Виды, особенности и способы монтажа железобетонных свай

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТА на забивных железобетонных сваях

Фундаменты на забивных железобетонных сваях с продольно-поперечным армированием устанавливаются ниже глубины промерзания и могут быть использованы на различных грунтах: нестабильных, водонасыщенных, пучинистых, с частыми каменистыми вкраплениями, а также на участках с неровным рельефом, где возможны оползни и обвалы.

У фундаментов на железобетонных забивных сваях множество и других достоинств:

• Скорость возведения. На устройство фундамента под строение 6х10 м требуется всего 1 рабочий день.
• Отсутствие усадочных процессов. Сразу после установки свай можно приступать к строительству дома.
• Возможность монтажа в любое время года и при любой погоде.
• Большая несущая способность. Каждая свая выдерживает нагрузку до 15 тонн.
• Отсутствие земельных работ. Это значит, что участок останется чистым.
• Экономичность. Затраты на установку железобетонных свай сопоставимы со стоимостью других типов фундаментов.
• Надежность и долговечность. Срок службы фундамента – не менее 100 лет.

Для забивания свай используется уникальная сваебойная установка (мини-копёр) «Стройматик» на гусеничном ходу. За счет своих компактных размеров машина обладает прекрасной маневренностью, что позволяет ей работать на площадках с плотной застройкой и даже на маленьких дачных участках. Благодаря особой конструкции гусениц, такая машина не повреждает участок заказчика. Мини-копёр оснащен мощным молотом с гидравлическим приводом, что позволяет ему осуществлять работу очень быстро и точно.

Что представляют собой ЖБИ сваи?

По форме бетонные сваи представляют собой вытянутый по длине монолитный железобетонный брусок, напоминающий карандаш с прямыми гранями. Эти ЖБИ характеризуются квадратным сечением и острым забивным концом. Такая форма обусловлена использованием бетонных свай в качестве опорных стержней при возведении фундаментов.

Производство ЖБИ данного типа осуществляется в строгом соответствии с требованиями ГОСТа 19804-91. Данный регламент предусматривает производство забивных свай из бетона тяжелых сортов с применением ненапрягаемой арматуры. Различаются железобетонные сваи по ширине и высоте. Выпускаются сваи сечением:

• 30 х 30 см,
• 35 х 35 см,
• 40 х 40 см.

Обозначаются ЖБИ сваи буквой С. Пример такого обозначения: С-х-у-z, где буква С характеризует тип изделия (сваи квадратного сплошного сечения, цельные и составные, с поперечным армированием ствола), х – длину изделия в дм, у – сечение и z – вариант армирования изделия. Таким образом, обозначние С 60-30-6 подразумевает сваю длиной 6 м, сечением 30х30 см с 6-ой нагрузкой.

Особенности свайной технологии

Свайные технологии используются в строительстве с незапамятных времён: ещё в доисторические времена люди строили таким образом дома на берегах рек, озёр и морей. Главная цель такого метода – заглубление опоры-столба ниже уровня слабого грунта вплоть до крепких слоёв, способных выдерживать нагрузку здания.

Преимущества

Среди главных преимуществ свай можно отметить:

• Абсолютную универсальность. Свайные технологии могут использоваться для возведения построек на любых грунтах и рельефах. Его можно использовать при строительстве массивного коттеджа и небольшой дачи – единственное различие в данном случае будет заключаться только в длине и сечении свай. Свайный фундамент отлично подойдёт для каркасного строительства и возведении жилого дома по технологии «экодом», так минимизирует техногенное вмешательство в окружающую среду.
• Высокие несущие качества. При произведении правильного расчёта и установке необходимого количества свай такой фундамент может выдержать значительные нагрузки без значительной усадки даже на болотистой почве.
• Малые трудозатраты. Устройство свайного основания исключает крупномасштабные земляные работы, как при закладке несущих оснований ленточного типа. Это позволяет сэкономить большое количество сил и рабочего времени.
• Экономия финансовых средств. Сметная стоимость строительства с использованием свайных технологий намного меньше, чем цена ленточного или плитного оснований. В этом случае можно обойтись без дорогостоящих работ по выемке грунта и устройству дренажной системы на участке строительства.

