Забивные железобетонные сваи
Стандартные забивные железобетонные сваи изготавливаются на заводах и поставляются на объекты строительства в готовом виде. Они нормируются по конструкции, сечению, длине, армированию, марке применяемого бетона.
Классифицируются по способу армирования:
- сваи с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием,
- с предварительно напряженной продольной арматурой, с поперечным армированием и без него.
- цельные,
- составные (из отдельных секций)
По геометрии пяты:
- заострённые (с остриём),
- тупые (без острия).
Отдельные секции составных свай соединяются с помощью специального сочленения «стакан» и фиксируются болтовым соединением или сваркой непосредственно после забивки первой нижней секции, после чего происходит добивка уже на полную длину.
Условная разновидность бурозабивные сваи — это цельные или составные, полые или сплошные, квадратного или круглого сечения сваи, погружаемые в предварительно пробуренные лидерные скважины.
Забивные сваи выпускаются в соответствии с ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления» и подразделяются на следующие основные типы:
С — квадратного сплошного сечения, цельные и составные, с поперечным армированием (серия 1.011.1-10);
СП — квадратного сечения с круглой полостью, без острия, цельные, из-за уменьшенного расхода бетона при изготовлении более доступные по стоимости, толщина стенок от 40 до 65 мм в зависимости от марки применяемого бетона (не менее М200), армирование напрягаемое или ненапрягаемое (ГОСТ 19804.3);
СК — полые круглого сечения диаметром 400-800 мм, без острия, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);
СО — сваи-оболочки диаметром 1000-3000 мм, цельные и составные, с ненапрягаемой арматурой (серия 3.501.1);
1СД — сваи-колонны квадратного сплошного сечения, без острия, двухконсольные, расположенные по крайним осям здания (ГОСТ 19804.7-83);
2СД — то же, расположенные по средним осям здания;
СЦ — квадратного сплошного сечения, цельные, без поперечного армирования ствола, с напрягаемой арматурой в центре сваи (ГОСТ 19804.4).
Номенклатура забивных железобетонных свай продиктована разнообразием областей применения в зависимости от конструкций надфундаментной части сооружений и грунтовых условий стройплощадки. Готовые забивные железобетонные сваи обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другими видами: дешевизна, низкая себестоимость погружения, простое и недорогое в эксплуатации оборудование, и низкие требования к квалификации персонала. Львиная доля свайных фундаментов выполняется как раз с их использованием.
Исходя из принципа минимизации издержек предпочтение отдаётся тем видам свай, которые при соблюдении всех расчётных параметров, соответствуют требованиям бюджета строительства. Местные условия строительной площадки могут также оказывать влияние на выбор опор для устройства фундамента. Свайный фундамент завершается ростверком или фундаментной плитой.
Забивка свай
Забивка ж/б свай копровой установкой с дизель-молотом
Классическая схема предусматривает забивку вертикально установленной сваи путём нанесения ударов молотом по её оголовку до проектного отказа или достижения проектной глубины. Машина для забивки свай (копровая установка, сваебой) представляет собой молот, на базовой машине. В качестве базовой машины выступают кран на гусеничном ходу, бульдозер или автомобиль повышенной проходимости.
Самый распространённый, простой в эксплуатации и относительно недорогой молот — это копровый дизель-молот, размещаемый на мачте базовой машины в качестве навесного оборудования. Сила удара у него не регулируется в процессе работы. А вот гидравлический молот обладает более гибкими характеристиками, способен тонко регулировать силу удара в процессе работы.
Копровая установка с гидравлическим молотом
Для условий плотной городской застройки критичным становиться требование соблюдения безопасности свайных работ для оснований близлежащих зданий, а также уровня шума. Для забивных свай соблюдения этого требования добиваются применением альтернативных забивке безударных методов погружения свай: вибропогружения и вдавливания. По стоимости вибропогружение дороже примерно в 2 раза, а вдавливание — в 2,5 раза.
Вдавливание свай в Москве в условиях зимы
Для погружения методом вдавливания применяются более дешёвые сваи без усиленного армирования, так как нет необходимости защищать оголовок колонны от ударов молотом сваебоя. Кроме того, издержки снижены за счёт уменьшения точек погружения, вследствие значительного снижения отбраковки свайных элементов.
Плюсы и минусы свайного основания
У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.
Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.
Пример на забивных сваях
Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.
И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.
