Отдых свай после забивки

Обновлено: 18.09.2024

Свайные основания все чаще находят применение в различных отраслях строительства. Практическая ценность и эффективность такого фундамента позволяет достигать отличных результатов в реализации проекта. При этом, прочность и качество основания напрямую зависят от правильного выполнения расчетов и всех этапов производства работ.

В свайном строительстве существует много определений и свойственных характеристик. Отказ сваи при забивке это важный момент, которые играет особую роль для возведения основания необходимой прочности.

Определение и необходимость залога

Понятие “залог при забивке свай” используется при расчете проектных величин. Залог сваи – это комплекс из нескольких ударов по ней (не менее четырех), производимых с помощью молотка и помогающих узнать среднее значение отказа. Количество движений зависит от типа инструмента, которым производится процедура. Когда применяется дизельный молот, число ударов равно 10. При использовании вибрирующего погружателя или инструмента двойного действия величину измеряют количеством движений в минуту. Опору всегда погружают до тех пор, пока не будет достигнуто проектное значение. При работах необходимо контролировать вертикальность ее положения.

Расчетный отказ сваи – показатель, свидетельствующий о ее достаточной заглубленности, а также о способности выдерживать нагрузку, предполагаемую проектом постройки.

Для максимальной точности вычислений рекомендуется проводить несколько типов испытаний. Сюда относятся динамическое и статическое тестирование опорных элементов, а также изучение почвы и процедура зондирования.

Что такое залог сваи

Залог — это серия холостых ударов (больше 3) молотом по свае при которых определяется средний отказ.

Если погружение сваи производится дизельным молотом, залог принято считать равным 10 ударам. Если же при забивании свай используется молоты двойного действия или вибропогружатели, залог измеряется количеством ударов в единицу времени (за 1 минуту). В любом случае погружение сваи производится до достижения проектного значения отказа.

Истинный и ложный отказ сваи

Ложный получается сразу же по окончании погружения до той точки, на которой ее заглубление от залога идентично проектному плану. Истинный отказ получается по истечении некоторого периода времени после того как статическая нагрузка будет удалена, а земля успеет восстановить свою структуру. Способ определения этой величины посредством ударов специального молотка, предназначенного для забивки свай, носит название динамических испытаний. Длительность перерыва варьируется в зависимости от особенностей почвы, присущих данной местности.

На время выдерживания влияют состав грунта, его влажность и плотность. В Московской области оно может варьироваться в пределах 20-40 дней. После того как почва восстановится, у опорного элемента возрастает значение несущей способности по сравнению с тем, каким оно было сразу после внедрения сваи в землю.

Залог в свайном фундаменте

На практике определить величину продвижения столба после единичного удара молота невозможно, поэтому при расчёте этой величины применяют такое понятие, как залог сваи. Залог – это определённое количество ударов механизма, с помощью которого производят забивку. Или промежуток времени, в течение которого работает механизм.

Процесс забивания сваи

Залог зависит от используемого оборудования:

Если используется дизельный молот одиночного действия, то серия залога состоит из десяти ударов.
Если используется механизм двойного действия (гидромолот), то залог рассчитывается за одну минуту работы техники.

После того как произведено количество ударов равное залогу измеряют глубину погружения. Если механизм работает по времени, то необходимо сосчитать количество ударов за это время. Разделив длину погружения на количество ударов, получим среднюю величину углубления свайного столба за один удар. Полученный результат сверяется с проектным отказом. При их совпадении завершается работа. Но очень часто бывает так, что фактически погружение почти прекратилось, а отказ сваи отличается от проектных данных. Причиной этого может быть:

Нижняя часть конструкции попала на твёрдый пласт почвы, который создаёт сопротивление при ударных нагрузках.
Произошёл отток воды от грунтов, которые контактируют с основанием свайного столба. Уменьшилась влажность почвы, следовательно, увеличилась сила трения о ствол.

Решить проблему можно временным прекращением работ на 5–7 суток. За это время почва ослабевает и следует завершить механизм забивки до получения нужного результата.

Формула Герсеванова для расчета отказа свай

Чтобы посчитать отказ L сваи, возникающий от единичного ударного воздействия, используется формула:

Величины, входящие в выражение:

F – площадь сечения опоры в квадратных метрах;
Эр – энергия ударного воздействия;
n – коэффициент, используемый при погружении сваи из железобетона с использованием дизельного молота;
P – проектное значение несущей способности;
Kn – коэффициент надежности;
q – масса опоры с наголовным элементом;
q1 – масса подбабка;
Qn – вес дизельного молотка;
e – коэффициент, показывающий восстановление опоры после удара.

В результате расчета получается значение отказа в сантиметрах. Задействованные в формуле величины массы, а также несущая способность выражаются в килоньютонах (1 кН = 102 кг). Параметр q1 используют в случае расположения установки для забивания опор над котлованом. Коэффициент е для конструкции из железобетона, снабженной наголовником и вкладкой из дерева, равен 0,2. Параметр n принимается равным 150 кН/м2.