Дом с фундаментом на сваях ЖБ

Виды свайных технологий

В арсенале современных строителей имеется несколько способов монтажа свайных фундаментов:

• Буронабивные технологии. Устройство свайных опор в данном случае подразумевает бурение скважин необходимой глубины и последующую заливку монолитных железобетонных свай.
• Винтовой метод. Винтовые сваи изготавливаются из металла и представляют собой трубу с винтообразным лепестком в её нижней части. Заглубляются изделия в землю при помощи специальных приспособлений – механических или ручных сваекрутов.
• Забивной фундамент. Устройство фундамента из забивных свай производится методом их заглубления в грунт посредством механической нагрузки. Забивка свайного фундамента осуществляется при помощи молотов-копров.

В данной статье будет подробнее рассмотрена технология строительства фундамента на забивных ж/б сваях.

О видах

Железобетонные забивные сваи бывают нескольких видов:

• квадратного сечения;
• квадратного сечения с круглой полостью;
• круглого сечения и сваи-оболочки;
• сваи-колонны;
• сваи-столбы.

Рассмотрим каждый из этих видов более подробно.

Сваи квадратного сечения

Являются наиболее востребованными. Могут иметь сечение 20х25 или 40х40 сантиметров. В длину могут достигать двенадцати метров. Сваи такого вида контактны с грунтами любого вида. Больше того, их даже применяют при работе с текучими грунтами, но при этом после забивки сам столб должен возвышаться над линией грунта не более, чем на два метра.

Однако эксперты отмечают, что опорная основа свай должна опираться на несущий слой грунта повышенной плотности. А размещать столбы на вечномерзлом грунте, торфяниках и на илистой почве. Также квадратные сваи не используют для возведения гидротехнических сооружений.

Сваи квадратного сечения с круглой полостью

Являются самыми дешевыми видами среди прочих забивных свай. Применяют их практически так же, как и обычные квадратные сваи. Но при этом они имеют меньшую жесткость. Ввиду того, что этот вид свай внутри полый, их нельзя применять при сильных изгибающих нагрузках. Армирование у полых свай продольное и может выполняться как с предварительным напряжением, так и без него.

Сваи круглого сечения и сваи-оболочки

Представляют собой конструкции, диаметр которых колеблется от 80 до 300 сантиметров. Они бывают цельными или составными. У составных моделей длина может достигать сорока восьми метров. У свай-оболочек нижняя часть открыта. За счет этого при погружении столба полость заполняется грунтом. Это позволяет увеличить несущую способность свайного элемента.

Сваи-оболочки используются для наземного строительства в сейсмически опасных районах, где фундамент будет подвергаться сильному воздействию.

Сваи-колонны и сваи-столбы

Сваи-колонны практически ничем не отличается от обычных свай с квадратным сечением. Главное их отличие заключается в том, что в грунт они погружаются не полностью. Верхняя часть остается на поверхности и используется в качестве опорной колонны, которая будет удерживать потолок первого этажа строения. Применять сваи такого вида разрешается лишь на грунтах с нормальными условиями.

А вот сваи-столбы представляют собой цилиндрические конструкции с диаметром в 80 сантиметров. Длина таких свай может достигать двенадцати метров. Сваи-столбы погружают в скважины, которые пробуривают заранее. Их диаметр должен быть больше, чем диаметр самой сваи. Свободное пространство между грунтом и сваей обязательно заполняется бетоном.

