкции на грунт. Это – наиболее распространенный тип свай, их материал и конструкция предполагает максимальную прочность, надежность и долговечность, так как на них приходится около 85 % всей массы здания. Данный тип фундамента практически не дает осадки и способен выдерживать значительные нагрузки на протяжении длительного периода.
2. Висячие сваи. Они, как правило, имеют рельефную поверхность в сочетании с увеличенной боковой площадью. По принципу действия их можно сравнить с забитым в прочное основание гвоздем. Яркий пример данного типа фундамента можно привести при помощи винтовых свай. Их применение становится целесообразным в тех случаях, когда прочный грунт залегает в поверхности на значительную глубину, то висячие смогут выполнять свою функцию без погружения в грунт на большое расстояние.

Устройство фундамента на сваях

Свая – это стержень, на котором впоследствии будет держаться фундамент. Она может погружаться в землю в готовом виде, либо изготавливаться непосредственно в грунте. Основное назначение элемента – передача нагрузки на грунт как посредством бокового трения, так и через нижний торец.

Составляющие свайного фундамента

Свайный фундамент состоит из нескольких составляющих. Его конструкция может изменяться в зависимости от типа применяемых материалов и других факторов, но в целом выглядит следующим образом:

• сваи, погруженные в землю;
• в верхней части они соединяются ростверком, который может состоять из балок или плит и находиться над уровнем грунта.

Как выглядит ростверк на сваях

Виды ростверков свайных фундаментов: сборные, монолитные, монолитно-сборные. В случаях, когда голова сваи является ее продолжением и соединяется с другими колонами, в изготовлении ростверка необходимость отпадает.

Во всех типах фундаментов ростверк служим для равномерной передачи нагрузки от здания к сваям, а от них – на грунт.

Классификация по типу материала

Чтобы определить, какие бывают сваи, следует более подробно рассмотреть их классификацию по типу материала. От его выбора будет зависеть долговечность, надежность, устойчивость к внешним раздражителям возводимого фундамента.

Деревянные

Изделия изготавливаются преимущественно из следующих пород древесины:

• сосна, ель;
• дуб;
• кедр;
• лиственница или пихта.

Сваи из дерева бывают цельными и сращенными по длине, во втором случае бревна соединяются с помощью металлических накладок.

При меньшей цене изделий из дерева важно учитывать, что они способны выдержать меньшую нагрузку по сравнению с железобетонными или железными аналогами. Чаще всего деревянные сваи применяются при сооружении временных конструкций.

Железобетонные

Данная разновидность свай имеет наиболее распространенное применение. Они могут быть как монолитными, так сборными.

Монолитные конструкции имеют разное сечение: круглое, квадратное, прямоугольное. Параметры сечения – от 20Хдо до 40Х40. Конец, погружаемый в грунт, имеет пирамидальную форму. При забивке фундамента он дополнительно защищается стальным башмаком. Монолитная конструкция почти всегда укрепляется посредством внутреннего продольного армирования. Для увеличения прочности сваи она может иметь поперечное армирование из низкоуглеродистой проволоки.

Наиболее распространенный вид железобетонных свай

Сваи сборной конструкции собираются из трубчатых железобетонных элементов. Сборка осуществляется заранее на производстве или непосредственно на месте строительства.

Забивка железобетонных свай может осуществляться при помощи копров, передвижных кранов и прочего специализированного оборудования. Широкое распространение получила менее затратная технология вибропогружения.

При забивке свай их верхняя поверхность защищается тройным слоем металлической сетки с шагом от 5 см. Данная мера предотвращает разрушение железобетонного изделия в процессе передачи нагрузки от молота.

Металлические

Основное преимущество металлических или винтовых свай заключается в возможности точечного создания несущей способности в местах, где применение железобетонных технологий либо невозможно по причине трудного доступа, либо является слишком дорогим. На сегодняшний день в гражданском строительстве данный вид опор применяется все чаще.

Изделия изготавливаются из цельнолитых труб, с одной стороны сведенных к конусу. Около наконечника к трубе приваривается реборда из листового металла. Существуют следующие виды винтовых свай:

• сварные;
• с литыми наконечниками;
• геошурупы.

Применение металлических свай

Применение металлических свай целесообразно в строительстве фундамента на сложном грунте. С их помощью можно значительно сэкономить бюджет, при этом достигается максимальное качество и прочность конструкции. Сроки возведения фундамента и шум сокращаются в 2 раза по сравнению с железобетонными аналогами.

Классификация по способу заглубления в грунт

Способ погружения сваи зависит от вида изделия, материала, из которого оно изготовлено и некоторых других факторов, например – тип грунта и уровень грунтовых вод. Для облегчения возведения свайного фундамента в песчаных и гравелистых грунтах может применяться технология подмывания, а для пылевато-глинистых грунтов – бурение скважин и электроосмос. Но чаще всего используются следующие способы погружения:

• забивной способ реализуется с применением свайных молотов;
• погружение вибрированием осуществляется в условиях влажных песков;
• вдавливание в грунт, применяется в случаях, когда недопустимо динамическое воздействие на грунт;
• винтовые металлические си заглубляются в грунт посредством ввинчивания. Данная технология является целесообразной в слабых грунтах.

В предоставленном ниже видео можно увидеть, как происходит забивка железобетонной сваи:

Разделение свай по условию изготовления

Существует две основные классификации свай по условию их изготовления: производимые на производстве и в грунте. Если в первом случае изделие погружается в землю в готовом виде, то во втором изготавливается непосредственно на месте строительства. Такие изделия называют буронабивными или набивными.

Набивные сваи

Первым этапом монтажа таких свай является бурение скважины до определенной отметки. Впоследствии в ней набивается бетон или железобетонная конструкция. Часто в нижней части скважины путем бурения грунта либо распирания путем усиленной трамбовки бетона делается расширение. В результате свая будет иметь расширенную пяту.

Изготовление железобетонных свай в грунте

Следующим этапом является укрепление ложа. Для этого на дно скважины засыпается и трамбуется щебень или шлак для укрепления будущей сваи. Максимальные параметры буронабивного изделия – до 0,5 м. в ширину и до 50 м. в глубину.

Затем в скважину устанавливается обсадная труба, которая впоследствии будет выполнять функцию фундамента. Если конструкция сваи предполагает дополнительное укрепление, в обсадную трубу устанавливается каркас из арматуры. Труба имеет теряемый башмак, который в процессе утрамбовки бетона образовывает расширенную пяту.

В трубу заливается бетонная смесь, после чего производится утрамбовка материала. Оно выполняется путем удара молота по трубе либо по технологии виброштампования. Второй метод является более экономичным и на сегодняшний день применяется все чаще.

Применение фигурных свай различного типа

В особенно сложных условиях, например – при сильном промерзании грунта или чрезмерной нагрузке на почву, рекомендуется применение свай с различными формами. Они могут быть как изготавливаемыми в грунте, так и забивными.

Различают следующие виды изделий:

• пирамидальные;
• трапецеидальные;
• ромбовидные;
• с уширенной пятой.

Вид свай с уширенной пятой

Все эти виды свай используются только в качестве висячих стоек, так как позволяют в полной мере использовать опорную способность грунта. Первые три вида изделий применяются в условиях сильного промерзания грунта для минимизации касательных сил при его пучении.

Сваи с уширенной пятой применяются в слабых грунтах, под которыми пролегают более плотные слои. Такие изделия используются в качестве стоек и могут обеспечить прочность и надежность фундамента даже на нестабильных грунтах.