Коэффициент надежности зависит от числа свай: чем их больше, тем меньше цифра. Для 1-5 опорных элементов значение будет равно 1,75. Если же свай больше двух десятков, берут цифру 1,1.

Почему реальный и проектный отказ сваи могут отличаться

Часто бывает, что при забивке свай кажется, что приспособление уперлось в твердый грунт, а проверка документации показывает недостаточное погружение механизма в почву. На это есть несколько объяснений:

если нижняя конструкция уперлась в твердый пласт грунта, он может создавать препятствия для дальнейшего погружения;
при оттоке грунтовых вод консистенция почвы нарушается, становясь более твердой, что увеличивает силу трения о ствол и мешает дальнейшему продвижению.

Чтобы определить причину произошедших затруднений, требуется приостановить работу приблизительно на неделю. За это время почва возвратится в своё естественное состояние и тогда можно будет завершить начатое.

В результате проектный отказ сваи не должен отличаться от фактически полученного.

Расчет несущей способности сваи

Вычислить несущую характеристику Р можно, воспользовавшись следующим выражением:

P = (yc/yq) * (0,5*F*n + √0,25*F2*n2+(F*n/e)*QH*̅((Q+0,2q)/(Q+q)))

Величина e в данной формуле – действительное значение отказа, QH – работа молотка, а Q – масса его ударного сегмента. Используемые в выражении коэффициенты yc и yq указывают соответственно на условие работы опоры и надежность. Остальные переменные обозначают те же величины, что и в предыдущей формуле.

Среднее значение при устройстве свай

Среднее значение при устройстве свай называется отказом. Определять его можно по-разному, в зависимости от способа погружения опоры в землю и применяемого при этом инструмента. Выделяют следующие величины:

Отказ вдавливания, определяемый усилием на окончательных 0,5 м заглубления. Этот участок делится на 5 отрезков по 0,1 м и для каждого из них фиксируется параметр.
Забивной отказ – усредненное значение углубления опоры при единичном движении, входящем в десятку конечных в залоге.
Параметр, используемый при работе с погружающим виброинструментом. Он определяется по последней трети залога, длящегося 3 минуты.

Если значение опоры превысило расчетное, ее продолжают заглублять по прошествии некоторого периода ее пассивного нахождения в почве. Длительность этого интервала зависит от состава и характеристик грунта. Меньше всего он у крупнопесчаных почв, не отличающихся повышенной влажностью: в этом случае сваю оставляют на передержку минимум трое суток. Максимальный интервал устанавливается для случаев, когда опора проходит через пластичный глинистый грунт, отличающийся мягкостью или текучестью.

Более точные результаты можно получить применением специальных приборов — отказомеров. Отказомер позволяет автоматически получать диаграмму отказов — отказограмму, характеризующую остаточную и упругую часть отказа при динамических испытаниях свай (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Устройство отказомера

Основные части этого прибора следующие: лентопротяжная кассета 1, в которой перемещается бумажная лента шириной 120 мм для записи на ней диаграммы отказов; регистрирующая часть 2, представляющая собой стержень, жестко прикрепленный струбциной 5 к свае, на свободном конце которого укреплен карандаш; блок питания 3 (четыре батареи типа КБС), являющийся источником тока для микроэлектродвигателя 4, и кабель 6, соединяющий блок питания с микроэлектродвигателем.

Для уменьшения влияния удара на запись сотрясений и вибраций грунта при забивке сваи прибор устанавливают перед сваей на деревянной подставке. С одной установки прибора можно регистрировать до 20 ударов молота с точностью записи 0,5 мм. Обслуживает прибор один человек.

Максимальная величина погружения сваи в момент удара молота, записываемая прибором на отказограмме, представляет собой сумму (е+с), где е — фактическое погружение сваи от одного удара- остаточная часть отказа, а с — его упругая часть.

В динамических формулах используют величину е+с/2, характеризующую суммарный отказ. Степень четкости записи указывает также и на качество производства работ.

Для получения четкой отказограммы необходимо соблюдать следующие условия: удары молота должны быть центральными, для чего ось сваи и стрелы копра нужно строго совмещать; размеры наголовника не должны быть больше поперечного сечения свай. Не допускается перекос наголовника, т. е. негоризонтальность плоскости, воспринимающей удары молота.

На рис. 4.20 показан образец отказограммы железобетонной сваи длиной 12 ми поперечным сечением 35х35 см. Цифры в кружках и индексы при е и с указывают номера ударов молота по свае.

Величины е и с на отказограмме измеряют циркулем или наложением на планшет миллиметровой кальки. За основную отсчетную линию принимают линию, которую прочерчивают карандашом перед началом записи до удара молота. Отказ сваи е определяют как расстояние между двумя линиями, проведенными параллельно

основной линии через точки, соответствующие двум смежным ударам (см. рис. 4.20,6). Сумма е + с соответствует величине погружения сваи по сравнению с первоначальным положением в момент удара молота за промежуток времени 1\.