Как минимизировать эффект пучения грунта
В случае возведения постройки на пучинистом грунте глубину заложения фундамента (и расходы на его сооружение) можно несколько уменьшить.
Для этого следует выполнить одно из мероприятий, предотвращающих развитие значительных сил морозного пучения в холодный период года:
- замена имеющегося грунта непучинистым или слабопучинистым: в зоне возведения здания на глубину промерзания грунта выкапывают котлован, который засыпают хорошо утрамбованным крупнозернистым песком. При сооружении ленточного фундамента глубина заложения в песке, как говорилось выше, может быть снижена до полуметра;
- сооружение дренажных систем, способствующих снижению уровня грунтовых вод;
- укладка вдоль фундамента (можно под отмостку) теплоизоляции из пенополистирола шириной до 1 м, которая будет способствовать уменьшению глубины промерзания грунта в данной зоне.
Watch this video on YouTube
Особенности
Железобетонные сваи (ЖБ) представляют собой арматурный каркас, который заливается бетонным раствором. Длина готового изделия может составлять от 3 до 12 м.
Железобетонные сваи применяются при организации фундамента по технологии забивания. Их использование позволяет укрепить основание и выйти на прочные слои почвы.
Визуально они представляют собой основания с круглым (полым или заполненным), квадратным сечением. Различаются диаметром и высотой, от чего зависит несущая способность и сфера применения. Кроме того, показатели прочности зависят от используемой марки бетона. Чем она выше, тем надежнее элементы.
Для создания железобетонных свай используется цемент, марочная прочность которого не менее М100. От эксплуатационных характеристик бетона зависит не только прочность сваи на сжатие, но и морозостойкость, влагопрочность. Последние параметры для бетона марки М100 составляют F 50 (то есть конструкция выдерживает до 50 циклов заморозки/разморозки) и W2 (давление водяного столба) – 2 МПа. Вес опоры обусловлен ее габаритами, а также зависит от плотности используемого сорта бетона.
Обычно используются более плотные марки бетона М-250, М-300, М-400. Морозостойкость таких изделий достигает 150 циклов, а коэффициент водонепроницаемости – не менее 6.
Благодаря повышенной устойчивости к возможности погружения свай на большую глубину их использование становится возможным на подвижных грунтах (в том числе в зоне повышенной сейсмической активности), на глинистых, пучинистых и слабых грунтах, в водонасыщенных и заболоченных почвах.
ЖБ сваи могут применяться не только в качестве основания фундамента, но и использоваться для предотвращения осыпания котлована, укрепления грунта и уже имеющегося свайного фундамента. Для этого ЖБ опоры погружаются на небольшом расстоянии от имеющихся конструкций, выполняя функцию второй сваи. Кроме того, при дополнительном упрочнении фундамента рассматриваемый тип опор может выноситься за пределы имеющегося основания и связываться с ним посредством балок.
От чего зависит цена фундамента под строительство дома
Основание принимает на себя большой вес построенного дома и распределяет его равномерно на поверхности грунта. Чем будет хуже несущая способность грунта, и чем тяжелее дом, тем надёжнее и прочнее должен быть фундамент, следовательно, цена на его обустройство будет выше.
Для легких домов подходят основания свайного и столбчатого типа, а вот для построек имеющих большой вес, потребуется создавать более массивную фундамент, здесь выбор отдаётся в пользу плитного типа или ленточного. Стоимость любого фундамента также зависит от его глубины, которую делают с учётом промерзания грунта.
Если цоколь в высоту будет больше двадцати сантиметров, то это существенно повышает затраты материалов на создание основания. В средней полосе нашей страны цоколь делают в высоту от 45 см до 50 см. К тому же, если грунт на участке строительства будет проблемным, то потребуется прибегать к дополнительным работам: обустройство дренажной системы, по которой будут отводиться грунтовые воды и качественное уплотнение почвы.
Перед началом строительства рекомендуется выполнить георазведку, что тоже увеличивает затраты.
Видео описание
Какие существуют типы фундамента? Как происходит строительство фундамента и сколько стоит? Все это и многое другое смотрите в данном выпуске:
Заключение
Строительство фундамента – это очень важный этап работ, поэтому к его выбору и обустройству следует подходить основательно. Чтобы сэкономить собственное время и силы, лучше обратиться в строительную компанию, где вам не только посоветуют наиболее подходящий тип фундамента, но и качественно его возведут.
В каких случаях применяют?