Видео. Забивные Ж/Б Сваи. Или Как Построить Крепость! (надежный фундамент для дома 2018)

Преимущества и недостатки свайных фундаментов

Бетонные сваи используют для возведения оснований частных домов, хозяйственных построек, многоэтажных и промышленных зданий. Популярность обусловлена преимуществами такого типа основ:

• установка на любых типах грунтов, включая зыбкие и болотистые, единственное ограничение – скальное основание;
• возведение прочного фундамента всего за один день, на классическое ленточное основание потребуется до 7 дней;
• возможность сэкономить за счет меньших затрат материалов – бетона на 30%, земляных работ на 25%, не снижая прочностных характеристик;
• повышенная несущая способность за счет прочности свай и других ЖБИ, применяемых для фундамента, одна опора выдерживает нагрузку до 50 т;
• долговечность – до 150 лет.

К недостаткам фундаментных свай из железобетона относят:

• Ограниченность проекта за счет отсутствия подвала или цокольного этажа;
• Требования СП накладывают ограничения на расстояния до ближайших зданий при работах молотами с массой больше 7 т;
• Для монтажа фундамента требуется спецтехника;
• Необходима тщательная геологическая разведка, что повышает стоимость работ. Если их провести непрофессионально, фундамент может деформироваться.

Различия столбчатого и свайного основания здания

Общность в том, что основание не сплошное, а дискретное, с отдельными «точками» опоры.

Различия свайного и столбчатого фундаментов:

1. В глубине заложения: сваи погружают на глубину более 5 м, столбы – немного ниже глубины промерзания грунта, т. е. на территории России это от 1 до 2,5 м.
2. Столб передает нагрузку от здания на грунт своей подошвой, свая – и подошвой и боковыми поверхностями.

3. Разной площадью сечения – свая длинная и тонкая, столб – широкий и короткий.
4. Сваи могут использоваться на грунтах с невысокими несущими свойствами, например, на водонасыщенных, неоднородных, столбы – на плотных, однородных, с большой глубиной подземных вод и т. п.

Особенности забивного фундамента на ЖБИ-сваях

Железобетонные сваи бывают двух видов – цельными и полыми. Полые изготавливаются при помощи центрифуги, имеют чаще всего круглую форму и используются в строительстве одноэтажных зданий. Не подходят для возведения фундамента в сейсмически активных зонах, торфяных почвах. В отличие от цельных, полые свайные столбы имеют меньший вес, что значительно упрощает работу с ними.

ЖБИ-сваи.

Маркировка свай из железобетона в соответствии с ГОСТом

• «С» – столбы с поперечным армированием.
• «СК» – сваи круглые, имеющие полость.
• «СП» – столбы квадратной конфигурации, имеют круглую полость, за счет чего снижается их вес. Армируются как напрягаемым, так и обычным методом.
• «СГ» – прямоугольные сваи из тяжелого бетона. За счет увеличения площади сечения, отличаются большей несущей способностью, чем квадратные.
• «СЦ» – сваи с квадратным сечением без поперечного армирования.
• «1СД» – колонновидные сваи.
• «2СД» – колонновидные сваи, предназначенные для установки по средним осям.
• «ССН», «ССВ» – составные свайные столбы.

Железобетонные сваи сплошного сечения

Цельные сваи бывают нескольких форм – Н-образные, круглой, квадратной или прямоугольной конфигурации.

Особенности армирования

Для изготовления используется гидротехнический бетон и стальная арматура. Армирование может быть как обыкновенным или натяжным.

Особенность армирования с помощью предварительно напряженной арматуры в том, что металлический элемент, прежде чем бетонировать, растягивают с помощью домкрата или другого приспособления.

Также растяжение можно усилить при использовании электричества – через арматуру пропускается огромный ток, что приводит к нагреву металла и он расширяется. Арматура фиксируется в этом состоянии на протяжении всего цикла бетонирования сваи.

Расположение арматуры внутри сваи.

После застывания бетона, напряжение с металлического элемента снимается – прекращается подача тока или ослабляется фиксация домкратом. Такой способ увеличивает прочность изделия.

Между бетоном и металлом возникает напряжение, так как металлический элемент пытается сжаться, а бетон – сохранить свои позиции – старается растянуть металл в прежнее состояние. Это дает возможность частично потянуть армирующий элемент на изгибе и повысить прочность всей конструкции.