Рис. 4.20. Образец отказограммы и обобщенный график перемещения сваи: а — отказограмма; б — обобщенный график перемещения сваи от удара молота Результаты измерений отказа для каждой сваи записывают в таблицу, а затем переносят в журнал погружения свай. Журнал погружения свай и сводную ведомость забитых свай ведут по формам, приведенным в табл. 4.4 и 4.5.

Для приемки выполненных свайных работ комиссии должны быть предъявлены следующие технические документы:

-утвержденный проект и рабочие чертежи основания; -паспорта готовых свай и элементов сборных ростверков;

-журналы погружения свай и сводные ведомости свай;

-акты геодезической разбивки и исполнительные акты расположения свай с планом расположения свай, на котором у каждой сваи указывают размер отклонения от проектного положения с обозначением направления этого отклонения от осей, а также дополнительные сваи (если они были забиты); данные контрольных динамических и статических испытаний.

При наличии в проекте специальных указаний или когда у комиссии возникают сомнения в несущей способности сваи, производят контрольные испытания путем контрольной добивки их или статической нагрузкой. Для контроля делают от 3 до 5 ударов по свае молотом и определяют фактический отказ ее.

Практическое применение полученных данных

Если при погружении конструкции на требуемую глубину значение отказа остается слишком большим даже по окончании манипуляций, произведенных после периода выдержки, работы координируют с компанией, подготовившей проект. Ее представители могут посоветовать внести в него изменения либо провести статическое тестирование опор. Бывают случаи, когда отказный параметр устанавливают строго, а степени заглубления придается меньшее значение. Тогда допускается недобить опору (но не более, чем на 0,5 м).

Отклонение шпунта

Рассмотрим теперь, какие существуют отклонения шпунта и способы их устранения.

Веерность – это отклонение шпунта от вертикального уровня в плоскости створа. Веерность с наклоном вперёд обычно возникает при забивке одного шпунта или нескольких сразу на полную глубину. Она увеличивается с забиванием каждого последующего шпунта. Для устранения отклонения веерности необходимо механизм забивки смещать от центра тяжести погружаемого шпунта в противоположную сторону отклонения на 10–20% от ширины шпунта. При небольших отклонениях устранить веерность можно оттягивая шпунт во время его углубления в противоположную сторону направления отклонения. Если его показатель превышает допуски, то устранение его происходит с помощью применения клиновидных шпунтов. Клиновидность шпунта (отношение разности ширины нижней и верхней части к её длине) должна составлять до 0,5%.

Отклонение шпунта по уровню погружения

Вертикально погруженный шпунт

Уход шпунта ниже проектной отметки из-за погружения смежного шпунта возникает при углублении соседнего шпунта из-за большого сопротивления в замке. Чтобы предотвратить такое отклонение, необходимо соединить между собой с помощью сварки или соединительных болтов ранее погружённые шпунты до проектной отметки. Погружение шпунта на недостаточную глубину из-за возникающих препятствий в грунте или сильного трения в замках. Способ устранения такого отклонения заключается в поднятии нескольких погружённых шпунтов на 0,5–0,8 м и обратном их погружении на необходимую глубину. Если же причина обусловлена наличием постороннего предмета, то углубление проблемного шпунта следует прекратить и перейти к погружению последующих конструкций. После успешного их погружения, возвращаемся к проблемному шпунту и погружаем по направляющим его двух соседних шпунтов.

Достоинство свайного основания

Главное преимущество использования свай в строительстве заключается в надёжности фундамента относительно сезонного поведения грунта. От перепадов температур, замерзания и оттаивания почвы такие опоры исключают движение и разрушение строения. Объясняется это строго вертикальным погружением заготовок ниже уровня промерзания грунта. Погружение происходит одним из трёх способов:

если почва слабая – достигается глубина до плотного слоя;
если грунт плотный – применяется методика подмыва;
если работы проводятся зимой – используется паровая игла.

Во втором случае применяется гидрокоптер. Оборудование под сильным напором подаёт воду вдоль столба. А забиватель в размягчённую прослойку погружает сваю на нужную глубину.

В третьем варианте в области погружения свайного элемента предварительно пробуривается скважина. В неё опускается игла, через которую подаётся пар. Когда промёрзший пласт оттаивает, продолжаются забивные работы.

Классификация свайных опор

Заготовки для устройства свайного фундамента можно найти в разном исполнении. Это касается как формы, так и материала. Также существует методика, по которой опорные элементы изготавливаются непосредственно на стройплощадке. Здесь достаточно сформировать скважину и залить все бетоном. Рассмотрим детальнее классификацию свай.

По материалу

Изначально в качестве точечных опор под здания применялись бревна из древесного массива. Сегодня этот материал также пользуется спросом. Для производства свай используются только твёрдые породы. Заготовки с корневого торца заостряют, на него насаживают погружаемый в грунт металлический конус. Верхняя часть во избежание растрескивания защищается (стягивается) металлическим кольцом. Для надёжности свайный фундамент забывается из пакетов. Это несколько связанных между собой столбов.

