Виды свай – классификация, материалы изготовления, свайные фундаменты

Свайный фундамент все чаще используется в строительстве частных жилых домов. Как правило, он применяется для небольших и легких зданий, но в некоторых случаях такая конструкция является единственным приемлемым вариантом для строений любого типа. В этой статье рассмотрим условия его применения, технологию возведения, а также достоинства и недостатки.

Устройство и виды свайных фундаментов

На опоры фундамента монтируется ростверк. Его наличие необязательно. В полносборных зданиях с целью экономии затрат ростверк не строится.

Между нижней частью дома и землей выдерживается некоторое расстояние. Это необходимо для защиты строения от воздействия поверхностных вод. Высота свай зависит от глубины залегания плотных слоев грунта, на которые будет опираться подошва фундамента.

Сваи представляют собой длинные стержни прямоугольной, пирамидальной или круглой формы. Для удобства погружения в землю их концы могут быть заостренными или иметь металлические «витки», как у бура.

Конструкции фундаментов могут быть различны. Они зависят от:

  • типа свай;
  • их расположения под зданием;
  • характера работы в грунтах;
  • конструкции ростверка.

Существует два вида свайных фундаментов.

  • На висячих сваях. Такая конструкция более сложная в расчетах. Его технология предполагает наличие большого количества свай. После забивания с них срезается верхняя часть и конструкция усиливается путем монтирования сборного железобетонного оголовка. В полость, получаемую между оголовком и сваей, заливается бетон. Нагрузка на опоры передается через ростверк. Он выполняется под несущими стенами в виде перекрестных балок. Для прочности сваи под балками могут располагаться в два ряда. На грунт нагрузка передается путем трения свай о боковые стенки.
  • На подпорных сваях. Сваи-стойки должны иметь широкое основание. Они погружаются в землю до достижения глубины залегания твердых слоев грунта. Такой вид фундамента применяется в строительстве частных домов.

В фундаменте сваи могут располагаться:

  • под отдельно стоящими опорами;
  • в виде лент, под стенами здания в один или несколько рядов;
  • в виде кустов, под каждой из колонн. Такое размещение используется в случае каркасного несущего остова строения.

Дом на сваях – фантазии или реальность?

Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.

Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.

Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию!

Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или каркасных построек с крышей, покрытой легким кровельным материалом.

Нередко, в силу пересеченности рельефа или других особенностей местности, свайный фундамент становится единственным приемлемым решением

В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.

В пользу применения подобной конструкции говорит и то, что такие варианты фундаментов применялись в строительстве с древности, только ранее в качестве свай использовались специально подготовленные для этой цели бревна. Поначалу сваи просто забивали в грунт, и только в начале XIX века был изобретен винтовой способ установки.

Читайте также:  Из чего сделать опалубку для ленточного фундамента

Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.

Первый маяк, построенный на винтовых сваях – «Мэплин Сэндс»

С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.

Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.

Первой отечественной научной разработкой, официально принятой в качестве стандарта для строительных работ, стал подготовленный в 1955 году на основе многолетних экспериментов труд – ТУВС-55 («Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях»). Многие его положения перетекли и в современные строительные нормы и правила.

Железобетонные сваи

Конструктивное строение, материалы, используемые при изготовлении свай и их размеры, регламентируются ГОСТом 19804 — 2012. При строительстве используют сваи различной длины от 3 до 11 метров.

Различают несколько типов стержней по сечению:

Маркировка Сечение Описание структуры
С Квадратное Цельные и составные сваи с поперечной армацией по всей массе
СК Круглое Составные и цельные, полые, диаметром от 40 до 80 см
СП Квадратное Полые, цельные
СО Оболочки Составные и цельные, диаметром 100 — 300 см
1 СД Квадратное Сплошные, двухконсольные, расположение — крайние оси строения
2 СД Квадратное Колонны, расположение — средние оси строения
СЦ Квадратное Цельные, с напрягаемой армацией по центру сваи, без поперечного армирования
Железобетонные сваи

Дополнительно в маркировке стержней могут присутствовать маленькие (не заглавные) буквы:

  • «н» — обозначающая наличие наконечника;
  • «б» — стыковка составляющих частей болтами;
  • «св» — сварной тип стыковки;
  • «с» — стаканный способ соединения.