Фундаменты такого типа изготавливают в таких ситуациях:
- Подземные воды поднимаются слишком высоко либо требуется сооружение здания в воде.
- Деформация грунта происходит неравномерно, почва разнородная.
- Территория застройки состоит из торфяника, размытого либо насыпного грунта, присутствуют зыбучие пески.
- Если сооружение будет передавать фундаменту существенную нагрузку.
- Когда район застройки относится к сейсмически опасной категории.
Сваи в частном секторе используют в таких ситуациях:
- под гараж, беседку, бытовку или баню;
- под печь, для выполнения фундамента бани;
- кирпичный или каркасный дом, а также строение из газобетона.
Рассмотрим подробнее все эти варианты.
Гараж
Сооружать сваи под гаражом целесообразно на слабых грунтах, при высоком подъеме грунтовых вод, а также в иных аналогичных ситуациях. Бытует мнение, что такой тип основания делают там, где укладка обычной бетонной ленты невозможна по ряду причин. Хотя это вовсе не непременное условие.
Стоимость выполнения земляных работ, а также существенные трудозатраты на такое мероприятие, побуждают многих застройщиков обходиться без столь муторной работы. Удобнее и дешевле заказать погружение свай, чтобы прилично снизить затраты на нулевой стадии сооружения гаража.
Кирпичный дом
Даже одноэтажные кирпичные дома являются тяжелым сооружением. Основанием под ними могут быть лишь несколько типов конструкций:
- бетонная лента;
- монолитная железобетонная плита;
- сваи.
Самый выгодный в экономическом плане вариант — первый. Но его разрешено сооружать только на устойчивом грунте, который встречается нечасто. По надежности на первом месте монолитная плита, хотя она и самая дорогая, поскольку требует множества материалов для обустройства.
Постройка из газобетона
Блоки газобетона необходимо укладывать на плоское и твердое основание, поэтому для дома из такого материала требуется бетонный фундамент. Им может быть монолит либо лента, но вполне подойдет и бетонный ростверк, закрепленный на сваях.
Более подробно читайте здесь.
Каркасное сооружение
При использовании забивных либо винновых свай ростверком становится брус, уложенный на оголовки столбов. Подробнее можно узнать тут.
Беседка
Металлические сваи — прекрасный вариант фундамента для беседки. Их монтируют, когда грунт на участке нестабилен. Подробности — в этой статье.
Печь
Фундамент, на котором возводят печь, обязан быть устойчивым и не бояться сезонного пучения. Подойдут винтовые сваи. Подробности — в этой статье.
Бытовка
Под бытовкой нередко монтируют винтовые сваи. Благодаря этому нижняя поверхность конструкции становится приподнятой над влажным грунтом, гарантируя невозможность развития коррозии. Подробнее читайте тут.
Баня
Выгодней использовать винтовые опоры. Кроме того, свайно-винтовое основание существенно укрепляет банную конструкцию, оно делает фундамент прочным и максимально устойчивым. Подробнее читайте здесь и тут.
Об установке теплицы на сваи расскажет эта статья, сооружения из поликарбоната — в этой. Виды и стоимость свай для теплицы рассмотрены в этой статье, о применении свай для строительства террасы читайте тут.
Классификация столбов
Технология возведения свайного фундамента включает в себя различные способы закладки опорных изделий. Все нюансы строительства регламентированы общепринятыми нормами, изложенными в СНиП 2.02.03-85 и СП 24.13330.2011.
По методу устройства в почве
По способу монтажа сваи делятся на такие типы:
Буронабивные – бетонные и ж/б опоры, изготавливаемые непосредственно на строительной площадке.
- Буроинъекционные – бетонные конструкции с армированием и без. Технология предполагает подачу раствора в заранее подготовленные шурфы под давлением. При этом бетон заполняет не только скважину, но и пустоты в почве вокруг силового элемента.
- Забивные – заводские изделия, которые погружают в почву за счет ударной силы, создаваемой специальным оборудованием. По материалу изготовления делятся на железобетонные, металлические и деревянные.
- Вдавливаемые – секционные составные элементы, которые погружаются в землю за счет прилагаемого усилия. В отличие от предыдущего типа свай при реализации данной технологии не создаются вибрационные нагрузки на грунт.
- Вкручиваемые – металлические или железобетонные стержни, оснащенные винтовой частью для удобства монтажа и дополнительного уплотнения грунта под опорной площадью основания.