Распространены также заготовки из железобетона. Для отливки используется раствор прочностью не менее М300. В поперечном сечении изделия могут быть круглые, многоугольные или двутавровые, но погружаемый наконечник всегда заострённый. Выступающий край защищён оголовком из стали. Перед тем, как забивать сваи при строительстве дома, заготовки обязательно подлежат отбраковке. Недопустимы такие дефекты, как сколы или трещины.

Большим спросом в частном секторе сегодня пользуются металлические образцы. это полые трубы с заострённым концом и выступающим оголовком. Причина популярности стальных свай в простоте монтажа и долговечности материалов.

По типу проведения установки

В зависимости от исполнения фундамента выделяют три типа свай. Изначально по устройству опорного основания рассматривался вариант забивания элементов. Сегодня чаще для монтажа применяются железобетонные образцы. Работа проводится посредством спецтехники. Это главная причина малой распространённости материала в частном секторе. Обоснование – ощутимая смета по стоимости работ, свай и аренды оборудования.

А вот винтовой вариант из металлических труб напротив, популярен у владельцев своего земельного участка. Здесь для устройства фундамента можно арендовать технику или сэкономить на приспособлениях для самостоятельного выполнения задачи.

Третий тип свай – набивные или инъекционные с использованием бура. В этом случае предварительно формируется посадочное место. В него погружается обсадная труба, чтобы исключить осыпание стенок. Но это не обязательно. А вот армирующий каркас – технологическое требование. для выступающего наконечника собирается опалубка. В заключение проводится заполнение сформированной формы бетонным раствором.

Видео описание

В видео рассказано о плюсах и минусах свайных опор для одноэтажного дома:

Способы проведения монтажа

Если выбор сделан в пользу точечного фундамента, то следующий шаг – определение как и чем забивать сваи на стройке. Решением задач является специальное оборудование или ручной труд. Первый вариант быстрее и проще, второй – экономически выгодней.

Спецтехника

В отличие от монтажа винтовых и буронабивных образцов, с третьим типом опор имеет значение, чем забивают сваи. Здесь требуется габаритное оборудование, которое для личного приобретения экономически неоправданно. То есть его можно только арендовать.

Выделяют два типа забивной спецтехники: гусеничная и на колёсной тяге. Первую на строительную площадку придётся транспортировать тралом, что приводит к удорожанию общей сметы на монтажные работы. Вторая в доставке не нуждается.

По способу погружения заготовок в грунт выделяют 4 специальных машины. Перед тем, как забивать сваи при строительстве того или иного здания, нужно рассмотреть плюсы и минусы каждого варианта. В таблице представлена обзорная характеристика.

Спецтехника	Достоинства	Недостатки
Дизельный молот	Низкие затраты на аренду и топливо, автономность относительно иного оборудования.	Во время монтажных работ много шума.
Гидравлический молот	Сравнительно с дизельным аналогом тише происходит забивание заготовок, наблюдается заметная экономия на топливе. Актуален для проведения монтажных работ вблизи с уже имеющимся зданием.	Оборудование является зависимым, так как применяется в качестве оснастки для копёра. Приступить к установке следующей сваи можно только после полного погружения предыдущей.
Вибропогружатель	Формирование посадочного места происходит путём раздвигания грунта вдоль оси погружаемого элемента за счёт вибрационного воздействия на почву. Таким образом снижается степень необходимой силы, работа проводится в более тихих условиях на фоне молотов.	На устройство фундамента уходит много времени.
Установка для вдавливания свай	Здесь не требуется копёр, так как техника оснащена собственным краном. Заготовка помещается в специальный зажим, который фиксирует вертикальное положение опорного элемента. Свая вдавливается в грунт за счёт прикладываемой значительной силы.	Оборудование устанавливается и собирается непосредственно на строительной площадке. Техника сама по себе лёгкая, поэтому необходимо дополнительно использовать отвесы для стабилизации положения установки.

Так как существует разная техника, способы погружения опорных заготовок также различаются. Так выделяют ударный вариант, вдавливающий, вибрационный и лидерное бурение.

Видео описание

В этом видео смотрите сюжет об обосновании выбора железобетонных забивных свай для частного дома, опыт и расчёты:

Коротко о главном

Сваи представляют собой стержни с оголовком и погружаемым заострённым наконечником.

Главное достоинство свайного фундамента заключается в независимости от сезонного замерзания и оттаивания почвы.

Погружение свай проводится ниже уровня промерзания грунта.

Монтаж проводится методом ввинчивания, вдавливания, бурения или забивания заготовок.

Для забивания свай требуется аренда специального оборудования. Плюсы в скорости и надёжности железобетонного фундамента и возможности устройства опорного основания для здания вблизи с уже построенным сооружением. Минусы в высокой итоговой сумме по смете на монтажные работы.

