Виды свайных фундаментов и классификация свай

Виды свай – классификация, материалы изготовления, свайные фундаменты

Свайные фундаменты представляют собой подземные конструкции удлиненной формы, расположенные группой или в виде отдельных элементов, установленные вертикально, либо наклонно. Некоторые виды свай вбиваются в грунт, другие – вкручиваются, третьи – вдавливаются или погружаются, а четвертые – набиваются. Каждый из вариантов отличается не только технологией монтажа, но и материалами изготовления, а также возможностью использования в тех или иных условиях. Но для любого типа свайного фундамента определяется одна и та же функциональная принадлежность, заключающаяся в увеличении несущей способности ослабленных грунтов и передаче нагрузки от строения на пласты, имеющие более плотную, практически несжимаемую структуру по сравнению с вышележащими слоями.

Какими бывают сваи

Классификация свай производится по нескольким параметрам:

• конструкции – цельные или составные, выполненные из отдельных секций, с острием или тупым нижним концом (открытым, закрытым), с уширениями на разных уровнях или без них;
• по размеру – короткие (жесткие) и длинные (гибкие или средней жесткости);
• форме сечения – круглые и многоугольные, трапецеидальные, пирамидальные и конические, крестообразные, тавровые и двутавровые, сплошные и пустотелые, ровные и переменного поперечного профиля;
• материалу изготовления – деревянные, бетонные или железобетонные, из металла, грунтобетонные, комбинированные;
• характеру работы – висячие и опорные (сваи-стойки);
• технологии монтажа – забивные, винтовые, набивные (частотрамбованные, буронабивные), вдавливаемые;
• способу армирования – с поперечно и продольно установленными ненапрягаемыми или предварительно напряженными стержнями, расположенными в центре, по периметру или углам.

В зависимости от грунтовых условий, конструкции и высоты дома выбирают различные типы свай. К примеру, в качестве свайного фундамента на вечномерзлых грунтах, а также в районах с сейсмичностью, превышающей 6 баллов, не допускается использовать сплошные железобетонные стволы без поперечного армирования. А круглые полые жб сваи великолепно проявляют себя в условиях сейсмичности 7 и более баллов, но использование такого фундамента при строительстве гидротехнических сооружений не допускается.

Назначение и виды свайопределяют вариант их изготовления – в заводских условиях, на площадке или непосредственно в грунте.

Сваи-стойки представляют собой столбы, проходящие сквозь слабые слои и опирающиеся непосредственно на плотные грунтовые пласты. К висячим сваям относятся стволы, передающие нагрузку от сооружения на сжимаемый грунт через свои боковые поверхности.

Для погружения свайного фундамента до необходимой отметки забивным или вдавливаемым способом используют специальное оборудование – молоты, копры или другие установки ударного и вибрационного действия. Они бывают:

• гидравлическими;
• механическими;
• дизельными;
• пневматическими и т.д.

Набивные типы свай выполняются с предварительным бурением скважин или забивкой полых труб в грунт, который в процессе углубления удаляется разными способами. Образованное отверстие впоследствии заполняется бетонным раствором. В зависимости от технологии производства работ и характеристик грунта, оболочки вынимают или оставляют в качестве обсадки. Часто конструкция буронабивных свай предусматривает устройство уширенной пяты, увеличивающей несущую способность фундамента. Отверстие в нижней части образуется механическим путем (разбуриванием) или посредством камуфлетного взрыва.

Винтовые сваи изготавливают из железобетона, либо металла. Они состоят из ствола и винтовых лопастей, расположенных на установленном в нижней части башмаке-наконечнике. Столб может быть как пустотелым, так и сплошным или заполненным бетоном, а лопасти – литыми стальными или чугунными, сварными металлическими и даже пластмассовыми.

Одним из видов свайных фундаментов являются шпунтовые стенки, выполненные из дерева, а также стали или железобетона. Сваи устанавливаются вплотную друг к другу, создавая водонепроницаемое ограждение.

Деревянные сваи

Для деревянных свай используют длинномерную древесину ели и сосны. В определенных ситуациях допускается применять дуб, лиственницу или кедр. В качестве материала выбирают прямоствольные бревна, очищенные от коры. При значительном заглублении допускается выполнять наращивание деревянных свай по длине до 3-4 элементов.

Нижнюю часть стволов заостряют, а в случае погружения в каменистые или слишком плотные грунты – на нее надевают защитные металлические башмаки. Сверху на бревна устанавливают бугель, представляющий собой кольцо из металла. Он предохраняет дерево от возможного разрушения ударным молотом.

