Виды свай

Алан-э-Дейл       12.06.2022 г.

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

  1. Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

    Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

  2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
  3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
  4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

  1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
  2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

  • возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
  • при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
  • ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

  • значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
  • трудоемкая процедура инженерных расчетов;
  • на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Тип опор Преимущества технологии Недостатки технологии
Забивные железобетонные
  • повышенная несущая способность (до 20 т);
  • долгий срок службы (более 100 лет);
  • стойкость к коррозии.
  • необходимость применения спецтехники для заглубления в грунт;
  • появление динамических нагрузок и вибрации, действующих на грунт и ближайшие постройки.
Забивные стальные
  • широкий выбор моделей с различными конфигурациями и характеристиками;
  • высокий эксплуатационный ресурс.
Забивные деревянные
  • дешевизна и доступность материала;
  • экологическая чистота.
  • ограниченная грузоподъемность;
  • сравнительно короткий срок службы;
  • подвержены воздействию почвенной влаги.
Буронабивные
  • большая несущая способность;
  • продолжительный срок службы;
  • изготовление ручным способом.
  • большой расход бетона;
  • сложно рассчитать несущую способность;
  • необходимо укреплять стенки от обрушений.
Винтовые металлические
  • относительная дешевизна;
  • высокая грузоподъемность;
  • возможность монтажа своими руками;
  • возможность повторного использования.
  • подверженность коррозийным процессам;
  • недопустимость заглубления в грунт с каменистыми включениями, которые могут повредить лопасти.
Винтовые железобетонные
  • прочнее металлический винтовых свай и удобнее при монтаже, чем забивные ж/б аналоги;
  • не подвержены коррозии.
  • имеют значительный вес;
  • сложно выдержать соосность при монтаже.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Процесс строительства забивного варианта

Разметка свайного поля

Разгрузка сваебойной машины

Разгрузка

Транспортировка столбов

Забивка

Сваи забиваются специальной машиной

Все сваи должны быть на одном уровне

Установка пластин под обвязку

Готово!

Основные типы свайных конструкций

Типы свайных фундаментов различаются по видам свай и ростверк. Но основной принцип применения данного типа фундамента заключается в том, что опора сооружения получает сцепление с грунтом за счет наличия вертикально расположенных в нем элементов конструкции, то есть – свай.

По типу работы фундаменты разделяют на следующие типы:

  1. Стоечные сваи. Их задача заключается в принятии на себя основной нагрузки от веса всего сооружения. Такие сваи передают вес конструкции на грунт. Это – наиболее распространенный тип свай, их материал и конструкция предполагает максимальную прочность, надежность и долговечность, так как на них приходится около 85 % всей массы здания. Данный тип фундамента практически не дает осадки и способен выдерживать значительные нагрузки на протяжении длительного периода.
  2. Висячие сваи. Они, как правило, имеют рельефную поверхность в сочетании с увеличенной боковой площадью. По принципу действия их можно сравнить с забитым в прочное основание гвоздем. Яркий пример данного типа фундамента можно привести при помощи винтовых свай. Их применение становится целесообразным в тех случаях, когда прочный грунт залегает в поверхности на значительную глубину, то висячие смогут выполнять свою функцию без погружения в грунт на большое расстояние.

↑ Сколько понадобится винтовых свай?

По итогам обоих расчётов есть два значения – суммарная нагрузка (она передаётся от здания фундаменту) и несущая способность (с запасом срока эксплуатации) одной сваи.

Поделив нагрузки на несущую способность, получим необходимое количество винтовых свай.

Рассмотрим для наглядности пример. Онлайн калькулятор показал допустимую нагрузку на винтовую основу СВС-108 4,5 тонны с учётом поправочного коэффициента надёжности. По второму онлайн калькулятору общее значение нагрузки от здания (которое планируется к строительству) составило 64,2 тонны.

Получаем в результате деления требуемый результат:

64,2 : 4,5 = 14,02

Значение округляют до целого числа в большую сторону, поэтому получим 15 свай.

Это количество – минимальное, часто оказывается не окончательным, ведь существуют нормативы по расстановке свайных опор.