Забивной свайный фундамент – вид фундамента, при котором погружение свайных столбов осуществляется без предварительного извлечения грунта для установки. Классический метод установки – забивание свай ударным методом. Для этого используются специальное сваебойное оборудование – гидравлическое, паровоздушное или дизель-молоты. В некоторых случаях для погружения свай используются другие способы. К ним относятся установка с помощью вибрации и вдавливания. Наземная часть свай скрепляется ростверком.

Чем отличаются набивные и забивные сваи

Забивные сваи. Готовые свайные столбы, при помощи специальной техники, загоняются в землю на необходимую глубину.

Буронабивные сваи. Изготавливаются в процессе строительства фундамента. В местах установки проводится бурение скважины на глубину погружения будущей сваи. Затем в скважину устанавливается арматура, после чего отверстие заполнятся цементным раствором. Иногда, при обустройстве фундамента на неустойчивых почвах, для дополнительной надежности в скважину помещается металлическая труба и только затем проводится бетонирование.

Достоинства и недостатки забивного свайного фундамента

Эксплуатационные особенности, а также достоинства и недостатки зависят в первую очередь от материала и технологии изготовления свай. Но существуют и общие характеристики.

Достоинства забивного фундамента

Обладают высокой прочностью и способны выдерживать большие нагрузки, особенно фундаменты на железобетонных сваях.
Монтаж фундамента не требует серьезной подготовки участка и объемных земляных работ.
Идеально подходит для затопляемых территорий, так как есть возможность поднять дом над уровнем затопления.
Монтажные работы, не смотря на трудоемкость, проводятся в короткие сроки.
При возведении забивного основания, почва не разрыхляется, а наоборот, утрамбовывается, за счет чего повышается надежность и устойчивость конструкцию.
Нагрузки на фундамент передаются на глубинные плотные грунты. Это увеличивает несущую способность основания.

Забивной фундамент на практике: возведение при помощи специального оборудования.

Недостатки

Необходимость привлечения спецтехники.
Могут возникнуть сложности с оборудованием цокольного помещения.
Фундамент недостаточно надежен на набухающих и просадочных грунтах.
Возможна неравномерная усадка фундамента. Причиной может послужить различие в плотности грунта и разная нагрузка на сваи.

Классификация свай забивного типа

По типу сечения столбы бывают:

цельными;
трубчатыми (диаметр которых не превышает 80 см и которые имеют грунтовое ядро);
Н-образными;
с закрытым концом.

По материалу изготовления могут быть:

из древесины;
из стали;
железобетонными.

Особенности деревянного забивного фундамента

Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.

Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.

Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.

Забивной фундамент на деревянных сваях.

Различают три вида забивных деревянных свай.

Одиночные. Классические деревянные столбы, которые монтируются по одному.
Пакетные. Свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе.
Сваи из клееного бруса. Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины. Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.

Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.

Достоинства и недостатки деревянного забивного фундамента

Основным недостатком такого основания является подверженность древесины гниению. Регулярно меняющийся уровень влажности в почве значительно сокращает срок службы свай из древесины.

К достоинствам деревянных основания относят:

экологичность;
способность к восстановлению прежних свойств после некоторого давления;
простоту монтажа;
невысокую стоимость.

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.

Маркировка свай из железобетона в соответствии с ГОСТом

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.

Продольное армирование. Представляет собой основную рабочую арматуру.
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

Бетонные сваи обладают высокой прочностью и выносливостью. Согласно ГОСТу, прочность бетонного столба должна быть не меньше 200 кгс/см 2 . Минимальный вес, который может выдержать свая – 125 тонн.
Бетон склонен к разрушению в неблагоприятной среде – почвах с высоким содержанием хлоридов, кальция, сульфатов и других минеральных солей и щелочей.
Большой вес ЖБИ-свай затрудняет транспортировку и установку.
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.

Стальные забивные сваи

Изготавливаются из различного профиля – швеллера, труб и т.д. В длину различают короткие, длинные и составные.

Используются для фундаментов под любые строения, как частные, так и специального назначения, а также применяются в тех случаях, когда нет возможности возведения фундамента на железобетонных сваях.

Стальные забивные сваи.

По конструкции стальные сваи бывают:

корневидные;
конические;
анкерные;
колонны.

Чаще всего в строительстве забивного фундамента используются конические сваи.

Достоинства и недостатки фундамента на стальных сваях

Фундаменты на стальных сваях могут возводиться в сложных геологических условиях, например на почвах с высокой плотностью.

К основным плюсам относятся:

Небольшой вес.
Возможность установки на глубину до 90 м.
Возможность возведения фундамента круглогодично.
Длительный срок службы.

Минусом фундамента на металлических сваях является его подверженность коррозиям. Основание может разрушиться в очень короткий срок при неправильной технике возведения, высокой агрессивности среды эксплуатации и некачественном антикоррозийном покрытии.

Этапы возведения забивного свайного фундамента

Прежде чем приступить к монтажу фундамента, необходимо рассчитать необходимые параметры и составить проект здания и самого фундамента с учетом веса, планировки и других особенностей будущей постройки.

