Свайные работы: устройство и порядок проведения

Конструкцию свайного фундамента составляют заглубленные в грунт сваи и ростверк – железобетонная лента либо плита, полностью повторяющая очертания строящегося здания. Для устройства такого типа фундамента необходимо выполнение соответствующих расчетов, составление исполнительных схем и чертежей, в соответствии с которыми возводится свайное поле.

Для чего сооружается свайное поле

Свайное поле является одним из важнейших компонентов любого свайного основания. После проведения работ по обвязке ростверком порознь размещенных свай, его предназначение – основание для сооружения жилых и промышленных зданий, инженерных и гидротехнических сооружений.

В свайном основании каждого дома сваи с ростверком играют совершенно разные роли. Посредством ростверка объединяются сваи в единый монолит, это придает им дополнительную устойчивость и повышает сопротивляемость действию выталкивающих и горизонтальных сил. При этом нагрузкой от постройки равномерно нагружается каждая свая.

Для чего сооружается свайное поле

Каждый из элементов свайного поля передает нагрузку от дома на объем грунта, в который помещена их опорная часть. При значительном заглублении свай (3-15 м) происходит вскрытие поверхностной сферы грунта и распределение нагрузки от веса дома в уже устойчивом и обладающем высокой плотность грунте, что имеет особое значение при строительстве на участках с неустойчивыми грунтами.

Строительство дома должно вестись по окончании обвязки свайного поля ростверком, выполняющим функции несущей конструкции для производства работ по кладке стен.

Методы погружения

Состояние грунта и расчетная длина свай оказывают влияние на выбор определенного способа погружения. Существуют следующие методы:

  • вибрационный,
  • ударный,
  • завинчивание,
  • вдавливание,
  • буронабивной.

Также могут быть и комбинированные способы: вибровдавливание, виброударный и пр.

Вибрационная технология погружения

При применении данной технологии уменьшается коэффициент трения, происходит уплотнение грунта, расходуется меньшее количество энергии в сравнении с забивным способом. При выполнении работ используются вибромолоты, вибропогружатели. Если предполагается создание фундамента на водонасыщенном грунте, данная технология является просто незаменимой.

Происходит уменьшение сцепления основания сваи и грунта в результате воздействия вибрации. Для ускорения процесса применяют вибромолоты – оборудование, которое сочетает в себе ударную нагрузку с вибрационной.

Ударная технология погружения

Данная технология является одной из наиболее распространенных. Используется специализированное ударное оборудование. Такие молоты могут быть дизельными, гидравлическими и паровоздушными.

Посредством сильных ударов происходит забивание свай. На конец сваи монтируют наголовник. Это необходимо для предотвращения его разрушения в процессе забивания. Забивание происходит до момента проектного углубления оборудования. Несмотря на затраты с точки зрения прилагаемых усилий, данный метод используется чаще всего, поскольку он позволяет в кратчайшие сроки установить сваи в любом грунте и продолжить устройство фундамента.

Читайте также:  Как делать опалубку для фундамента видео

Технология завинчивания

Технология используется при работе со стальными и железобетонными сваями, которые имеют специальный наконечник. Сам процесс завинчивания осуществляется с использованием специализированных установок, располагающихся на рампах автотягачей.

Стальной башмак находится на конце сваи, который завинчивается в грунт. Он представляет собой заостренный наконечник и лопасти. Второй частью является ствол сваи.

Перед погружением сваю крепят в привод установки. Используется средняя мощность оборудования, которое обеспечивает вращение с определенной скоростью. Если грунт отличается высокой плотностью, сваи поднимают и повторно опускают. Как только они погружаются на необходимую глубину, завинчивание заканчивают, а установку транспортируют на следующую точку завинчивания согласно проектному решению.

Технология вдавливания

При плотном грунте, за исключением скальных пород, вдавливание позволяет обеспечить максимальную надежность основания. Предварительно почву изучают и выравнивают для проведения работ. Технология предполагает использование меньшего количества свай в сравнении с другими методами.