Нормативы:

  • для каркасных, брусовых, бревенчатых построек сваи устанавливают с шагом не более 300 см;
  • для сооружений из пенобетона, шлакобетона и газобетона шаг установки свайных опор должен быть не больше 200 см;
  • если возводятся ограждения из лёгких стройматериалов, то дистанция между опорами 300-350 см;
  • когда обустраиваются заборы из древесины или из профнастила, то шаг установки должен быть 250-300 см, он зависит от ветровой нагрузки.

Определяя места установки винтовых опор на плане постройки, учитывают следующие нормативы:

  1. Обязательно сваи вкручиваются по углам постройки, также в местах (точке) пересечения либо присоединения несущих стен.
  2. Под капитальными стенами (и внутренними, и внешними) сваи устанавливают с единым шагом. Это расстояние выбирают в зависимости от стенового материала и особенностей здания.
  3. При строительстве веранд, террас, пристроек, сараев, примыкающих к дому, других лёгких пристроек свайное поле рассчитывают отдельно! И к фундаменту дома его не привязывают. Часто для подобных сооружений применяют сваи меньшего диаметра, существенно экономя на фундаменте.
  4. Другой подход к тяжеловесным постройкам, которые будут располагаться внутри дома – это котёл, печь и т.п. В местах их расположения нужно основание усиливать двумя дополнительными сваями как минимум. Либо возводить отдельное мини-основание, которое не будет связано с основным фундаментом. Но для этого мини-основания потребуется отдельный план и расчёты количества свайных опор.

Так что возможен вариант, что понадобится вкручивание дополнительных свай сверх расчётного количества. Не стоит огорчаться – от этого итоговая несущая способность фундамента лишь выиграет. Но нельзя количество опор занижать. Даже в том случае, когда на плане при расстановке количество опор кажется избыточным.

Использовать винтовые сваи под фундамент при возведении жилого дома или отдать предпочтение другим типам основания – решать владельцу будущей постройки.

Мы же хотим ещё раз предостеречь, что использовать винтовые сваи для основания дома 100% выгодно, если доверить возведение фундамента компетентной и проверенной компании. Организации, которая даёт гарантии, что качественно выполнит работу.

Не нужно обращаться за услугой к незнакомым строительным бригадам. Возможно, на этом этапе строительства вы сэкономите. Но где гарантии, что через год вам не придётся вызывать других мастеров, которые будут исправлять допущенные ошибки.

И на их устранение придётся потратить в несколько раз больше денег, чем вы уже потратили. Тоже касается и покупки винтовых свай. Приобретая изделия в кустарных производствах, вы закладываете мину замедленного действия под своё основание. А это неразумно, даже при очень привлекательной цене.

Разновидности свай

В качестве материала для опор используется дерево, металл, железобетон или бетон.

Деревянные сваи изготавливают из бревен диаметром 25-35 см. Подходящая древесина – ель, сосна, дуб, лиственница, кедр, пихта. Опора может иметь цельный массив или быть срощенной по длине или ширине при помощи накладок. Чтобы защитить заостренный конец опоры используют «башмак».

Железобетонные сваи могут иметь квадратную или прямоугольную форму сечения. Заострение нижнего конца выполняют в форме четырехгранной пирамиды. При погружении в грунт нижний конец защищают башмаков. Поскольку при монтаже ударную нагрузку принимает верхняя часть опоры, ее упрочняют арматурным каркасом в несколько слоев.

Металлические сваи изготавливают из цельнотянутых труб с диаметром сечения 25–100 см. Обычно конец сваи имеет заостренную форму. После погружения полость опоры заполняют железобетонным раствором для улучшения прочностных характеристик.

Бетонные опоры изготавливаются непосредственно на строительном участке набивным способом. Для их изготовления используется бетон тяжелых марок не ниже В15.

По способу устройства различают следующие типы опор:

  1. Набивные (бетонные, железобетонные). Инвентарные трубы погружаются в шурфы и забиваются на нужную глубину посредством молотов и виброударных устройств.

    Конец опоры должен упереться в заблаговременно устроенный башмак или бетонную пробку. Перед возведением сваи стенки скважины закрепляются глинистым раствором или используются.