При проектировании учитываются несколько факторов.

Особенности грунта.

глубина залегания грунтовых вод;
агрессивность среды; ;
уровень затопления почвы и т.д.

Вес, который придется выдерживать фундаменту.

масса самого строения;
снеговая нагрузка;
эксплуатационная нагрузка (мебель, люди и т.п.);
масса кровли, чердачного перекрытия и т.д.

Места расположения свай. Сваи располагаются:

на каждом углу по наружному периметру;
на местах пересечения внутренних стен и стыках наружной и внутренней стены;
дополнительные сваи располагаются по периметру здания и внутренних помещений, расстояние между сваями должно быть не более 3 метров.

Проект расположения свай.

Процесс монтажа

Забивание свай – основной монтажный этап при возведении данного типа фундаментов.

Этап 1. Подготовительный.

Прежде чем приступить к монтажным работам, проводится подготовка территории, осуществляется отведение грунтовых вод и рытье котлована. Делается разметка территории, места установки свай отмечаются колышками.

Этап 2. Забивание свай.

Сваи с помощью спецтехники поднимаются и устанавливаются в отведенных местах. Затем с помощью сваебойной машины столбы погружаются в грунт.

Этап 3. Выравнивание.

Установленные сваи проверяются на отклонения и подрезаются до требуемого уровня.

Этап 4. Оборудование ростверка.

Наземная часть свайных столбов соединяется ростверком, чаще всего бетонным. Для его монтажа устанавливается опалубка, проводится армирование и бетонирование. Так же ростверк может быть выполнен из деревянного бруса или метала, в зависимости от материала изготовления свай.

Сваи являются соединением между основанием дома и слоем грунта. Их устанавливают, чтобы сделать фундамент более прочным. Сваи бывают из разного материала: металл, дерево, железобетон. Сваи погружаются в грунт либо наполовину, либо полностью, это зависит от того, какое сооружение предполагают построить. Видов свай существует несколько: буронабивные, деревянные, железобетонные, трубобетонные, шпунтовые и грунтоплавленые сваи.

Каждый тип подойдет лишь для определенного типа почвы. Для разных видов свай требуется свой метод погружения. Все эти нюансы необходимо соблюдать, чтобы в конце концов вы построили крепкое основание вашего жилого дома.

В этой статье будут обсуждаться все виды свай, их применение, а также методы погружения свай (технологии погружения), оборудование и специальные инструменты, которые требуются для погружения различных видов свай.

Виды свай

Буронабивные сваи

Они имеют несколько разновидностей, основная из них – баретт. Преимущество этой разновидности заключается в том, что она обладает высокой несущей способностью. Форма буронабивных свай – прямоугольная. Баретт используют для равномерной передачи давления стен и предметов, находящихся внутри здания, на фундамент. Методов погружения буронабивных свай существует множество. Основные из них:

Способ раскатки слоя грунта.
Способ вибропогружения трубы для обсадки.
Бурение происходит ударно-канатным способом.

Погружение буронабивных свай

Чтобы произвести бурение, используют специальный станок. Бурение происходит двумя способами: ударный, вибрационный. Затем происходит погружение свай (методы будут рассматриваться далее), их бетонирование. Внимание: при установке буронабивных свай нужно четко следовать точному алгоритму действий.

Деревянные сваи

Их используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта. Материалом данных свай являются стволы сосен. Если невозможно найти данный материал, позволяется использовать стволы другого дерева – дуба. Перед установкой нужно запастись специальными инструментами, а точнее молотами:

Паровоздушными
Механическими
Вибрационными

Погружение деревянных свай

При погружении концы свай делаются острыми. Также при погружении в почву, можно на концы свай надеть специальные башмачки, сделанные из металла. Бывает, что длины свай недостает. В этом случае применяют их наращивание.

Железобетонные сваи

Погружение железобетонных свай

Здесь все нагрузку конструкции передают на грунт. В данном виде свай в материале используется тяжелый бетон. Давление передается посредством трения железобетонных свай и слоя грунта. Метод погружения железобетонных свай – забивка. Забивка происходит молотом (гидравлическим). Материал вообще не деформируется, остается в прежнем состоянии без потери своих характеристик. Перед погружением железобетонных свай необходимо определить несущую способность почвенного покрова.

Трубобетонные сваи

Погружение трубобетонных свай

Используют для придания большой прочности основания дома. Для погружения применяют трубу (материал – сталь). Метод погружения – забивка. Для забивки трубобетонных свай используют пневмоударную машину. Используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта (глинистой, песчаной, влажной).

Шпунтовые сваи

Их не используют для постройки обычного жилого дома. Они применяются для постройки временных конструкций, которые в будущем будут снесены. Шпунтовые сваи могут быть сделаны из разного материала, они бывают железобетонные, стальные, деревянные. При погружении их устанавливают рядом друг с другом для того, чтобы они не пропускали внутрь воду. Данная конструкция имеет название: шпунтовая стена.