Символы маркировки на верхнем торце свай

Важно! Тип стержня, его размеры подбираются в зависимости от типа почвы, глубины нахождения прочного грунта и места установки сваи относительно частей здания.

Материалы производства

Для того, чтобы свайный железобетонный фундамент здания отвечал требованиям повышенной нагрузки, предъявляемым к нему, стержни должны изготавливаться строго в соответствии с технологией, из материалов достаточной прочности и соответствующих эксплуатационных свойств. Основные составляющие свай — это бетон и металлические пруты армирования.

Железобетонные сваи

Марка бетонного раствора

Согласно ГОСТу 26633, стержни железобетонных свай изготавливают из тяжелого или мелкозернистого раствора. Класс прочности на сжатие прописывается в проектной документации конкретного объекта строительства, но при этом не должен быть ниже В15.

Если фундамент закладывается в условиях скальных или крупнообломочных грунтов, марка бетона для свайного фундамента по прочности не должна быть менее В 25. Данный показатель неизменен в зависимости от длины стержня.

Щебень, в качестве крупного заполнителя бетонного раствора, должен соответствовать ГОСТу 8267 и быть естественной природы:

  • для цельных стержней размером зерна не более 40 мм;
  • для оболочек или пустотелых свай — не более 20 мм.

В производстве железобетонных свай используется бетон марки не ниже В 15

Железобетонные сваи

Армирование

Для усиления конструкции свай используются стальные стержни различных типов:

Тип армирования стержня Используемый металлопрокат
Ненапрягаемое продольное Прутковая горячекатаная или термически упрочненная арматура периодического профиля классов A-II, А-III, A-IV.
Напрягаемое продольное Прутковая горячекатаная и термоупрочненная арматура классов A-IV, A-V. Канаты стальные армирующие 1×7. ВПР (высокопрочная проволока периодического профиля) различного диаметра.
Конструктивная Холоднотянутую низкоуглеродистая проволока классов B-I; Вр-I, гладкую прутковую армацию А-I.

Для укрепления бетонных свай используется стальная арматура

Типы и маркировка железобетонных забивных свай

Крупносерийное изготовление железобетонных забивных свай осуществляется по ГОСТу 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления». Предприятия выпускают изделия нескольких типов для использования в различных условиях.

Тип «С», «СН» и «СЦ»

Это сваи без полости в теле, которые имеют квадратное сечение размером от 150х150 мм. Максимальная длина изделия зависит от размеров сечения. Забивные железобетонные сваи квадратного сечения изготавливаются методом заливки бетона на каркас, при этом у опор:

  • тип «С» – каркас выполнен из ненапрягаемой арматуры с поперечным армированием ствола;
  • тип «СН» – каркас с поперечным армированием изготавливается из напрягаемой арматуры;
  • тип «СЦ» – каркас без поперечного армирования имеет напрягаемую арматуру в центре.
Читайте также:  Как правильно выбрать фундамент для дома

Если требуется опустить опоры на большую глубину, применяются составные конструкции. Составные железобетонные забивные сваи имеют закладные металлические детали для стыковки и надежного крепления, они маркируются ССВ (верх) и ССН (низ).

Цельные опоры квадратного сечения – наиболее распространенный тип забивных свай. Они могут использоваться практически на любых грунтах.

Тип  «СП»

Опоры данного типа имеют квадратное сечение и круглую полость в стержне. Такая конструкция позволяет уменьшить вес изделия. Для изготовления используется бетон класса прочности В22,5 (М300), каркас из обычной или напрягаемой арматуры (в последнем случае к маркировке добавляется литера «Н»).