  2. Забивные сваи (деревянные, железобетонные, стальные столбы). Опоры погружаются в грунт с помощью молотов и вдавливающих механизмов без предварительной выемки земли. Сечение забивных свай может иметь круглую, конусную, трапециевидную, овальную форму. Конец опоры может быть заостренным, плоским или расширяющимся.
  3. Буровые. Перед началом строительства буром вынимают грунт в месте установки сваи. В готовый шурф заливается железобетонная смесь или вкладываются готовые элементы. Конец опоры может иметь уширение. инвентарные трубы, которые извлекаются после бетонирования.
  4. Винтовые опоры. Металлические винтовые сваи представляют собой стержни, оборудованные на концах лопастями. Диаметр лопастной части может достигать 2,4 м. Параметры винтовых свай выбираются с учетом нагрузки и грунтовых условий на участке.

Забивной свайный фундамент

Забивной фундамент сооружается с применением железобетонных свай квадратного сечения с заостренным концом. Но они считаются менее надежными по сравнению с металлическими трубами, которые за счет наличия лопастей обладают лучшей устойчивостью.

Рисунок 8. Забивные железобетонные сваи

Особенности

Железобетонные сваи изготовляются в заводских условиях из качественного бетона с предварительным армированием. Они бывают разной длины, что позволяет сооружать забивной фундамент практически на любых почвах (исключение составляют скалистые), так как изделия погружаются на глубину залегания плотных несущих слоев.

Рисунок 9. Конструкция забивного свайного фундамента

Основные плюсы:

  • Устойчивость к неблагоприятным климатическим условиям.
  • Способность выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки за счет качественного армирования железобетонных свай.
  • Минимальная трудоемкость устройства, поскольку погружение выполняется с привлечением спецтехники.
  • Небольшой объем земляных работ – для погружения не требуется предварительно делать скважины или копать траншеи.

Этапы монтажа

Последовательность устройства фундамента на забивных сваях:

  • Подготовка строительной площадки.
  • Разметочные работы.
  • Подготовка подъездных путей для спецтехники, которая будет производить забивку свай.
  • Забивка железобетонных опор ударным или вибрационным способом.

    Фото 10. Процесс забивки свай

  • Монтаж ростверка.

Фото 11. Забивные сваи, обвязанные металлическим швеллером

Процесс забивки железобетонных свай показан в следующем видео:

Какие разновидности бывают по способу погружения?

Сваи – силовые элементы фундамента, воспринимающие давление от конструкции и передающие его на несущий пласт, который может находиться на значительной глубине (до 30 м). Как правило, выше несущего пласта расположены нестабильные, слабые и перенасыщенные влагой слои почвы.

Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердой почве, но также на заболоченных местах и на открытой воде. Сваи могут быть погружены строго в вертикальном положении или под проектным углом.

Свайным фундамент называют группу опор, объединенных между собой ростверком – специальной конструкцией, которая удерживает основание дома и отвечает за равномерное распределение веса по всем подземным силовым элементам.

Забивные


По материалу изготовления силовые элементы делятся на типы:

  • железобетонные;
  • металлические;
  • деревянные.

Для строительства тяжеловесных и многоэтажных зданий используют железобетонные столбы, легковесных домов в один или два этажа – металлические и деревянные.

В большинстве случаев забивные опоры имеют квадратное сечение со стороной от 150 до 500 мм.

Длина изделий редко превышает 25 м. Нижней конца столба заострен или имеет пирамидоидальную форму, благодаря чему легче преодолевает сопротивление грунта. Удары дизель-молота забивная опора воспринимает верхней торцевой частью, усиленной оголовком. Погружение в грунт ведут до тех пор, пока нижний конец не упрется в плотную породу до предела.

Преимущества изделий:

  • значительная грузоподъемность;
  • продолжительный срок службы;
  • отсутствие необходимости подготавливать скважины.

Минусы технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерная осадка в местах, где почва характеризуется различной плотностью.

Буроопускные

Согласно буроопускной технологии, силовые элементы погружаются в заранее подготовленные шурфы, при этом диаметр скважин должен превышать размер сечения опор на 5–10 см. После погружения пространство между грунтом и землей заполняют связующим раствором, который после застывания увеличивает прочность конструкции.

Метод применяют при строительстве на твердомерзлой и пластично-мерзлой почве. Фундаментные работы ведутся при температуре окружающей среды не ниже 0,5оС.

