Сваи: что это за строительные конструкции, их преимущества и недостатки

Понятие винтовой сваи

            Винтовой сваей называется стальная труба, состоящая из заостренного наконечника со  спиральными  лопастями, которыми производится закручивание их в почву по принципу самореза. С помощью этих лопастей снижается давление сваи на почву, что препятствует ее выдавливанию  пучением промерзшей почвы. Наконечник или шнек является главным элементом сваи и  определителем ее надежности.

На боковые поверхности погруженного в почву фундамента действует сила морозного пучения. Эта  сила очень большая.

Заметка: Величина силы морозного пучения почвы на боковую поверхность жб основания в  зависимости от типа почвы может быть от 7 до 11 тонн на метр квадратный.

Так, к примеру, сила выталкивания пучинистого грунта на забивную жб сваю сечением 200*200 мм  составляет до девяти тонн. Вес малоэтажного здания не сможет компенсировать эти силы. Были случаи, когда происходило повреждение столба буронабивной сваи и отрывание ее от пятки.

Свая, имеющая диаметр в 108 мм, обладает маленькой поверхностью с боков и земля к  металлическому столбу не так намерзает, как к железо-бетонному. Поэтому сваи являются наиболее устойчивыми при воздействии пучения почвы. Лопастями обеспечивается надежная опора для  легких строений.

Что такое сваи?

Сваи – это опоры, устанавливаемые в грунт различными способами, служащие для равномерного распределения нагрузки и выполняющие функцию несущих оснований.

Способы погружения свай в грунт бывают самыми разными – это может быть вкручивание, вдавливание, забивание и проч.

Кроме того, разные  виды свай различаются материалами, из которых они изготовлены.

Основные параметры, на основании которых проводится классификация свай, это способ их заглубления и материал изготовления.

Главные плюсы свайных фундаментов в  том, что при соблюдении технологии установки они прекрасно справляются с довольно большой нагрузкой в условиях нестабильных почв, высокого уровня залегания грунтовых вод и низких температур. Кроме того, можно возвести такой фундамент за одни сутки, а потом сразу приступать к дальнейшим работам.

Стоимость свайных фундаментов тоже относительно не велика.

Как глубина закручивания свай зависит от грунта

Прежде чем узнать глубину закручивания свай важно определить четыре главных качества грунта:

• глубина промерзания земли;
• качество и состав грунта;
• несущие способности сваи;
• коэффициент сопротивление земли.

Как правило, свайный фундамент хорошо подходит для легких и малоэтажных строений, временных построек. Перед началом расчета глубины определяют точку промерзания земли. Это важно, так как при низких температурах земля будет деформироваться, набухать и менять геометрию фундамента. Пару сезонов пучения земли может привести к тому, что дом накренится и упадет.

Определить глубину промерзания грунта можно по СНиП. К примеру, на юге России почва промерзает до метра в глубину, в средней части страны – на метр, а на севере – почти на два с половиной метра. Также учитывается тип земли. Песчаники способны промерзать больше, чем глинистая земля и суглинок. Болотистый и заводненный грунт даже на юге промерзает на большую глубину.

При установке фундамента на торфянике и сыпучей земле, сваи ввинчиваются до тех пор, пока они не дойдут до плотной основы.

Необходимо помнить, что с таким основанием работает особое правило, что чем больше глубина погружения трубы – тем более надежным будет фундамент.

Важно также определить целесообразность глубины закручивания. Это влияет на возможность использования ручного труда.

Как правило, винтовые сваи закручивают на глубину в полтора метра. Исключения можно сделать для северных и южных регионов. Такое среднее значение обусловлено климатическими особенностями и вероятной точкой промерзания.

Для более точного определения типа и характеристики основания проводят инженерные изыскания, которые определяют геоморфологию, область нахождения, гидрогеологию, нагрузку на сваю в частности и на основание в целом, потенциальное изменение нагрузки с учетом климата, инженерные коммуникации. Самостоятельный расчет глубины ввинчивания свай – сложный процесс, поэтому стоит доверить его профессионалам компании «Сваисад». Мы поможем Вам подобрать сваи, рассчитаем необходимое количество, определим глубину вкручивания с учетом всех важных факторов и произведем качественный и быстрый монтаж свай на любом грунте.