Типы «СК» и «СО»

Типы и маркировка железобетонных забивных свай

Это опоры круглого сечения, которые могут выпускаться с открытым или закрытым нижним концом. Наконечники из листовой стали упрощают погружение свай в грунт. Изготавливаются опоры путем заливки бетоном пространственных конструкций из арматуры.

Сваи «СК», диаметром от 400 до 800 мм, применяются так же, как и опоры квадратного сечения. Помимо обычных, выпускаются составные сваи, они снабжены специальными замковыми элементами из листовой стали для крепления между собой.

Сваи «СО» представляют собой тонкостенные оболочки диаметром до 1600 мм. После установки опоры полость внутри нее заливают бетоном. При маркировке железобетонных забивных свай «СО» с усиленным каркасом добавляют литеру «У».

Тип «СД»

Это сваи-колонны для строительства одноэтажных или двухэтажных построек. Они имеют квадратное сплошное сечение 200х200 или 300х300 мм и снабжены консолями, которые служат опорами для кровельных или фундаментных балок, перекрытия второго этажа.

Сваи маркируются в зависимости от конфигурации:

  • «1СД» – двухконсольные, для установки по крайним осям постройки;
  • «2СД» – для установки по средним осям постройки.

Сваи-колонны не подходят для применения на грунтах со слабой несущей способностью.

Подводим итоги

Свайный фундамент имеет определенные технические ограничения. В доме невозможно обустроить подвал. А при возведении сооружения из штучных стройматериалов не обойтись без мощного ростверка. Кроме того, самостоятельная установка свай возможна только для небольших построек.

Тем не менее, устройство свайных фундаментов показывает и немало преимуществ на этапах нулевых циклов. Ведь их отличает доступная стоимость, быстрый монтаж, возможность проведения работ в зимнее время, строительства дома на грунтах со слабой несущей способностью.

Виды свай

Сваи, применяемые при создании фундаментов, имеют различную конструкцию и назначение. В первую очередь, они делятся на те, которые опираются на твердые слои почвы, являясь основными опорами здания, и те, которые просто вставлены в грунт, не имея четкой опоры. Второй тип используется для распределения нагрузки и применяется только при большом количестве установленных опор.

Забивные

Данный вид широко используется при возведении больших многоэтажных домов. Такие сваи способны выдержать огромные нагрузки, поэтому представляют собой массивные железобетонные балки, которые забиваются в землю при помощи специальных машин. В силу высокой стоимости аренды подобной техники, забивной вид практически не используется при строительстве частных домов.

Буронабивные

Изготавливаются на месте строительства из бетонного раствора и армирующих материалов. Создание таких свай начинается с бурения установочных шахт на участке согласно заранее спроектированной схеме. Каждая шахта армируется и заливается бетоном. При некоторых видах грунта возможна установка обсадочных дополнений в виде полой трубы, рубероида или полиэтиленовой пленки. Во многих случаях обсадка буронабивных опор остается в шахтах в качестве гидроизоляции.

Главным достоинством буронабивного вида является установка на малых строительных площадях. Недостатком можно назвать невозможность использования в местности, где могут происходить горизонтальные смещения грунта.

Винтовые

Самый применяемый в индивидуальном жилищном строительстве вид свай, конструкция которого позволяет достаточно легко и быстро создавать свайное поле даже без применения какой-либо техники. Представляет собой металлическую трубу, имеющую лопасти определенной формы. Благодаря их наличию, трубу можно закрутить в землю, как саморез в лист металла. При использовании небольших опор эту операцию проделывают вручную. Этот вариант идеально подойдет для возведения компактного садового домика или строительства бани в Челябинске.

