Какие существуют виды свай

В сравнении с ленточными и плитными фундаментами ростверки на сваях обеспечивают снижение бюджета. Некоторые виды свай являются единственно возможным решением при сложной геологии, ландшафте и эксплуатационных условиях.

Чаще применяются ленточные ростверки, представляющие собой решетку из ж/б балок, опертых на сваи. Реже используют плитные ростверки, являющиеся аналогом стола, ножки которого опущены в грунт до несущего пласта.

Виды свайных фундаментов и классификация свай

Основным отличием ростверка от ленточного фундамента является отсутствие контакта с грунтом. Сваи погружают в почву либо изготавливают внутри нее. Отличием от столбчатого основания является более экономичная технология строительства, высокая пространственная жесткость.

Все виды свай могут обходиться без ростверков – например, венцы сруба можно опереть на оголовки. Выдергивающие усилия пучинистыми грунтами для них минимальны, опрокидывающие полностью отсутствуют. Столбчатый же фундамент гарантированно будет опрокинут без обвязки ростверком.

Нагрузки и схемы армирования ростверк и лента фундамента имеют не одинаковые:

• МЗЛФ – сжатие, растяжение, два аналогичных пояса (продольные стержни одинакового диаметра);
• ростверк – мощные крутящие моменты, нижний пояс усилен между сваями, верхний над оголовками, диаметр прутков здесь больше.

Существуют высокие (висячие) и низкие ростверки, однако даже заглубленные конструкции отделяются от земли воздушной прослойкой, защищенной по бокам листовыми материалами от осыпания почвы внутрь этого пространства.

Какие свай бывают

В СП 24.13330 от 2011 года приведена классификация свайных фундаментов по признакам:

• способ погружения и изготовления – винтовые, буровые, набивные, вибропогружные, сваи-оболочки, вдавливаемые, забивные;
• несущая способность – висячие, стойки;
• грунтовое воздействие – бурение без вытеснения, вкручивание с небольшим уплотнением, забивка ж/б изделий с уплотнением и вытеснением почвы;
• взаимодействие – сеть, поле, куст, одиночные сваи.

Материалом свай может служить:

• бутобетон – армируется верхняя 1 м часть, выполненная из бетона;
• железобетон – напряженная арматура в заводских изделиях, ненапрягаемая при заливке в скважину;
• бетон – каркас в верхней трети сваи;
• сталь – профильное, круглое сечение;
• древесина – твердые породы с антисептированием.

Существуют типы свайных фундаментов по конструкции и технологии изготовления ствола:

• ненаполняемые трубы – толщина стенки позволяет обходиться без дополнительного усиления;
• свая трубобетонная – несущая оболочка после погружения заполняется смесью, защищающей от коррозии внутренние поверхности, повышающей прочность конструкции;
• временная оболочка – имеет название вертикально перемещаемой трубы (ВТП), которую удаляют с забоя по мере подачи бетона в скважину;
• свая оболочечная – труба (например, полиэтиленовая) не обладает несущими свойствами, зато гидроизолирует бетон;
• безоболочечная свая – в плотных грунтах отсутствует осыпание на забой, опалубка не ставится.

Для повышения несущей способности этих фундаментов опорную пяту часто уширяют. По этому признаку сваи бывают:

• прямые – уширения пяты не имеют;
• разбуриваемые – долото имеет приспособление для уширения забоя;
• выпрессовываемые – пята увеличивается в размере механическим способом;
• камуфлетные – уширение взрывом (электрическим, химическим);
• корневидные – на забое размещаются ж/б свайки.

Существуют модификации свай с многочисленными мелкими расширениями на всем протяжении тела, дополнительными, концевыми расширениями местного характера.

По оголовкам различают типы свай:

• индивидуальные оголовки – применяются для срубов, каркасных, фахверковых, панельных зданий, лестниц;
• ростверковые – ж/б балки, решетки (ленты), плиты.

Для плитных и решетчатых ростверков изготавливается свайное поле, для балочных применяется порядное размещение по осям несущих стен. Жесткое сопряжение оголовков с монолитными, балочными ростверками применяется в случаях:

• присутствуют выдергивающие нагрузки;
• имеются значительные горизонтальные смещения пластов;
• вертикальные нагрузки смещены относительно оси сваи (эксцентриситет);
• слабый грунт по всей глубине (торф, ил, текучая почва, пылеватый песок)

При этом вертикальные стержни свайных каркасов изгибаются под прямым углом, связываются с прутками ростверка либо головная часть вмуровывается на высоту не меньше поперечника. Для обеспечения шарнирного опирания (2 степени свободы) голова заделывается в монолит на 5 – 20 см без перевязки арматуры.