Преимущества и недостатки фундамента на винтовых сваях

При выборе фундамента для строительства требуется учитывать все его недостатки и достоинства. Только так можно решить и определиться, какое именно из всех разновидностей основания подойдет лучше всего.

Технология винтового фундамента является одной из самых популярных на сегодняшний день, к её преимуществам относятся следующие положения:

• Доступность и легкая установка. Для монтажа свай требуется наличие специальных скважин. Для их бурения не потребуется особенных навыков, в большинстве случаев можно обойтись даже без использования специальной техники. Их установка можт осуществляться на любом грунте;

• Низкая стоимость основания. Свайно-винтовой фундамент обладает ценой, которая в несколько раз ниже, нежели стоимость ленточного основания;

• Другим преимуществом является высокая скорость выполнения всех установочных работ. Как правило, монтаж подобного фундамента займет два дня с применением специального оборудования, или пять дней при самостоятельном проведении работ. Тот факт, что имеется возможность самостоятельной установки – также важное достоинство;

• Плюсами является высокая несущая способность вкупе с долговечностью фундамента.

К недостаткам фундамента относится:

• Сильная осадка основания. Зачастую она проходит неравномерно, поэтому не исключается нарушение целостности структуры фундамента;

• Трудности с выбором материала для свай.

Препятствия при монтаже винтовых свай

Хорошо когда монтаж ведется на голом ровном земельном участке без зданий, заборов и деревьев, а грунт на стройплощадке однородный и не имеет включений из камней, крупный корней, закопанного строительного мусора и т.п. Несколько замедляет монтаж сваи, когда близко расположены от точки установки винтовой сваи забор, стены, деревья, столбы.

Сваю также невозможно закрутить ближе чем 30 см от существующей стены или забора, а если предполагается закрутить сваю в непосредственной близости от крупного дерева или невыкорчеванного пня, то надо учесть что корни, как правило, под землей расходятся в стороны.

Иногда в процессе закручивания сваи оказывается, что в глубине грунта залегают включения камней. Камни мелкой фракции, до 5 см в размере, для винтовых свай не оказывают отрицательного влияния.

Крупные камни, попавшие точно на пути сваи, делают дальнейшее закручивание невозможным. Камни средней крупности, 5-10 см в размере, как правило, хоть и не препятствуют дальнейшему закручиванию сваи, но вызывают смещение острия сваи в сторону, что в свою очередь вызывает некоторое отклонение оси сваи от вертикали.

Преимущества и недостатки использования свай

Винтовые сваи имеют ряд неоспоримых плюсов, которые заключаются в следующем:

1. В высокой скорости монтажа, что позволяет возвести фундамент, всего лишь за каких-то один или два дня.
2. В отсутствии необходимости выполнять полномасштабные земляные работы, что серьёзно удешевляет строительство.
3. Возможность возведения фундамента при любой погоде.
4. Начать строительные работы, можно сразу же после установки основания.
5. Высокую устойчивость.

К сожалению, применение свай имеет и свои определённые недостатки.

Одним из наиболее существенных минусов, является невозможность монтажа свайного фундамента на скалистом грунте. Кроме того, существует и некоторая проблематичность при обустройстве подвала строения, а также необходимость в более качественном утеплении его нижнего перекрытия.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Расчет и проектирование свайно-винтового фундамента

Что необходимо сделать прежде, чем приступать к проектированию?

1. Определить тип почвы и ее особенности. От этого будет зависеть выбор свай, их технические характеристики и качество будущего фундамента.
2. Определить уровень промерзания почвы. От этого зависит глубина завинчивания и, следовательно, длина свайных столбов.
3. Определить уровень грунтовых вод и его колебания в зависимости от поры года.
4. Определить несущую способность свайных столбов и вес будущего здания с учетом выпадающих осадков (снега на крыше в зимний период), и прочих нагрузок – мебели, жильцов, количества этажей и пр.

Исходя из всего вышеперечисленного, рассчитывается количество свай, их параметры, виды и характеристики. Затем определяется место расположения свай исходя из планировки дома, глубина вкручивания и места для размещения опор.

После того, как все расчеты проведены, проводится разметка предварительно подготовленного участка – по углам будущего здания (на местах установки свай) вбиваются колышки, между ними натягивается шнур. По шнуру колышками отмечаются места вкручивания остальных свай.

Технология монтажа

Этап 1. Закручивание свайных столбов.

Проводится вручную или с применением спецтехники. Для монтажа вручную используют специальный рычаг, с помощью которого несколько человек ввинчивают столбы в землю. В некоторых случаях на месте установки делается неглубокая лунка, около 15 см глубиной, но это делать не рекомендуется, так как свая, которая устанавливается в неподготовленный таким образом грунт, гораздо надежнее и крепче зафиксирована.

Этап 2. Выравнивание и подрезка.

После того, как все столбы установлены, их необходимо подрезать, чтобы выровнять. Для проверки уровня пользуются нивелиром.

Этап 3. Бетонирование.

Внутреннее пространство сваи заполняют цементным раствором. Если планируется делать бетонированный ростверк, то сваи предварительно армируются.

Этап 4. Монтаж ростверка.

После бетонирования сваи скрепляются металлическим или деревянным брусом. В случае устройства ленточного ростверка, предварительно устанавливается опалубка и проводится армирование.

Несмотря на простоту монтажа, возведение свайно-винтового фундамента имеет свои особенности. Более подробно о всех этапах и нюансах рассказано в отдельной статье – свайно-винтовой фундамент своими руками.

ВконтактеFacebookTwitterLiveJournalОдноклассникиМой мир(Пока оценок нет)

Винтовые сваи – основные преимущества:

• возможность применения на сложных и проблемных грунтах, в том числе песчаных, торфяных, глинистых;
• винтовые сваи могут быть использованы даже в сейсмоопасных зонах и при угрозе оползней;
• время года, а именно холодная его часть, не является причиной для отсрочки закладывания фундамента;
• простота винтовой сваи допускает ручной монтаж фундамента без специализированного механического оборудования, что снижает строительные затраты;
• не нарушается естественный рельеф местности.

Винтовые сваи могут также и вывинчиваться, то есть, при необходимости, подлежат повторному использованию.

Приобретение винтовых свай со склада завода-изготовителя гарантирует низкую стоимость и высокое качество.

Виды свай

Основные виды винтовых свай

Сваи такой же конструкции благодаря невысокому ребру винта используются как бурозабивные, см. в конце. Для возможности бетонирования грунт из их стволов в таком случае вынимают специальными буровыми инструментами – ложковым буром или желонкой. Технология трудоемкая, но дает возможность строить 3-5 этажные капитальные здания прямо на вечной мерзлоте, болотах и торфяниках.

Кроме этих основных типов, в продажу поступает довольно широкий ассортимент специальных свай: с многовитковыми и многозаходными винтами, дополнительными лопастями, со встроенной дренажной системой, из химически стойких материалов, и т.п. Они дороги, в индивидуальном строительстве почти не находят применения, требуют сложной технологии монтажа фундамента. Поэтому просто упомянем, есть, мол, и такие.

Об оголовках

В продаже имеются сваи с наваренными на них монтажно-технологическими оголовками. Стоят они, разумеется, дороже. Нужно иметь в виду, что монтажный оголовок необходим только для сборки на сваях деревянных домов; в прочих случаях без него вполне можно обойтись: ростверк фундамента (см. далее) из металлопрофиля приваривают прямо к стволу сваи, ее заворачивание ручным способом производят, используя технологические отверстия, а легкое машинное, при помощи мини-экскаватора, специального технологического оголовка не требует. Как устроен оголовок сваи, на всякий случай показано на рис., на сваю 133 мм. Для свай других диаметров размеры плиты остаются неизменными.

Монтажно-технологический оголовок винтовой сваи

Металлические сваи

Материалом этих изделий служат трубы из стали, диаметром 26 см и более. Еще применяют металлические шпунты, балки в форме двутавра и другие прокатные профили.

Трубы диаметром не более 42 см опускают в землю открытыми и закрытыми. В закрытом варианте применяют специальный наконечник в форме конуса. При опускании открытой трубы роль наконечника выполняет конус из земли, который появляется под сваей при частичном заполнении ее грунтом. Посмотрите видео, как использовать винтовые сваи.

Трубы, больших диаметров, погружают обычно открытыми снизу, с применением подмывания почвы. Такое возможно только в мягких грунтах. Если необходимо усилить основание здания, то металлическую трубу заполняют бетоном.

Одним из видов металлических столбов являются винтовые сваи. Из-за огромного разнообразия, они нашли большое применение в различных сферах строительства. Винтовые металлические столбы обладают высокой грузоподъемностью, их диаметр достигает 2,6 м, а глубина погружения 22 м.

Металл очень сильно подвержен коррозии, для этого столбы обрабатывают специальными антикоррозионными веществами. При соблюдении правил установки и эксплуатации металлические сваи прослужат очень долго.

_source=ig_web_button_share_sheet

Проектирование и правила

Чтобы получить качественный и прочный свайный фундамент, важно начать работу с инженерно-геодезических изысканий, расчетов и подготовки проектной документации. В случае со свайным видом изучение участка под возведение здания является обязательным.

При установке сваи должны достичь твердых и устойчивых слоев грунта, поэтому необходимо убедиться в наличии таких слоев на приемлемой глубине. От этого напрямую зависит длина каждой опоры, а также конечная стоимость всей конструкции.

Проведение работ по определению характера грунта в месте строительства нужно доверить специалистам. От точности изучения участка зависит не только количество денежных средств, потраченных на возведение дома, но и его долговечность, а также безопасность использования.

Чтобы определить возможный тип будущего свайного фундамента учитывают следующие факторы:

• глубина залегания крепкого слоя почвы, который не подвержен деформациям и смещениям,
• характеристики грунта на месте строительства,
• тип возводимого здания: его площадь, количество несущих стен, назначение,
• проектная нагрузка, которую будет создавать строение на почву,
• рельеф местности на строительной площадке,
• возможность затопления (в межсезонье, паводок или при сильных дождях),
• наличие или отсутствие в здании подвальных помещений.

Учитывая эти и другие параметры, принимают решение об использовании того или иного типа основания для дома. Исходя из данных, представленных в инженерно-геологическом отчете (составляется по результатам геологических изысканий), выбирают тип используемых опор, определяют их длину и сечение.

Следующий этап проектирования и подготовки свайного фундамента заключается в испытании опор на прочность. Существует два метода: статический и динамический. Их основное различие – в стоимости и точности измерений. Лучшим методом является статический, однако из-за солидной стоимости его часто заменяют динамическим.

Сваи испытывают для определения нагрузки, которую они принимают от здания, а также для составления схемы, по которой они будут устанавливаться на участке. Данная схема называется свайным полем и может корректироваться в определенных пределах в зависимости от распределения веса на каждую опору. Для достижения баланса в поле добавляют или убирают некоторое количество опор.

Еще одним важным моментом проектирования является расчет осадки свайного поля. Осадкой называется вертикальное смещение опор, происходящее в результате появления нагрузки от построенного здания. Это явление может приводить к перекосу и разрушению ростверка, уменьшению прочности конструкции и другим неприятным последствиям.

Нормативную величину осадки рассчитывают на этапе проектирования. Полученный результат учитывают при выборе длины и сечения каждой опоры, а также при определении мест их установки.

Заключение

Рассмотрев данную информацию, многим может показаться, что свайно-винтовой фундамент недостаточно прочный для основания под жилой дом и больше годится в качестве опоры под хозпостройки.

На самом деле это не так. Надежно установленные и связанные ростверком винтовые опоры способны без проблем выдерживать двухэтажный дом. А в регионах, где глубина промерзания грунта достигает 2 метров, данная конструкция и вовсе считается незаменимой. К тому же свайно-винтовой фундамент практически в 1,5 раза дешевле ленточного и в 2 раза дешевле монолитного, при аналогичных нагрузках! Помните об этом и выбирайте для себя самое лучшее!

Какой бетон использовать для фундамента Ленточный фундамент: виды, преимущества, технология заливки

Технология устройства свайных фундаментов

Технология сооружения таких фундаментов в общем виде содержит следующие этапы:

• Подготовка стройплощадки.

  Она заключается в срезке плодородного грунта и выравнивании территории для движения сваепогружающей техники.

  Готовят площадку для складирования готовых свай или для их изготовления.

  Все действующие коммуникации под площадкой отмечаются ограждениями или переносятся за территорию свайного поля. Отводятся подземные воды и ливневые стоки.

• Разметка мест погружения свай или свайного поля.

  Разметка ведется с использованием разметки главных осей сооружения, вынесенных за пределы фундамента на обноски. В нужные точки погружения забивают колышки в соответствии с проектом фундамента или свайного поля.

