Виды, особенности и способы монтажа железобетонных свай

Правильно сделанный фундамент необходим для устойчивости сооружения. При выборе его конструкции, определяющими характеристиками являются масса и этажность возводимого здания, тип грунта, определяемый геодезической разведкой. На нестабильных грунтах используются железобетонные сваи – самая надежная основа.

Назначение

Ж/б сваи применяются для фундаментов промышленных и жилых зданий, складов, ангаров и т.д. На обычных грунтах на таком фундаменте возводят многоэтажные постройки, создающие высокое давление на поверхность. При помощи железобетонных свай для фундамента удается снизить воздействие грунт, обеспечить устойчивость и избежать просадки все время эксплуатации.

Свайные фундаменты подходят для зыбких и влажных почв, например, торфяных или болотистых.

После геологической разведки подбирается сечение и длина опор, которые забиваются до стабильного грунта. Далее заливается бетонный ростверк, на котором возводятся стены здания. Назначение, количество и вид применяемых свай определяется проектировщиками.

Виды и маркировка

Забивные сваи классифицируют по материалу, из которого они изготовлены:

• Деревянные, изготавливаемые из твердых пород дерева, чаще используется дуб или лиственница. Их срок эксплуатации не превышает 40 лет, они применяются в частном строительстве для деревянных или каркасных зданий, не создающих большого давления на грунт.
• Стальные, имеют винтовой профиль, и делаются из проката, обладающего высокой прочностью. Их легко устанавливать вручную, без тяжелой техники. Они используются для небольших сооружений в частном строительстве. Этот вид опор прослужит до 60 лет.
• Железобетонные – самое надежное основание, рассчитанное на 150 лет службы. Их популярность объясняется сочетанием доступной цены и прочности.

Отдельно выделяют набивные сваи, представляющие собой полую опалубку или отверстие в грунте, которые заполняются армированным бетоном. Их чаще применяют в частном строительстве. В зависимости от способов производства существуют такие виды свай набивного типа:

• Буронабивные – в отверстии размещается опалубка, в которую помещается армирование, затем заливается бетоном. В качестве опалубки используются трубы.
• Буроинъекционные – пробуренную скважину подается бетон под давлением, чтобы заполнить все пустоты. Только после этого в бетон погружается арматура.
• Грунтоцементные – в скважину заливается бетонный раствор, смешанный с грунтом. Это самый дешевый вариант, но они имеют низкую прочность и прослужат намного меньше, чем основа из бетона. Подходит вспомогательным сооружениям.

Самые распространенные — забивные и висячие железобетонные сваи. Они различаются по способу усадки. Забивные опоры упираются острием в твердую породу. Висячие сваи держатся в грунте за счет большой площади контакта, они применяются, когда невозможно достигнуть твердого слоя. Согласно строительным нормативам, предусмотренным ГОСТ 19804-2012, выделяется семь типов свай:

• с квадратным сечением и поперечной армирующей сеткой (С);
• круглого сечения из железобетона (СК);
• квадратные с полостью круглого сечения (СП);
• конструкции, представляющие собой прочную оболочку для заливки бетона (СО);
• классического сечения квадрат с продольным армированием (СЦ);
• квадратного сечения с консолями для крайней и средней оси основания (1СД, 2СД).

Забивные и вдавливаемые сваи из ж/б имеют общие технические характеристики:

• минимальное сечение квадрата – 30х30 см, допускается круглое и прямоугольное сечение;
• длина может быть от 2 до 16 м, в частном строительстве применяются 4-6 м, для большей глубины используются конструкции составного типа;
• при изготовлении применяются бетонные смеси М200-М400;
• высокая морозоустойчивость, соответствующая маркировкам F100-F500;
• наименьший допустимый показатель влагостойкости W2, для влажных болотистых грунтов потребуется марка водонепроницаемости W8.

Основные формы и размеры:

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 45.13330.2017 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.

Способы погружения ЖБС

Применяя разные виды свай для устройства основания зданий, нужно определить способ их погружения в грунт, в зависимости от технических условий:

• Ударный метод — с помощью специального молота.
• Вибрационный – постепенное погружение за счет колебаний, создаваемых оборудованием.
• Вдавливание – методика, позволяющая сохранить целостность опоры и избежать акустического дискомфорта.
• Вкручивание или завинчивание – применяется для полых металлических типов с винтовыми наконечниками.
• Буронабивной – заливка армированным бетоном непосредственно в грунте.

Ударный метод осуществляется молотом паровоздушной или гидравлической конструкции. Чтобы укрепиться в грунте потребуется пневмоударная машина, опускающая молот на верхнюю часть. Чтобы не разрушить бетон, на нее накладывается наголовник. Чтобы установить сваю на место забивки требуется автокран или другое грузоподъемное оборудование.

Вибрационный метод использует вибропогружатель. Применяется для влажных почвенных слоев, опора устанавливается вертикально и постепенно погружается под воздействием вибрации. Скорость погрузки зависит от плотности грунта, на жестких фракциях требуется помощь вибромолота, вес ударной части которого должна быть не менее половины веса устанавливаемой сваи. На последних 25 см производится забивка.

Метод вдавливания применяется на плотных грунтах, это одна из новейших технологий. Перед установкой делается горизонтальная площадка, на которой ж/б сваи забиваются на глубину до 1 м, затем их вдавливают до расчетной отметки специальной машиной. К преимуществам этого метода относят бесшумность, достижение максимальной прочности, при минимальном количестве опор, низкая себестоимость.

Методика завинчивания применима для свай с винтовыми конусообразными наконечниками. Они используются как в промышленном, так и частном строительстве. Завинчивание осуществляется специальной машиной – кабестан. Конструкции делаются полыми, чтобы после установки укрепить их бетонированием. Важным преимуществом такого метода является возможность демонтажа опоры в случае неправильной установки. Монтаж можно вести в любое время года, это самый экономный способ погружения ж/б свай.

Буронабивная технология требует устройства скважин на площадке, где делается фундамент. В них помещаются обсадные опалубки из труб или рубероида, размещается арматура. Далее заливается бетонная смесь, при необходимости, опалубка изымается. Чтобы бетон схватился и набрал расчетную прочность, понадобится до 30 суток, что является недостатком этого метода установки.

Свайные фундаменты — технология, позволяющая быстро создать надежное основание под любое здание. Благодаря универсальности, они используются как в частном строительстве, так и для многоквартирных домов, промышленных сооружений. Применение этой технологии требует георазведки, специализированного оборудования и профессионального подхода к монтажу.