По способу погружения имеется отдельная классификация:

• свая-столб – деревянное, стальное, ж/б изделие опускается в пробуренное отверстие;
• буроинъекционная – напорное бетонирование в скважину смесью с мелкой фракцией наполнителя;
• буровая – бетон укладывается в отверстие в земле, уплотняется насадкой глубинного вибратора;
• набивная – грунт вытесняется механическим способом, в получившуюся полость укладывается бетон;
• забивная – ж/б изделие, произведенное промышленным способом, погружается копром, молотом, вдавливается либо заглубляется вибрационным оборудованием;
• винтовая – вкручивается вручную или механическим способом, уплотняя грунт самостоятельно;
• свая-опора – устанавливаются в скважины большего диаметра, пазухи заполняются грунтом, нерудным материалом;
• погружная – цилиндрическая свая, колодезные, кессонные кольца, почва размывается изнутри, погружение происходит за счет собственного веса.

Висячие модификации имеют высокую несущую способность за счет боковых сил трения между почвой и телом сваи. Они не доходят до несущего пласта, рассчитываются особым способом. Сваи-стойки гарантированно опираются на пласты с высоким расчетным сопротивлением сборным нагрузкам здания. Боковое трение обеспечивает необходимый прочностной запас.

По воздействию на пласты в пятне застройки существуют следующие разновидности:

• без вытеснения почвы – буровые модификации;
• незначительно вытесняющие грунт – стальные профильные сваи забивного типа;
• незначительно уплотняющие почву – винтовые модели с литым или сварным наконечником;
• с вытеснением, уплотнением пластов – забивные ж/б изделия.

По взаимодействию отдельных свай между собой имеется разделение по признакам:

• свайная сеть – обеспечение дополнительной опоры микросваями, закрепляющими грунт возле основных конструкций;
• поле свайное – имеют общий ростверк (решетка, плита);
• куст свайный – небольшая группа с общим ростверком (для опирания колонн, лестниц, печей, силового оборудования);
• сваи групповые – объединены балками, плитами на отдельных участках здания;
• одиночные сваи – передает всю воспринимаемую нагрузку без распределения ростверком.

Забивные сваи дополнительно классифицируются внутри своей группы по конструкции (плоские, заостренные наконечники, составные, цельные), форме сечения (трапеция, пирамида, цилиндр, призма, полые, сплошные, тавровые, прямоугольные, квадратные), армированию (проволока, стержни, спирали, продольные, поперечные стержни).

Набивные конструкции оснащаются не извлекаемым наконечником, бетонной пробкой. При достижении проектной глубины забивным способом они извлекаются с одновременным заполнением бетоном.

Рейтинг свайных технологий в индивидуальном строительстве

Из перечисленного многообразия для фундаментов малоэтажной застройки применяются лишь некоторые разновидности свай. Большинство перечисленных технологий требует использования спецтехники и оборудования, аренда которого неподъемна для индивидуального застройщика. Наиболее популярны варианты:

• винтовые сваи – вкручиваются вручную или механизированным способом (2 кВт электродрель + мультипликатор);
• буровые – в обиходе чаще именуются буронабивными, хотя технология соответствует именно бурению и безнапорному бетонированию;
• забивные профильные – трубы с незаглушенным концом часто применяют для ограждений, заглубляют кувалдой или самодельным копром;
• погружаемые – колодезные, кессонные кольца для источников водоснабжения, размещения насосного оборудования.

Экономическая эффективность традиционных фундаментов в малоэтажной застройке ограничена 2,5 – 3 м (лента, плита). Свайно-винтовые, ростверковые фундаменты по буронабивным сваям своими силами можно заглубить на 4 – 7 м с меньшими затратами. Кроме того, сваи в большинстве случаев являются единственно возможным вариантом на сложном рельефе (перепад высот от 2 м), при неудовлетворительной геологии (болото, торфяник, прибрежная зона, высокий УГВ).