Используется специализированное оборудование, в которое на первом этапе устанавливают сваю. Сваи постепенно вдавливают в грунт, используя различную мощность в зависимости от его плотности и состава. Важно помнить, что специализированная техника для вдавливания предполагает наличие масштабного свободного места – более 500 м2.

Буронабивная технология

При использовании данного метода сваи создаются непосредственно на участке. Первоначально они похожи на большие пруты, которые опоясаны арматурой меньшего диаметра. Происходит бурение на необходимую глубину. Далее арматурная конструкция помещается в скважину и производится залитие бетоном. Создание свай возможно с обсадными трубами и без них.

Если установка осуществляется без обсадных труб, вначале создается скважина, затем вливается раствор. Арматура размещается по всей длине или частично – в зависимости от предполагаемых нагрузок. Используется в процессе заливки бетона специальная труба, которая способствует его равномерному распределению.

Если используется обсадная труба, то после бурения первоначально она размещается в скважине. Такой подход способствует сохранению целостности стенок сваи и предотвращению разрушающих внешних воздействий. Армированный каркас размещается внутри обсадной трубы. Затем происходит бетонирование. Трубы не всегда оставляют на месте. Иногда после заливки и застывания бетона их вытаскивают. Материал изготовления следует выбирать исходя из того, будут ли трубы оставлены или же демонтированы после заливки.

Выбор в пользу определенного способа погружения зависит от множества факторов, среди которых наиболее важными являются:

  • тип свай,
  • тип и плотность грунта,
  • расчетная нагрузка,
  • необходимая глубина погружения,
  • бюджет, отведенный на выполнение работ,
  • временные сроки и пр.
Читайте также:  Гидроизоляция фундамента рулонными материалами от А до Я

При учете всех важных факторов, правильном выборе свай и технологии погружения получится получить прочное и надежное основание, которое прослужит на протяжении многих лет, оставаясь целостным и стабильным. Свайные фундаменты обеспечили долговечность различных строительных объектов.

Забивные сваи: номенклатура изделий и технология погружения

Поскольку инженерно-геологические условия различаются по глубине залегания прочных грунтов и их несущей способности, железобетонные сваи выпускаются:

  • сечением 30×30, 35×35 и 40×40 см;
  • длиной от 3 до 12 м.

Кроме этого, для площадок, где прочный грунт залегает глубже 12 м, выпускаются составные забивные сваи, состоящие из двух секций, длина каждой из которых может достигать 12 м, при этом верхняя секция не имеет заостренного конца.

Погружение свай в грунт выполняется с использованием специального копрового оборудования. Для этого применяются три основных способа:

  • забивка свай ударным способом, когда скользящий по стреле сваебойной установки массивный молот забивает сваю в грунт;
  • погружение свай вдавливанием, для чего используются специальные гидравлические установки. Такой метод позволяет выполнять свайные работы в районах сложившейся застройки, не создавая дополнительного шума;
  • вибропогружение свай, когда на верхнюю часть сваи монтируется специальная установка, которая за счет вибрации и собственной массы погружает сваю в грунт.

Погруженные до расчетной глубины в грунт забивные сваи составляют основание здания или сооружения, после окончания работ по которому, можно приступать к возведению его надземной части.

Конструкция винтовых свай

Вопреки расхожему мнению, сваи винтовые стальные (СВС) создавались не для снижения бюджета строительства, а для гарантированной компенсации сил пучения на элементы фундамента, легкого достижения нижних опорных пластов. Существуют различные виды винтовых свай для малоэтажного строительства, однако их конструкция во многом схожа:

  • тело – бесшовная труба (4 – 4,5  мм стенка), обычно из стали Ст3, максимальным ресурсом обладают конструкции из сталей 30ХМА, толщиной стенки 6 – 10 мм;
  • лопасти – навариваются на тело или имеют вид самостоятельного наконечника (сварка, литье), привариваемого к телу сваи.