Грунтоплавленые сваи

Перед погружением происходит нагрев почвенного покроя, из-за чего изменяются физико-химические свойства грунта. После данного процесса устанавливается нужная плотность грунтового слоя для дальнейшего погружения свай. Сначала делают дегидратацию, то есть отделяют молекулы воды от грунта (осушение). Затем происходит спекание – это делают для того, чтобы материал перешел в твердое состояние. Потом грунт подвергают плавлению. Далее над расплавом проводят гомогенизацию (нагревание) – данный процесс проводят для придания почвенному покрою однородности. После нагрева массу охлаждают. Грунт становится твердым и приобретает молекулярную кристаллическую решетку. После данного длительного процесса грунт приобретает необходимые для погружения свай физические, химические и механические свойства.

Погружение грунтоплавленных свай

Для строительства обычных жилых домов используются следующие виды свай: буронабивные, деревянные, трубобетонные. Изредка применяются грунтоплавленые. При установке данных видов свай следует соблюдать правила и иметь при себе специальные инструменты и оборудование.

Методы погружения свай

Способов погружения свай существуют несколько, все они имеют общую цель: погружение свай на нужную точку, глубину, заданные по проекту строительства. Методы:

Различные методы погружения свай

Комбинированные (рассмотрим в самом конце статьи).
Ударный способ.
Погружение способом вибрации.
Вдавливание свай.
Сваи могут завинчивать.
Буронабивной способ для погружения свай.

Эти шесть методов будут рассматриваться в данной статье, также рассмотрим преимущества и недостатки каждого отдельного способа. Комбинированные методы рассмотрим в самом конце.

Ударный метод погружения свай

Является самым популярным способом из всех с применением специального ударного оборудования (различные молоты). Как было сказано ранее, в основном используют паровоздушные и гидравлические молоты. Также существуют дизельные молоты. Плюс данного молота заключается в том, что энергия удара у них в 4 раза больше, чем у остальных.

Для забивки используют пневмоударную машину. При забивке удары осуществляются в верхний конец свай. Чтобы после этих ударов сваи не деформировались и не подверглись разрушению, применяют оборудование под названием наголовник. Забивка продолжается до тех пор, пока сваи не достигнут глубины, которая необходима по проекту строительства. Наиболее часто этот способ использует для строительства промышленных сооружений и обычных жилых домов. Если сваи сделаны из железобетона, для их удобной установки требуется автомобильный кран, который будет поддерживать железобетонную сваю снизу.

Чтобы выбрать тип молота для забивки свай, необходимо определить массу свай и молота. Дизельные молоты обладают наибольшей производительностью, их используют при больших объемах работы. Механические молоты обладают наименьшей производительностью, их применяют при маленьких объемах работы. Дизельные молоты будут выполнять работы даже при температуре -30 градусов. Паровоздушные и гидравлические молоты используют для забивки металлических и деревянных свай. Чтобы сваи забивались в ровном направлении, молотами сначала бьют с небольшой высоты. В данном случае следует совершить несколько ударов. Когда сваи достигают нужной глубины, в конце совершаются последние десять ударов для каждой сваи.

Вибрационный метод погружения свай

Здесь применяется специально оборудование, называемое вибропогружателем, который будет точно по вертикали погружать сваи. Как только конец сваи коснется почвенного покроя, вибропогружатель включают на низкую скорость и постепенно погружают в грунт. Когда уменьшают скорость данного оборудования, нагрузка на грунт идет только со стороны свай, иначе установка может провалиться. Если слой грунта твердый, для этого дополнительно применяют другой инструмент – вибромолот. С помощью вибромолота сваи погружаются одновременно ударами и вибрацией. Это способствует быстрому погружению установки в почву. Если погружение свай происходит в глинистую почву, то несущая способность свай любого материала значительно уменьшается. Чтобы это предотвратить нужно применить ударный метод погружения свай. Когда будет оставаться примерно 25 сантиметров до необходимой глубины забивать свай нужно механическим молотом.

Вибрационный метод погружения свай используется для грунтов, насыщенные большим количеством влаги. Данный способ можно использовать и для плотных слоев грунта, но перед погружением свай нужно пробурить скважину, и лишь затем выполнять вибропогружение. Обычно используют виброударный метод погружения свай, он помогает быстро достичь необходимой глубины, заданной по проекту строительства. Вес ударной части вибромолота должен равняться (как минимум) половине массы свай (масса зависит от материала). Важно помнить, что сваи должны с легкостью преодолевать любое сопротивление почвенного покроя. Сопротивление почвы с повышенной влажностью преодолевается вибрацией. Плотный слой грунт преодолевается ударами. Вибрационный способ погружения свай – трудоемкий процесс.