Свайно-винтовые

Лопасти в процессе погружения дополнительно уплотняют почву, повышая несущую способность основания.

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип опор отличается повышенной несущей способностью, поэтому применяется при строительстве кирпичных и других тяжеловесных сооружений.

Металлические винтовые сваи изготавливают из стальных труб с диаметром сечения от 57 мм. Для строительства жилых домов (каркасно-щитовых, деревянных, из пенобетона) подходят стержни диаметром 108 мм и размахом лопасти 250–350 мм.

Буронабивные

Буронабивная методика применяется для строительства тяжелых сооружений на грунтах, которые характеризуются слабой несущей способностью. Силовые элементы создаются непосредственно на рабочей площадке.

В заранее подготовленной скважине устраивают утрамбованную песчаную подушку. Затем в шурф помещают обсадную трубу, армирующий каркас и заливают конструкцию бетоном. Буронабивная технология считается самой сложной, поскольку достоверно рассчитать грузоподъемность такого основания практически невозможно. При этом фундаментные работы можно провести самому без использования спецтехники.

Комбинированные

Данный тип свай относится к специальным конструкциям, поскольку сочетает сразу несколько технологий, чтобы удовлетворить исходным инженерно-геологическим условиям.

Например, когда несущий пласт находится предельно глубоко, то комбинируют забивную и буронабивную методики.


Монтаж выглядит следующим образом:

  1. Вначале способом лидерного бурения в грунте устраивают шурф, куда помещают обсадную трубу.
  2. Затем дизель-молотом забивают железобетонную опору.
  3. Когда конец изделия упрется в плотный грунт, сверху закладывают монолитную конструкцию путем армирования и бетонирования скважины.

Какие типы опор используют для устройства оснований из свай в зависимости от материала?

Опоры также различаются между собой по материалу изготовления. На практике используют железобетонные, стальные, деревянные и пластиковые изделия.

Выбирая вариант силовой конструкции, обращают внимание на:

  • прочностные характеристики;
  • срок службы,
  • стойкость к внешней среде;
  • стоимость изделия.

Пластиковые

ПВХ трубы в качестве обсадной трубы для буронабивных свай стали применятся не так давно. Как правило, используют недорогие канализационные трубы нужного диаметра (от 200 до 500 мм).

Заготовки помещают в готовые скважины с утрамбованной песчаной подушкой. Во внутреннюю полость трубы заводят арматурный каркас и заливают раствором. Пространство между грунтом и трубой заполняют укрепляющей засыпкой из щебня или гравия.

Сфера применения: строительство легковесных построек сельскохозяйственного назначения, реже – одноэтажных домов.

Преимущества:

  1. доступная цена;
  2. легкий вес;
  3. средние прочность;
  4. продолжительность эксплуатации.

Основной недостаток – ограниченная грузоподъемность.

Железобетонные

Ж/б фундамент может быть:

  1. забивным;
  2. буронабивным;
  3. комбинированным.

Армирование бетонного изделия повышает прочность, а также стойкость к деформирующим нагрузкам, что значительно увеличивает срок службы силовой конструкции.

Деревянные

Деревянный фундамент закладывают для каркасных, щитовых и бревенчатых домов методом прикладывания ударной силы. От повреждений в процессе погружения в грунт изделие защищают стальным наконечником и кольцом в верхней части столба. Силовые конструкции с элементами из дерева применяют в частном строительстве.

Их преимущества:

  1. доступная цена,
  2. экологическая безопасность,
  3. эстетичный вид.

Недостатки:

  1. для погружения нужно привлекать спецтехнику,
  2. средняя несущая способность,
  3. ограниченный срок службы.

Металлические

Стальные опоры применяются в частном строительстве чаще всего, поскольку имеют доступную цену, значительную грузоподъемность, а также эффективность на сложных грунтах.

Склонность металла к коррозии компенсируют защитным слоем, образовавшимся в процессе горячего оцинкования. Также с этой целью на поверхность стали наносят битумную мастику, акриловые покрытия и другие гидрофобные составы.

Подробная статья о металлических опорах здесь.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

  • Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
  • Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

  • Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
  • Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
  • Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
  • Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
  • Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
  • Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

  • Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
  • Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
  • Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
  • Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
  • Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.