Железобетонные сваи

Сборные сваи изготавливаются на заводах, а монолитные – непосредственно на площадках в соответствии с проектом. Арматура может быть обычной, либо предварительно напряженной, а для заливки применяют тяжелые бетоны с соответствующими показателями по морозоустойчивости.

Металлические сваи

Для свай используются трубы, сварные конструкции или прокатный профиль. Изделия небольшого диаметра допускается погружать закрытыми снизу коническими наконечниками. В качестве защиты от коррозии поверхность металлических свай обрабатывают:

• битумом;
• каменноугольными смолами;
• др. антикоррозийными составами.

Свайные фундаменты

Конструкция свайного фундамента состоит из группы свай и ростверков, являющихся связывающим и распределяющим нагрузки звеном сооружения. На несущие плиты или балки, объединяющие сваи, опирают наземные части строений. В зависимости от своего места расположения относительно горизонта, ростверки бывают:

• низкими – находятся ниже уровня поверхности земли и передают через свою подошву часть усилия на грунт. Как правило, устраиваются не выше отметки промерзания;
• промежуточными – укладываются без заглубления непосредственно на поверхностном слое непучиноопасных грунтов. Вертикальное давление по подошве не передают;
• высокими – располагаются над уровнем земли под внутренними стенами домов при наличии технического подполья, а также под мостовыми опорами и т.д. Жесткость такой конструкции придают дополнительные наклонные сваи.

Проект сооружения может предусматривать различное расположение свайных стволов:

• одиночное – под легкие каркасные строения;
• ленточное (одно- или многорядное) – под несущие стены протяженных сооружений;
• кустовое – под массивные колонны и столбы;
• сплошное – под башни и высотные дома, имеющие небольшую площадь в плане.

Используя при возведении фундаментов в гражданском строительстве разные виды свай, удается увеличить объем сдаваемого жилья за счет повышения этажности строений, а также использования площадок с грунтами, имеющими неудовлетворительные характеристики. Кроме того, можно отметить значительное снижение трудоемкости и сокращение временных сроков на этапе земляных работ, по сравнению с открытым способом монтажа подземной части сооружения, дающее застройщику экономическую выгоду.

24.08.2015 в 14:08

Главная | О нас | Обратная связь

Классификация свай и свайных фундаментов

При строительстве зданий и сооружений применяются два вида свайных фундаментов: безростверковые и с ростверками. К безростверковым относятся конструкции со сваями-колоннами, состоящие из одиночных свай, насадок и колонн. В конструкциях безростверковых свайных фундаментов используются сваи-колонны или иные любые виды свай с применением оголовков, насадок, монолитных стаканов и опорных балок (рис.Ф.14.4). К конструкциям с ростверками относятся фундаменты под колонны, включающие более двух свай (свайный куст) и фундаменты под несущие стены в виде ленточных ростверков с однорядным, двухрядным и более расположением свай. В конструкции фундаментов типа "свайный куст" используются все конструкции свай. При выборе типа свай определяющим является требуемая величина ее несущей способности и вид нагрузки, действующей на фундамент. При большой требуемой величине несущей способности применяются сваи-оболочки, а также буровые опоры с уширением или без него. Если на фундамент действуют наклонная или горизонтальная нагрузки, то применяют сваи больших сечений или диаметров. При значительных выдергивающих нагрузках применяются буронабивные сваи с уширением или винтовые сваи. Забивные железобетонные сваи размером поперечного сечения до 0,8 м включительно и сваи-оболочки диаметром 1 м и более подразделяются: а) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения (рис.Ф.14.7.А,а); б) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные, с уширенной пятой (рис.Ф.14.7.А,б); в) по способу армирования — на сваи и сваи оболочки с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием и на предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной арматурой с поперечным армированием и без него (рис.Ф.14.7.Б,в); г) по конструктивным особенностям на цельные и составные из отдельных секций (рис.Ф.14.7.Г);

Рис.Ф.14.7.А. Формы сечения железобетонных свай: а — поперечных: 1 — квадратная; 2 — квадратная с круглой полостью; 3 — круглая пустотелая; 4 — прямоугольная; 5 — швеллерная; 6 — двутавровая; б — продольных: 7 — призматическая; 8 — цилиндрическая; 9 — пирамидальная; 10 — трапецеидальная; 11 — ромбовидная; 12 — с уширенной пятой

Все известные сваи классифицируются по трем признакам: 1) По материалу: железобетонные, бетонные, металлические, деревянные; 2) По способу заглубления в грунт: а) забивные железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки; б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью; в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения грунта; г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов; д) винтовые; 3) По условиям взаимодействия с грунтом: а) сваи-стойки, передающие нагрузку на грунт нижним концом и опирающиеся на скальные или малосжимаемые прочные грунты. К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем средней плотности и плотные, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации E ³ 50 МПа (рис.Ф.14.8,а); б) висячие сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом (рис.Ф.14.8,б).