Метод погружения свай вдавливанием

Данный метод используется в местах с плотным почвенным покроем. Поверхность, на которой будет строиться основание дома необходимо полностью сделать ровной. Количество свай для метода вдавливания потребуется гораздо меньше, чем для других способов их погружения. В самом начале сваи опускают на глубину одного метра. Затем сваи начинают постепенно продолжают вдавливать на глубину, которая необходима по проекту строительства. Вдавливание свай выполняет специальная самоходная машина. Обычно способ вдавливания используют для железобетонных свай. Метод погружения свай вдавливанием имеет ряд преимуществ:

При использовании данного метода достигается наибольшая прочность фундамента.
Применяя данный способ, гораздо легче определить давление конструкции на основание дома. В будущем маловероятно появление осадки фундамента.
Погружение свай может происходить в различный тип грунта.
Для установки железобетонных свай методом вдавливания понадобится наименьшее количество времени в сравнении с другими способами.
Самый дешевый метод погружения свай.
После установки свай несущая способность основания дома увеличивается.
Не требуется дополнительных работ по укреплению свай в грунте.

Эти преимущества делают метод погружения свай посредством вдавливания одним из наилучших способов. Есть три технологии вдавливания свай: точечная, линейная и кустовая. Как было сказано ранее для данного способа используется сваевдавливающая машина. Такая машина имеет свои плюсы:

Для погружения свай не понадобятся другое оборудование и инструменты.
Перед началом работы нет необходимости в бурении скважин.
Использование машины сэкономит ваше время и силы.

Есть плюсы, есть и минусы:

Данное оборудование имеет огромные размеры и не подойдет для работы на маленьких участках земли.
Огромная цена.

Метод вдавливания свай один из новейших способов погружения свай в почвенный покров.

Завинчивание

Установка возможна как на влагосодержащей почве, так и на твердом грунтовом слое.
Погружение можно осуществлять в любое время года (зима, весна, лето, осень).
Винтовые сваи являются экономным вариантом.
Не требуется большого количества строительной техники.

Недостатки винтовых свай:

Защитная оболочка свай может быть существенна повреждена при погружении в скальный слой грунта.
Со временем материал, из которого сделаны сваи могут поддаться ржавлению.

Винтовые сваи используют для того, чтобы ускорить процесс строительства основания здания. Завинчивают сваи в грунтовый слой в шахматном порядке. Это довольно простой процесс и не требует особых усилий, но требует профессионализма и прилежности в работе. Погружение свай этим методом должна осуществлять специализированная бригада с профессиональными строителями. Конечно же данный тип строительства можно проводить и самостоятельно, но перед установкой необходимо все рассчитать, чтобы в последующем не возникло отрицательных последствий. Винтовые сваи могут повредиться, когда их погружают внутрь почвы, потому что в ней могут находиться различные препятствия, такие как камни, корни деревьев или другие предметы, все они могут мешать погружению винтовых свай. Чтобы устранить все эти проблемы, перед установкой нужно провести пробное бурение грунта. Если почва содержит большое количество камней, то строительство свайного основания дома невозможно. Если они встречаются в малом количестве, то стоит скорректировать свои расчеты, и только затем приступить к погружению винтовых свай.

Буронабивной способ для погружения свай

Погружение комбинированных свай

Погружения комбинированных свай

Комбинированные сваи – используются в местах, где имеется очень слабый почвенный покрой, и погружение необходимо осуществить на глубину 25 метров. Материал комбинированных свай – железобетон или сталь. Стоит признать, что комбинированные сваи используются в редких случаях, по сравнению с остальными видами свайных установок. Нижний конец сваи сделан из дерева, а верхний конец – железобетон, либо сталь. Комбинированные сваи погружаются в почву различными способами, но наиболее распространенный является ударный метод. Поэтому комбинированные сваи забиваются в грунт молотами (дизельными). Их обычно используют в строительстве промышленных сооружений. Точка глубины, на которую нужно погрузить комбинированные сваи, находится ниже грунтовых вод (30 метров). Предприятия, занимающиеся добычей полезных ископаемых (нефть, газ, каменный уголь и другие), нуждаются в постройках, у которых основание крепится на комбинированных сваях. Комбинированные сваи делятся на несколько типов. Каждый из этих типов имеют свои преимущества и недостатки. Выбор типа комбинированных свай зависит от свойств почвенного покроя. Наиболее распространенная комбинированная свая та, которой верхний конец буронабивной, а нижний конец забивной.

Заключение

Хочется подвести итог. Все эти способы имеют право на существование. Каждый метод применяется в определенной сфере (промышленное или обыкновенное строительство). Ударный метод, вибрационный метод, методы вдавливания и завинчивания – все они имеют свои преимущества и недостатки. Многое зависит от места, где будет осуществляться постройка того или иного сооружения. У всех этих методов имеются две общие стороны: перед установкой различных видов свай следует провести все необходимые расчетные работы и погружением свай должны заниматься исключительно профессионалы. Для каждого отдельного способа требуется специальное оборудование. Оборудования и инструменты могут быть разными для каждого метода погружения свай: сваевдавливающая машина, молоты (дизельные, гидравлические, паровоздушные), пневмоударная машина, кабестан. В любом случае помните, фундамент вашего дома должен быть крепким!

Читайте также: