Все, что нужно знать о винтовых сваях для фундамента

Сва́и — деревянные, металлические, или железобетонные стержни, которые заглубляют в грунт в либо выполняют их в грунте у основании зданий и сооружений для придания прочности и несущей способности фундаменту.

Когда необходимо применение свайных фундаментов?

Рассмотрим ситуации, где применение свайных фундаментов является единственно возможным или во всяком случае целесообразным:

  • В первую очередь на слабых основаниях, к которым можно отнести суглинки и глины в текучепластичном состоянии, лессовидные грунты (они содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном количестве глинистых и известковых частиц), плывуны, растительные грунты. Такое основание не способно выдержать давление от здания, и это давление необходимо передать на более плотный грунт, залегающий на некоторой глубине. Осуществить это можно с помощью свай.
  • Второй причиной  выбора свайного фундамента являются сильно пучинистые грунты с низкой несущей способностью. На пучинистых грунтах можно сделать как мелкозаглубленный ленточный фундамент, так и свайный, при этом следует учитывать, что свайные фундаменты способны воспринимать большие нагрузки, чем мелкозаглубленные.
  • В-третьих, выбор свайного фундамента могут определять и другие причины. Например, невозможность из-за естественных территориальных условий (или из-за нежелания портить сложившийся ландшафт) рыть котлован, складировать и вывозить вынутый грунт. Или желание возвести фундамент в кратчайшие сроки.

Контроль качества

В связи с особенностями конструкции винтовых свай, техническими условиями предусмотрен пошаговый контроль качества изготовленной продукции, методы ее испытаний: на первоначальном этапе контролирующими органами проверяется соответствие всех применяемых материалов требованиям документации.

  • Далее производится сверка геометрических параметров, допустимых отклонений.
  • Затем проводятся статические испытания, позволяющие сравнить расчетные результаты с фактическими замерами. При несовпадении данных проект корректируется.
  • Заключительным этапом является сдача изделия заказчику.

Они надежно закрепят фундамент, не нарушив естественную структуру грунта, сохранят окружающую среду от глобальных разрушений, сократив, при этом, сроки строительства в 2–3 раза.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Железобетонные сваи (ЖБС), являющиеся соединительной конструкцией между основанием здания и слоем почвы (на котором сооружение возводится), представляют собой арматурный каркас, залитый бетонной смесью. Опора – это не что иное, как штырь, который, пройдя сквозь сыпучие почвы, входит в прочные слои грунта.

Прочностные характеристики изделий находятся в прямой зависимости от используемой для их изготовления марки бетона. Она может варьироваться от М250 до М400. Чем марка выше, тем сваи надежнее и прочнее.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Достоинства ЖБС:

  • Они являются идеальным соотношением цена/качество.
  • Их прочность (то есть, высокая несущая способность). В среднем каждая опора может выдерживать 10-60 тонн, нормально функционируя при этом. Это обусловлено не только маркой бетона, но и арматурой, которая является неотъемлемой составляющей любой ЖБС.
  • Долгий эксплуатационный срок (порядка 90÷100 лет при абсолютном соблюдении технологии монтажа). Причем, в течение этих лет не происходит потери таких свойств, как морозоустойчивость и влагостойкость; а также технической характеристики – предела прочности на сжатие (он находится в зависимости от марки бетона и устройства каркаса).

На заметку! Влагостойкость и морозоустойчивость – крайне важные эксплуатационные параметры, а вот предел прочности весьма важен при монтаже изделий. Если не брать данный показатель во внимание, то может так случиться, что при забивании или вдавливании свай они просто могут рассыпаться.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)
  • Изделия устойчивы к гниению и коррозии.
  • Устойчивость ЖБС, практически, на всех типах грунтов. Достигается это исключительно благодаря тому, что опоры очень глубоко монтируют в почву.
  • Использование подобных ж/б изделий позволяет укоротить сроки строительства.
  • Возможность возводить сооружения не только на прочных грунтах, но и подвижных (например, в районах с повышенной сейсмичностью), влажных, глинистых, заболоченных и промерзших.
  • Относительная доступность. Независимо от региона проживания подобные бетонные изделия можно без труда приобрести и организовать их доставку.
  • Возможность использовать разнообразные технологии для установки ЖБС.
  • Широкий выбор ж/б свай.
Читайте также:  Варианты отделки цоколя дома своими руками

К минусу изделий относят их вес. Это существенно усложняет погрузку/разгрузку свай и их монтаж, так как для этого приходится задействовать специальную технику. А это, естественно, дополнительные трудозатраты и денежные тоже.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Специфика размещения свай в зависимости от типа фундамента

Для определения точного расстояния между винтовыми сваями при строительстве каркасного или брусового дома необходимо произвести некоторые вычисления. Обычно это расстояние колеблется в интервале от 1 до 3 метров. При строительстве временных или мелких несущественных зданий оно вычисляется на глаз, что не допускается при проектировании постоянных построек.

Специфика размещения свай в зависимости от типа фундамента

При нахождении точного расстояния между сваями учитывается длина балок ростверка, потому что они двумя концами должны упираться в оголовки ввинченных опор. Это правило действует и для каркасных, и для брусовых домов, но не имеет значения, если ростверк отливается из бетона. В таком случае балки в нем просто не используются.

При использовании плит в качестве материала для фундамента интервал между винтовыми сваями определяется проектной документацией, учитывающей их весовые и конструкционные особенности. В таком случае расчеты усложняются, но принципы размещения опорных балок остаются теми же – сваи должны устанавливаться под несущими стенами, у входного портала, под колоннами и т. п.

Специфика размещения свай в зависимости от типа фундамента

Достоинства и недостатки

Как и у любых строительных конструкций, у полых свай есть свои достоинства и свои недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Плюсы применения

  • Высокое качество и эксплуатационные характеристики, способны выдерживать значительные негативные воздействия, не ставя под опасность целостность здания или иного сооружения.
  • Большая несущая способность устройств.

Минусы установки

  • Для работы с секциями свай, а также для их доставки, понадобятся достаточно мощные подъемные краны и иные транспортные строительные средства.
  • Довольно высокая энергозатратность вибропогружательных устройств.

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.

Ростверки для свайных фундаментов

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.

Схема создания буронабивного основания

Строительство буронабивного фундамента представляет собой более трудоемкую задачу.

Порядок действий:

Схема создания буронабивного основания

Разметка участка

Производится удаление лишней растительности или предметов. Поверхность участка планируется, при необходимости удаляется верхний слой почвы.

Схема создания буронабивного основания

Затем с помощью колышков отмечаются точки создания буронабивных свай.

Необходимо следить за точностью соответствия проектным данным, тщательно отмерять все расстояния.

Обязательно проверять диагонали и следить за их равенством. При обнаружении любых несоответствий сразу же исправляют ошибки.

Схема создания буронабивного основания

Бурение скважин

По результатам разметки выполняется бурение скважин. Глубина определена в проекте, требуется только создание углублений в грунте.

Читайте также:  Гидроизоляция для фундаментов и кровли технониколь — особенности

Иногда используют ручной бур, чаще привлекают спецтехнику, что значительно ускоряет работу и повышает качество.

Схема создания буронабивного основания

Если нужны глубокие скважины — от 3 м и более, ручными методами не обойтись.

Армирование

В готовую скважину опускают опалубку, роль которой выполняет отрезок пластиковой трубы нужной длины и диаметра.

Схема создания буронабивного основания

Часто обходятся трубой, свернутой из руберида. Она остается в скважине и выполняет функции гидроизоляции.

Затем собирают арматурный каркас. Обычно он представляет собой пространственную решетку из 4 вертикальных рабочих стержней, соединенных поперечными отрезками из тонкой гладкой арматуры.

Размеры каркаса должны позволять свободно опустить его в скважину, но не давать ему слишком свободно болтаться в ней.