По типу опоры на несущий пласт
Относительно характера взаимодействия с почвой силовые элементы делятся на такие типы:
- Висячие опоры – опираются на сжимаемые грунты, при этом нагрузка передается через наконечник (30% веса) и боковые поверхности (70% веса).
- Стойки – опираются на твердое основание, передавая вес конструкции через острие на конце или расширенную пяту.
По варианту армирования
По данному признаку различают следующие виды опор:
- с армированием продольного типа – сваи используют для строительства в грунте средней плотности (суглинок, глина, супесь и т.д.);
- с продольно-поперечным армированием – характеризуются высоким сопротивлением растягивающим и изгибающим силам;
- по технологии с предварительным напряжением – отличаются максимальной плотностью и прочностью материала.
По форме сечения
Относительно геометрии сечения опорные элементы классифицируют на виды:
- С круглым сечением: трубчатые изделия Ø400–800мм и оболочки Ø 1–3 м.
- Со сплошным квадратным сечением от 150х150 до 400х400 мм.
- С полым квадратным сечением: внешний Ø от 250х2500 до 400х40 мм0, Ø полости 175–275мм.
- С прямоугольным сечением (200х400, 200х450, 200х500 мм).
По конструктивному исполнению
По такому признаку опорные элементы классифицируют на виды:
- цельные;
- составные – секции устраиваются в грунте поочередно.
По геометрии пяты
Нижний конец сваи может быть:
- в виде пирамиды – острым концом опара упирается в плотные породы;
- тупой – в большинстве случаев используется для висячих столбов;
- с расширяющейся пятой – применяют при минимальном соприкосновении боковой площади сваи с почвой.
Пошаговая инструкция по монтажу своими руками
Рассмотрим порядок действий при создании свайно-винтового фундамента.
Работы ведутся поэтапно, последовательность действий имеет строго определенную очередность:
Подготовка
Свайно-винтовой фундамент имеет важную особенность — он может быть создан на неровном рельефе, не требующем предварительного выравнивания (планировки).
Возможно строительство на склонах или в складках, что позволяет эффективно использовать неудобные с точки зрения традиционного строительства участки. Поэтому подготовительные работы можно свести к очистке участка от растений, посторонних мешающих предметов.
Произвести разметку,все точки установки свай отметить колышками. Затем на местах установки делаются небольшие (до 30 см) углубления, которые облегчают вход лопастей в грунт.
Плодородный слой почвы создает заметное сопротивление из-за обилия корней, стеблей растений и прочих препятствий, поэтому его лучше удалить.
Погружение свай
Установка винтовых свай производится либо вручную, либо механическим способом. Ручной монтаж возможен при наличии относительно мягкого грунта без техногенных включений или скальных обломков.
Диаметр стволов, доступный для ручного погружения, ограничен 87 мм.
Наиболее распространенные сваи диаметром 108 мм часто оказываются слишком трудны из-за высокого сопротивления грунта.
Машинный способ позволяет получить качественный монтаж винтовых свай, с соблюдением определенного угла, усилия завинчивания и глубины.
Мощность строительной техники позволяет свободно работать со сваями до 159 мм диаметром, чего вполне достаточно для строительства частного дома довольно большого размера.
Погружение свай производится на заранее заданную глубину. Обычно она определяется уровнем залегания плотных слоев, или сила сопротивления грунта превышает допустимое для данного ствола усилие, срывающее технологическое отверстие.
Свая, достигшая нужной величины сцепления с грунтом, вращается с большим усилием или вовсе прекращает это делать.
Пытаться продолжать вращение нельзя — сварка может не выдержать, лопасти оторвутся и свая станет неспособной к выполнению своих функций.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При установке винтовых свай запрещается делать реверс — пытаться выкрутить ствол обратно. Это ослабляет сцепление лопастей с грунтом и исключает возможность повторного погружения в этом месте.
Обвязка
После установки всех свай выполняется подрезка. Это процедура, позволяющая подогнать высоту торчащих из грунта стволов к единому уровню, образовать из них ровную горизонтальную плоскость.
Устанавливают лазерный уровень с функцией построения плоскостей на необходимой высоте и отрезают лишние участки труб.
После подрезки внутренние полости свай заполняют бетоном, повышая их прочность.
Затем производят монтаж обвязки (ростверка) — пояса, соединяющего все сваи в единую систему и одновременно служащего опорным элементом для стен дома. Обрезанные верхушки накрываются оголовками с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются металлические или деревянные балки.