Подобная конструкция многофункциональна – лопасти преобразуют крутящий момент в продольное перемещение при погружении, компенсируют горизонтальные усилия, обеспечивая стабильность геометрии. Поэтому на СВС дома можно строить на вечномерзлых, слабых и пучнистых грунтах.

Разновидности винтовых свай

Рис. 1. Виды винтовых свай.

Перед тем, как выбрать винтовые сваи для фундамента дома, необходимо изучить требования нормативов СНиП от 1985 года за номером (проектирование свайных полей), точнее последнюю редакцию от 2011 года – СП для расчета несущей способности основания.

Для различных сооружений существуют несколько типов СВС:

  • узколопастные – многовитковый аналог шурупа, литой наконечник соединяется с телом сваи сваркой, для вечной мерзлоты используются варианты с зубьями по периметру нижнего среза (Рис. 1, Вар. 4), для почв с большим содержанием камней, осколков и плотных пород применяются заостренные наконечники (Рис. 1, Вар. 3);
  • широколопастные – одна лопасть литого наконечника с 1– 1,5 заходом (Рис. 1, Вар. 1);
  • многолопастные – несколько лопастей по длине для улучшенного опирания, компенсации вертикальных подвижек (Рис. 1, Вар. 2).
Читайте также:  Как своими руками правильно сделать плитный фундамент

Здания максимально разрешенной этажности (3 уровня с мансардой) в малоэтажном строительстве можно строить исключительно на многолопастных СВС. Для легких построек достаточно однолопастных модификаций с широким винтом либо узкой спиралью наконечника в зависимости от типа грунта. Для винтовых свай предусмотрена стандартная маркировка:

  • СВС – сварной наконечник;
  • ВСЛ – литой наконечник;
  • СВК – конусная модификация, может обозначаться СВС-К;
  • СВП – конструкция дополнена пикой, варрант обозначения СВС-П;
  • ВАУ – анкерное устройство винтового типа (сборная конструкция).

Литой наконечник винтовой сваи.

Для решения специфических задач производители выпускают сваи переменного диаметра, сложной конфигурации:

  • серия Z – винтовой анкер для легких конструкций;
  • серия Т – пластина оголовка с монтажными отверстиями;
  • серия U – П-образный оголовок;
  • серя F – круглый фланец;
  • серия R – квадратный фланец.

Стандартными диаметрами СВС, СВЛ являются 57 – 325 мм. Изделия специальных серий имеют размер 159 мм, максимум. В маркировке последовательно отражается тип сваи, диаметр ствола, толщина стенки, размеры лопасти, общая длина изделия. Существуют особенности маркировки отдельных производителей. Например, фирма Фундэкс добавляет Ф1, Ф2 после стандартного обозначения (две, одна лопасть, соответственно).

Схема винтовой сваи.

В середине 20-го столетия для нужд армии выпускались максимально прочные СВЛ со следующими характеристиками:

  • литой наконечник;
  • винт 14 мм, 6 мм (возле конуса, с края, соответственно);
  • бесшовная труба (Ст20);
  • горячее цинкование (140 – 200 микрон).

При заявленном 100 – 180 летнем ресурсе эти изделия эксплуатируются до сих пор, поэтому реальный эксплуатационный период пока не известен.

Область использования

Лестница на винтовых сваях.

В 70% случаев индивидуальные застройщики не подозревают, что СВС можно использовать, не только для опирания коттеджей и бань, но и для изготовления фундаментов следующих конструкций, значительно сокращая время строительства:

  • шумозащитные экраны, заборы;
  • беседки, теплицы, малые архитектурные формы;
  • усиление монолитных фундаментов (плита, лента);
  • оттяжки, анкеры, столбы ЛЭП;
  • временные сооружения с возможностью демонтажа (аттракционы, павильоны);
  • мосты, причалы, укрепление откосов;
  • рекламные конструкции.

В нормативах СНиП приведены детальные инструкции, как выбрать винтовые сваи для конкретных эксплуатационных условий. Для большей надежности рекомендуется красить изделия специальными антикоррозионными ЛКМ.