В зависимости от положения, сваи армируются двумя способами.

1. Продольное армирование. Представляет собой основную рабочую арматуру.
2. Поперечное армирование. Его цель – объединить продольную арматуру и принимать ударную нагрузку в процессе забивания сваи.

Применение забивного ЖБИ фундамента

Железобетонный свайный фундамент – наиболее распространенный тип фундаментов. Он используется для:

• строительства частных домов;
• строительства производственных зданий и сооружений;
• строительства многоэтажных и малоэтажных построек;
• для построек из кирпича, древесины, газобетона, пеноблоков и других материалов;
• как основание под каркасные дома, гаражи, беседки и другие хозяйственные постройки.

Особенности ЖБИ-фундамента

1. Бетонные сваи обладают высокой прочностью и выносливостью. Согласно ГОСТу, прочность бетонного столба должна быть не меньше 200 кгс/см2. Минимальный вес, который может выдержать свая – 125 тонн.
2. Бетон склонен к разрушению в неблагоприятной среде – почвах с высоким содержанием хлоридов, кальция, сульфатов и других минеральных солей и щелочей.
3. Большой вес ЖБИ-свай затрудняет транспортировку и установку.
4. Использование для фундамента того или иного типа свай зависит, в первую очередь, от особенностей почвы.

Подбор типа ЖБИ-основания под почву

• Свайные столбы напряженного армирования применяются для установки в грунтах, обладающих средней плотностью.
• Сваи обычного армирования – для монтажа на песчаных и глиняных почвах.
• Свайные столбы продольного ненапряженного армирования – на грунтах склонных к сжиманию, не имеющих глины и валунов.
• Колонновидные сваи применяются на глиняных и средней плотности грунтах.
• Круглые сваи полого сечения – для одноэтажных зданий на устойчивых почвах.

Несущая способность свай

Планируя строительство свайного фундамента, в первую очередь следует позаботиться об обеспечении должного уровня несущей способности. При этом устанавливать избыточное количество свай экономически нецелесообразно. Поэтому проектирование свайного фундамента обычно поручают специализированной компании. Однако общие знания все же необходимы. В частности:

• оценка геологических особенностей местности. Результат определит тип сваи, ее длину, диаметр, толщину и тип арматуры, число продольных стержней, толщину поперечной проволоки, расстояние между забивными сваями;

• расчет на трещиностойкость (коэффициент динамичности равен 1,25);

• способ установки. Сваи могут быть установлены тремя способами: одиночными опорами, рядным порядком, свайным полем;

• расчет на прочность сваи (коэффициент динамичности равен 1,5);

• обоснование о необходимости заполнения полых свай;

• место расположения близлежащего строения (минимальное расстояние – 15 м.п.)

Как рассчитать количество свай на фундамент

Чтобы примерно определить, сколько свай необходимо для фундамента дома нужно:

рассчитать статическую нагрузку, т.е. определить вес будущего строения. Для этого нужно сложить вес:

– материалов, из которого будет построен дом (несущие стены и перегородки);

– стропильной системы и кровельного материала;

– остекления и дверей;

– отделочных материалов (наружная и внутренняя отделка);

– ориентировочный вес мебели, бытовых, отопительных и сантехнических приборов.

• оценить несущую способность одной сваи (узнать можно у производителя, у которого предполагается купить сваи);
• рассчитать динамическую нагрузку. Учитывает количество проживающих в доме;
• добавить 10-15% на компенсацию погрешности расчета и возможное увеличение массы строения;
• разделить вес строения на несущую способность сваи. Таким образом, будет рассчитано число свай. Зная их число, можно определить общую стоимость реализации проекта.

Шага установки забивных железобетонных свай

Что касается расстояния между сваями (шаг установки), то расчет ведётся исходя из их числа и периметра строения. При этом сваи обязательно устанавливаются по углам, в месте пересечения стен, под колоннами, под тяжелыми объектами.