Для фиксации на площадках имеются технологические отверстия под болтовые соединения.
ВАЖНО!
Иногда обвязка и ростверк представляют собой разные элементы. Обвязка выполняется ниже уровня монтажа ростверка и соединяет между собой все сваи, образуя систему наподобие решетки
Используются металлические отрезки швеллера или двутавра, приваренные к стенкам стволов.
Преимущества винтовых свай
В отношении веса каркасных домов железобетонные винтовые сваи обладают избыточной несущей способностью, поэтому нецелесообразно переплачивать за дорогие конструктивные элементы и аренду оборудования для их вкручивания. Металлические винтовые сваи намного проще в монтаже и способны удерживать вес каркасного сооружения.
Положительные характеристики
- Дешевизна.
- Простой монтаж.
- Быстрое возведение.
- Разнообразие моделей.
- Достаточная несущая способность.
- Ремонтопригодность.
- Возможность строительства на склонах.
Какие выбрать?
В зависимости от геологических условий и особенностей проектной конструкции выбирают модель винтовых свай. Определяющие характеристики опорных элементов:
- ширина лопасти;
- диаметр столба;
- длина трубы;
- тип наконечника;
- толщина металла.
Для каркасных домов с несущей нагрузкой 5–9 т используют винтовые сваи диаметром 108 мм и толщиной трубы 4-5 мм. Вес построек в несколько этажей может достигать 14 т, тогда выбирают стержни с размером сечения – 133 мм. В большинстве случаев подходят сваи со стандартным размером лопастей – 250–300 мм.
Как рассчитать?
На какую глубину закручивать винтовые сваи? Минимальная глубина закладывания свай рассчитывается исходя из уровня промерзания почвы. При этом наконечник опоры должен упираться в твердый несущий пласт. Для этого на этапе геологических исследований анализируют состав почвы и высоту слоев.
Например, в преобладающей части московского региона глубина промерзания грунта равна 1,5 м, тогда как в северных – этот показатель составляет 2,4 м. Это значение принимается за глубину фундамента.
Высота свай рассчитывается исходя из таких показателей, как:
- высота снежного покрова зимой;
- температурный режим в помещении;
- уровень подземных источников;
- вероятность подтопления;
- тип рельефа на участке.
Минимальна высота свай – 20 см, но на практике этот показатель редко опускают ниже 30 см. уровень цоколя подбирают индивидуально в зависимости от исходных условий.
Определяясь с моделью силового элемента, выбирают сваи с запасом по длине минимум в 0,5 м, чтобы было удобно выровнять высоту фундамента по горизонтали. Чаще всего для строительства каркасных домов используют стандартный типоразмер опор – 108х300х2500 мм.
Как рассчитать расстояние между сваями? Шаг между ближайшими силовыми элементами рассчитывают, основываясь на потребности в опорах. Сваи обязательно устанавливают в местах, где сооружение оказывает максимальную нагрузку на почву: под углами и точками пересечения несущих стен.
Если расстояние между столбами превышает 3 м, то посередине устанавливают промежуточные опоры. Рекомендованный шаг для винтовых свай – 1,5–2,5 м.
Особенности устройства фундамента из бетона
Технология возведения фундамента этого типа основания требует обязательного армирования с помощью металлических прутьев. Это позволяет фундаменту двигаться вместе с грунтом – зимой он поднимается, а весной начинает опускаться. Это не позволяет зданию разрушаться.
Такие основания называют плавающими, они особенно актуальны при большом давлении на фундамент, при строительстве на слабых грунтах, периодически сжимаемых, в сейсмически опасной местности, а также там, где земля промерзает на большую глубину. На таких основаниях удобно возводить любые здания и проводить капитальные и косметические ремонты, включая ремонт мягкой кровли.
Применение такого типа основания гарантирует снижение объема работ на земле, сокращение трудозатрат и экономию используемых в процессе строительства материалов.
Сегодня используются разные виды монолитных фундаментов:
- коробчатые;
- ребристые;
- сплошные.
Последний вариант используется в том случае, когда планируемое сооружение будет без цоколя. В данном случае плита будет выступать в роли пола. При строительстве жилых сооружений плита имеет, как правило, ребристую или ленточную поверхность. Ребра производятся из монолитного бетона, иногда блоков.
Для строений в несколько этажей выбираются коробчатые основание, способные выдержать большие нагрузки. Высота ребер при этом равна высоте стен в подземной части строения.