Схема создания буронабивного основания

Оптимальное расстояние вертикальных стержней до стенок скважины — 3-5 см.

Заливка бетона

Для заливки используются тяжелые марки бетона от М200 и выше. Используется либо готовый материал, либо изготовленный самостоятельно тут же, на месте.

Схема создания буронабивного основания

Бетоном заполняют всю полость скважины и производят штыкование — длинным прутком протыкают бетон, удаляя из него пузыри воздуха.

После заливки следует выдержать бетон для набора конструкционной прочности. Этот период длится от 20 до 30 дней в зависимости от диаметра скважин.

Обвязка

Схема создания буронабивного основания

Обвязка буронабивных скважин представляет собой создание ростверка — Ж/Б ленты.

Ее размерфы близки к параметрам мелкозаглубленного ленточного основания, поэтому вся методика изготовления бетонного ростверка максимально приближена к технологии отливки ленты.

Вся разница между ними состоит в отсутствии опоры на грунт, что вынуждает строить опалубку в форме желоба с прочным днищем.

Схема создания буронабивного основания

В результате получается мощный и прочный бетонный пояс, расположенный под всеми несущими стенами и соединяющий буронабивные сваи в единую опорную систему.

Сферы применения

В промышленном и гражданском строительстве устройством буросекущих свай решается ряд задач, связанных с укреплением несущей способности фундаментов зданий и сооружений, расположенных в районах с плотной застройкой и в стесненных условиях в непосредственной близости от инженерных коммуникаций. Их применяют не только для ограждения котлованов, но и в других элементах с особыми условиями строительства:

  • Устройство опорных оснований ленточных фундаментов.
  • Стены подземных паркингов, складских помещений.
  • Укрепление стен и фундаментных оснований объектов, находящихся в аварийном состоянии или исторических памятников архитектуры.
  • Строительство подземных тоннелей железнодорожного полотна, автомагистралей, метрополитена, пешеходных переходов.
  • Возведение фильтрационных дамб, плотин и других гидротехнических сооружений.
  • Укрепление береговой линии и осыпающихся склонов.

Устройство защитного сооружения «стена в грунте» используется не только в строительстве. В экологии опоры БСС выполняют функцию надежного барьера, защищающего почвенный грунт от вредного воздействия промышленных отходов химического производства. Этим методом строятся стены шламонакопителей металлургических заводов, отстойников нефтеперерабатывающих комбинатов и других подземных сооружений хранения продуктов переработки крупных промышленных гигантов.

Сферы применения

Такой же технологией пользуются в защите грунтов от горизонтальных смещений, возникновения оползней и деформации почвы от поперечных усилий.

Укрепление стен котлована в условиях плотной городской застройки.

Используемые материалы

Рассматривая классификацию свай и свайных фундаментов, важно знать, из каких материалов изготавливаются опорные элементы.

Сваи из древесины

Устройство свайных фундаментов из этого материала применяется под легкие дома, масса которых на каждый квадратный метр не превышает нормативное значение.

Как правило, возводится такое основание под времянки и хозпостройки, кафе, автомойки. К данным сооружениям не предъявляются повышенные требования по согласованиям, как в случаях с капитальными объектами.

Деревянные сваи различаются по пиломатериалам и бывают:

  • сосновыми;
  • еловыми;
  • дубовыми;
  • из кедра или лиственницы.

Выбираются прямые бревна, зачищаются. Длина свай может составлять 4.5 – 16 м, в диаметре – 20 см. Если предстоит выполнить большое заглубление, то максимально разрешается наращивать не более четырех элементов. Нижняя часть затачивается конусообразно длиной в полтора – два ствольных диаметра. Если грунт плотный или содержит камни, на нижний участок фиксируется стальной башмак. Верхний торцевой участок оснащается металлическим кольцом, чтобы исключить деформирования во время вбивания.

До начала установки деревянные сваи обрабатываются специальными составами, защищающими от гниения, обжигаются. В качестве дополнительной меры их покрывают креазотом либо осмолкой, обертывают бандажами антисептического действия.