  Делается горизонтальная и вертикальная разметка.

• Процесс погружения свай.

  Лебедкой свая подтягивается в зону сваебойного механизма, стрелой подъемника поднимается и устанавливается в точку погружения. Проверяется вертикальность или нужный угол захода в грунт и производится погружение выбранным способом.

• Срезание оголовков свай, достигших заданного отказа, но не погруженных на заданную глубину. Отказ задается как величина погружения за минуту или за несколько десятков ударов.

  Если нужно срезать несколько оголовков, то это делают отбойным молотком, если с десятков – используют сваерезки. После разрушения бетона арматура срезается на определенной высоте с учетом запаса для связи с ростверком.

• Строительство решетчатого ростверка или монолитной плиты.

  Изготавливается и монтируется опалубка под монолитный ростверк. Устанавливаются и увязываются каркасы балок на углах и стыках с внутренними несущими стенами. Контролируются зазоры для защитного слоя между опалубкой и стержнями каркаса, в т. ч. и снизу.

  Бетонный раствор нужно заливать сразу весь или частями. Но при заливке частями перерывы не должны быть более 2 – 3 часов. Вибрирование бетона обязательно. Укрывать необходимо зимой, а также жарким летом.

  Подробное ТТК на устройство свайного фундамента разрабатывается на конкретный объект строительства. Обычно это делается на больших стройках.

Толщина и марка металла

Винтовые сваи могут быть произведены из труб с разной толщиной стенок. Они подразделяются на:

1. тонкостенные, изготовленные из трубы толщиной стенок до 3,5 мм;
2. средней толщины – от 3,5 до 6 мм;
3. толстостенные сваи – 6 и более миллиметров.

Выбор свай по этому критерию будет напрямую зависеть от состава грунта на участке их установки, а также от предполагаемой нагрузки. Этот параметр свай определяется при составлении проекта, и выбор делается в соответствии с данными, полученными при проведении исследований коррозионной активности грунтовых слоев.

По этим же данным выбирается и толщина металла для лопастей сваи, но при этом нужно помнить, что если лопасти выполнены из стали толщиной до 5 мм, пригодны только для легких построек. Если же возводится крупная массивная постройка, то толщина лопастей не должна быть меньше, чем 6 мм.

На основании проведенных исследований грунта выбирается и марка стали изделий:

1. при слабой химической агрессивности грунта может использоваться сталь Ст3;
2. средняя агрессивность предполагает использование изделий из стали Ст20;
3. при сильной агрессивности грунта, подойдут сваи из стали 09Г2С и 30ХМА.

Определение диаметра опор

Винтовые сваи, которые применяются при монтаже фундамента под жилые и хозяйственные постройки, имеют диаметр 57, 76, 89 и 108 мм. Этот параметр подбирается в зависимости от того, какой вес будет иметь готовое сооружение:

• 57 мм – используют для строительства самых простых и легких конструкций (заборы и ограды из сетки рабицы);
• 76 мм – выбирают в качестве основы под легковесные хозяйственные постройки или заборы из дерева или профнастила. Несущая способность таких элементов не превышает 3000 кг;
• 89 мм – применяют там, где несущая нагрузка не будет превышать 5000 кг. Это отличное решение для возведения одноэтажного здания (каркасного или щитового), бань, летних кухонь, сараев и массивных заборов;
• 108 мм – фундаментируют площадку под строительство дома из пеноблоков, деревянного бруса, каркаса (1-2 этажа) с небольшим весом. Несущая способность винтовых свай такого диаметра достигает 7000 кг.

Статья по теме: Фундамент под глинистую почву

Диаметр элементов зависит от веса постройки

Расчетные работы и создание плана

Сваи достаточно прочные конструкции, даже если не обладают большими размерами. Их монтируют по периметру несущих стен, а также в угловых местах. При этом между опорами соблюдают интервал 2-3 м. Расчет винтового фундамента подразумевает определения глубины заложения свай и количество материалов, которые нужны для строительства.

Глубина установки свай определяется на основе уровня, на котором промерзает земля в холодное время года. Монтаж винтового фундамента начинается с подготовительных работ и проектирования. Потребуется очистить участок и приобрести все необходимые материалы для строительства.