Назначение и виды свай

Сваи предназначены для изготовления фундаментов сооружений и зданий с целью передачи нагрузки на грунт, а также для увеличения его несущей способности. Фундамент отличается долговечностью, простотой обустройства и дешевизной. Виды свай зависят от применяемого материала, технологии изготовления, формы и метода погружения.

Различие по сортаменту заключается в используемых материалах и технологиях погружения. При этом монтаж свай зависит от свойств материала и конструктивных особенностей. По материалам различаются следующие виды:

• сваи железобетонные или бетонные;
• деревянные;
• металлические.

Классификация производится также по способам их погружения в грунт, напрямую связанным с механическими свойствами и конструктивными особенностями.

Сваи: виды погружения

Сваи из любого материала подразделяются на висячие и стойки. Первые применяются для слабых грунтов большой глубины. Они передают нагрузку не только нижним концом, но также трением между грунтом и боковой поверхностью. Стойки опираются нижним торцом на плотное основание, которое воспринимает всю нагрузку.

Конструкции свай взаимосвязаны со способом погружения и бывают следующих типов.

1. Забивные — с помощью ударов молотов, с применением вибраторов или устройств вдавливания. Способ применяется, если рядом нет других сооружений, которые от сотрясений грунта могут дать осадку.
2. Полые сваи-оболочки. Их погружают в грунт посредством вибрации с удалением изнутри грунта и замещением его бетонным раствором.
3. Буровые — пробуриваются скважины и заполняются смесью бетона с армированием или железобетонным элементом.
4. Набивные — скважину изготавливают обжатием грунта и заливают бетонной смесью.
5. Винтовые — завинчиваются в грунт.

Сваи из дерева

Деревянный фундамент применяют для легких домов, у которых вес на 1 м 2 площади ниже нормативного. Его возводят для строений с таким же сроком службы. Обычно это временные и хозяйственные постройки, небольшие магазины, автомойки, кафе. Для подобных сооружений не требуются дорогие согласования, предъявляемые к капитальным сооружениям.

Виды свай из дерева классифицируются по типу пиломатериалов, применяемых для их изготовления. Они делаются из сосны, ели, кедра, лиственницы, дуба и т. д. Бревна берут прямоствольные и очищают от коры. Сваи изготавливают длиной от 4,5 до 16 м и диаметром от 20 см. Если заглубление значительное, деревянные сваи наращиваются максимум до 4 элементов. Снизу торец стачивают на конус, длина которого равна 1,5-2 диаметрам ствола. При слишком плотном грунте или с твердыми включениями снизу надевают башмак из металла. Верхний торец защищают металлическим кольцом (бугелем) для защиты от деформаций при вбивании.

Перед погружением сваи пропитывают составами от гниения: специальными обмазками, обжигом. Затем их дополнительно покрывают креозотовым маслом или осмолкой и обертывают антисептическими бандажами.

Под столбы фундамента обычно бурят скважины в 1,5 раза большего диаметра. Снизу для опоры применяют камни или бетонную смесь. После установки столбы закапывают и плотно утрамбовывают. При правильной обработке деревянные сваи служат до 20 лет.

Железобетонные сваи

Сваи могут доставляться на стройплощадку готовыми, в виде балок, или заливаться в опалубку, смонтированную в пробуренной скважине.

Виды конструкции свай могут быть круглыми или многоугольными, с заостренными нижними концами. Длина достигает 16 м, размер в поперечном сечении — от 20 до 40 см.

Наиболее распространены изделия квадратного сечения, как менее трудоемкие и более технологичные в изготовлении.

Свайный фундамент, виды свай

Фундамент создается из группы свай, связанных сверху балками или плитами (ростверками). Одиночная свая выдерживает значительно меньшую нагрузку по сравнению с весом надземной конструкции. Поэтому опоры формируют в группы.

1. Монолитные сваи

Перед тем как забивать сваю в грунт, сначала в нем пробуривается скважина на 1,5 м глубиной, в которую вставляется столб. Затем подводится кран с молотом или копр и вбивается на требуемую глубину. Свободное пространство калибрующего отверстия заполняется бетоном.

Полые сваи из железобетона состоят из звеньев, соединяемых сваркой или болтами. В их нижней части грунт остается, а в верхнюю заливается бетонный раствор, чтобы обеспечить связь с фундаментом.

2. Буронабивные сваи

В виды свай для фундамента также входят конструкции, изготавливаемые непосредственно на стройплощадке.