Для столбов фундаментной основы готовят скважины, диаметр которых в полтора раза превышает аналогичный параметр свай. В качестве нижней опоры используют камни либо бетонный раствор. Завершив установку свай, их закапывают и плотно трамбуют. Если все технологические требования соблюдены, деревянная свая прослужит вам не менее двух десятков лет.

Сваи из железобетона

Этот вид свай для фундамента бывает в форме готовых балок либо заливается в опалубку, установленную в подготовленной скважине.

Свайные конструкции бывают круглыми или многоугольными, концы снизу заострены. Параметр длины – до 16 м, диаметр – от 200 до 400 мм.

Особой популярностью пользуются сваи с квадратными сечениями, так как считаются менее трудоемкими и самыми технологичными в производстве.

Примечания

Сноски

  1. СП , Пункт 4.1.
  2. ↑ 1 2 СП , Раздел 7.4 «Расчет свай, свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов по деформациям», п.
  3. ОДМ
  4. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.3.
  5. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.5.
  6. Методические рекомендации по проектированию и строительству поддерживающих сооружений…, Пункт 1.6.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 СП , 2011, Пункт 6. «Виды свай».
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 СП , Пункт 6. «Виды свай».
  9. ↑ 1 2 3 СТО 36554501-018-2009, Раздел 2 «Виды свай, фундаментов и упрочненных оснований». Пункт 2.3.
  10. Метелюк Н. С., Раздел I. «Конструкции свай и технические решения свайных фундаментов». Глава 1. «Конструкции и область применения различных типов свай». § «Типы свай», с. 3.
  11. СП , Пункт 7.1. «Основные указания по расчёту».
  12. ↑ 1 2 3 4 5 6 СП , Раздел 7.3. «Определение несущей способности свай по результатам полевых испытаний».

Источники

  1. Взаимодействие свай с окружающим грунтом (процессы, происходящие в грунте при работе свай под нагрузкой) (неопр.). Дата обращения: 24 июля 2017.
  2. Маскалева В. В. Несущая способность сваи по теоретическому методу, методу статического и динамического зондирования (рус.) : Журнал «Строительство уникальных зданий и сооружений». — СПб.: Изд-во Инженерно-строительного института Санкт-Петербургского политехнического университета, 2014. — № 3 (18). — С. 104—116 (111). — ISBN 2304-6295. Архивировано 14 февраля 2019 года.
  3. Ибрагимов М. С. «Опыт устройства буросекущих свай» (рус.) // «Основание, фундаменты и механика грунтов» : Журнал. — М., 1999. — № 6.
  4. Патент 202831, Россия. Способ изготовления термогрунтовых свай / В. В. Сиротюк // Открытия. Изобретения. — 1996. — № 18. — С. 210.
  5. ↑ 1 2 Смородинов М. И., Фёдоров Б. С., Ржаницын Б. А. и др. «Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты» / Под общ. ред. М. И. Смородинова. — М.: Стройиздат, 1974. — 372 с. — 75 000 экз.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 «Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений». Под ред. М. И. Горбунова-Посадова, Л.: «Стройиздат» (Ленинградское отделение), 1964, 271 с.
  7. Горкин А. П. Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) / Гл. ред. Горкин А. П., науч. ред. Белов Г. И.. — ил. — М.: «Росмэн», 2006. — (Современная иллюстрированная энциклопедия. Техника). — ISBN 5-8451-1090-4.
  8. Шпунт (конструкц.) — статья из Большой советской энциклопедии. 
  9. Шпунтовая стенка — статья из Большой советской энциклопедии. 
  10. Сиротюк В. В., Архипов В. А. «Технология изготовления грунтоплавленных свай на строительной площадке с помощью генератора низкотемпературной плазмы» // Учредитель Ассоциация «Фундамент» «Основание, фундаменты и механика грунтов» : Журнал. — М.: Издательский дом «Экономика, строительство, транспорт», 1999. — № 6. — С. 16—20. — ISBN УДК ::. — ISSN 0030-6223.