Читайте также:  Как сделать столбчатый фундамент своими руками

Достоинством винтового фундамента является низкая стоимость, простота монтажа и высокая надежность. Отрицательным моментом можно назвать небольшой срок службы – около 70 лет. Еще один недостаток фундамента на винтовых сваях – недостаточная прочность, поэтому его чаще используют при строительстве легких каркасных домов.

 

Столбчатый фундамент.

Конструкция схожа со свайным вариантом, только здесь фундамент представляет собой столб, который погружается в специальную скважину. Также столб может быть погружен без предварительной подготовки. Если сваечные и ленточные конструкции соединяются при помощи ростверка, то столбы крепятся друг к другу железобетонными балками.

Фундамент для бани своими руками.

Свайно столбчатый фундамент.

Применяется этот вид для частных деревянных домов, а также для построек из других легких материалов, вес которых не превышает 1000 кг/м3. Если вы планируете строительство своими руками, то изготовить столбы для фундамента лучше всего из кирпича или бутобетона. Во время заливки столба необходимо выполнять армирование через каждые 35-45 сантиметров. В качестве альтернативы можно купить готовые элементы.

Столбчатый фундамент.

Совет: использовать столбчатое основание можно в том случае, если сооружение будет стоять на грунте, который не подвержен температурной деформации.

  • достаточно дешевое основание;
  • сделать можно своими руками.
  • не подходит для больших домов.

Применение фигурных свай различного типа

В особенно сложных условиях, например – при сильном промерзании грунта или чрезмерной нагрузке на почву, рекомендуется применение свай с различными формами. Они могут быть как изготавливаемыми в грунте, так и забивными.

Различают следующие виды изделий:

  • пирамидальные;
  • трапецеидальные;
  • ромбовидные;
  • с уширенной пятой.
Применение фигурных свай различного типа

Вид свай с уширенной пятой Все эти виды свай используются только в качестве висячих стоек, так как позволяют в полной мере использовать опорную способность грунта. Первые три вида изделий применяются в условиях сильного промерзания грунта для минимизации касательных сил при его пучении.

Сваи с уширенной пятой применяются в слабых грунтах, под которыми пролегают более плотные слои. Такие изделия используются в качестве стоек и могут обеспечить прочность и надежность фундамента даже на нестабильных грунтах.

Какая классификация лучше всего подходит для частного строительства?

Выбор наиболее подходящего типа свай производится на стадии проектирования. Он определяется параметрами постройки — весом, этажностью, используемым материалом. Кроме того, учитывается тип грунта, условия работы, наличие поблизости построек и прочие факторы.

Сопоставляя имеющиеся исходные данные, приходят к выбору наиболее удобного, эффективного и безопасного вида свай. Обычно предпочтение отдается буронабивным (литым) сваям, которые не нуждаются в забивании и не наносят урон ближайшим зданиям и сооружениям.

В последнее время активно используются винтовые сваи, позволяющие строиться без предварительных земляных работ (допускаются работы на неровном рельефе).

Виды свай по методу погружения в грунт

Забивные и буроопускные серьезные дорогостоящие конструкции, применяются в основном для многоэтажных домов. Их углубляют специальной техникой молот, виброзабиванием. Преимущества такого погружения в отсутствии подготовки почвы. Для частного строительства, малоэтажных домов не целесообразно использовать такие методы.

Винтовые. Самый распространенный и часто встречающийся тип свай для загородных домов. Они имеют форму самореза, с лопастями на нижней части, используются как полыми, так и залитые бетоном.

Углубляются путем вкручивания в землю специальным буром или спецтехникой. На такие сваи ставят не тяжелые каркасные дачные домики, дома из бруса, а также различные сооружения, типа теплиц и беседок.

Буронабивные. В земле делаются скважины, укрепляются арматурой и заливаются бетоном. Допускается изоляция стенок разными материалами (рубероид, пленка), а также усиление обсадкой из камня. Ещё одно название такого фундамента – столбчатый.

Комбинированные. Самый долговечный фундамент, т.к. разные материалы имею разные сроки порчи.