Буронабивную опору изготавливают следующим образом.

1. В грунте делается скважина на глубину сваи. Для этого грунт бурят или пробивают. При первом способе стенки грунта можно укреплять обсадными трубами или глинистым раствором. При достижении нижней отметки пространство под основание расширяют специальным устройством, смонтированным на буровой штанге.
2. Внутрь скважины вставляется труба из рубероида и опалубка из четырех прутов арматуры с горизонтальными перевязками.
3. Внутреннее пространство заполняют бетонным раствором с уплотнением вибратором.

Металлические сваи

В качестве свай используют прокатный профиль: двутавровую балку, швеллер или трубу. Иногда производят их предварительную подготовку. Для этого сваривают между собой 2 швеллера, получая таким образом квадратную трубу.

Сваи также могут быть незамкнутого сечения. Их составляют сваркой уголков, рельсов, двутавров.

Металл применяется в случаях, когда невозможно установить железобетонные сваи. Его легче наращивать по мере заглубления в грунт.

Металлические профили обладают высокой прочностью, что упрощает их забивку в грунт. Для небольшого поперечного сечения не страшны твердые включения или разрушенные скальные грунты.

Сваи забивают в грунт молотом или прессом. При глубине до 5 м достаточно применения ручного молота.

Особые виды свай среди изделий из металла — это винтовые. Обеспечивая высокую прочность, они экономичней и технологичней фундаментов из железобетона. Сваи представляют собой пустотелые трубы с наружными лопастями. Их завинчивают в грунт, как шурупы, сохраняя его структуру и дополнительно уплотняя. При этом не допускается вращение в обратном направлении, чтобы не ухудшить характеристики основания.

Преимущества винтовых свай

Винтовые сваи имеют следующие достоинства:

• отсутствие земляных работ;
• возможность домостроительства на сложном рельефе и слабом грунте;
• легкость пристраивания на готовые архитектурно сформированные участки;
• высокая несущая способность;
• отсутствие усадки;
• возможность установки вблизи коммуникаций и в любое время года;
• долговечность.

Фундамент из винтовых свай применяется на слабом грунте, где высокая влажность, промерзание и текучесть. С ним нельзя будет построить подвал, но данный недостаток является характерным для всех типов свайного фундамента.

При выборе винтовых свай следует обратить внимание на следующие факторы.

1. Основой служит новая труба из стали с пескоструйной обработкой и надежным антикоррозионным покрытием. Толщина стенки должна быть не менее 4 мм, а лопастей — более 5 мм.
2. Труба снаружи должна быть гладкой, без выступающих сварных швов, а лопасть — правильной формы.
3. К качеству сварки предъявляются высокие требования, иначе соединения не выдержат при ввинчивании в грунт.

Существуют следующие виды винтовых свай:

• литые, обладающие высокой прочностью соединения лопасти с трубой;
• сварные — с привариванием лопастей на тело сваи;
• комбинированные, собираемые из двух частей, — лопасти с конусом.

Винтовые сваи не монтируют в скалистом и каменистом грунте, хотя имеется специальное оборудование и для такой установки.

Монтаж винтовых свай

1. Подбирается соответствующий типоразмер свай на основе расчета и анализа грунта.
2. Производится разметка, и свая устанавливается в требуемое место.
3. Завинчивание производят специальной техникой, но иногда можно вручную, с помощью рычагов. Работу при этом выполняют 2-3 человека. Глубина не должна быть меньше 1,5 м.
4. Свайное поле обрезается по одному уровню.
5. Внутрь труб может заливаться бетон.
6. Сверху свай привариваются оголовники, а после производится обвязка швеллером или бревнами. Сварочные швы промазываются мастикой от коррозии.

Заключение

Технологии применения свай в строительстве дают возможность решать сложные задачи возведения зданий и сооружений простыми и доступными способами. Многообразные виды свай, в отличие от других фундаментов, позволяют осваивать подземные пространства в любом грунте и на застроенных территориях.

Почему некоторые дети рождаются с «поцелуем ангела»? Ангелы, как всем нам известно, относятся доброжелательно к людям и их здоровью. Если у вашего ребенка есть так называемый поцелуй ангела, то вам нечег.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Что форма носа может сказать о вашей личности? Многие эксперты считают, что, посмотрев на нос, можно многое сказать о личности человека. Поэтому при первой встрече обратите внимание на нос незнаком.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

Источники: http://semidelov.ru/mar/vidy-svaj-klassifikatsiya-materialy-izgotovleniya-svajnye-fundame/, http://megaobuchalka.ru/6/11976.html, http://fb.ru/article/259494/naznachenie-i-vidyi-svay