Забивные железобетонные сваи - достоинства, недостатки и особенности монтажа

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.

Особенности железобетонных свай

В строительстве наиболее часто применяются сваи квадратной и прямоугольной формы сплошного сечения. Изделия могут иметь различную конфигурацию:

в виде квадрата;
прямоугольную форму;
двутавровую форму;
в виде круга.

Применение свай, имеющих двутавровое сечение, осуществляется с целью придания конструкции устойчивости к изгибам. На сегодняшний момент применение свай сплошного круглого сечения не осуществляется. Раньше, такой вид свай (длиной не больше 30 метров, диаметром менее 50 см, весом меньше 11 тонн) использовался в строительстве.

Минусы ЖБ-свай

Отличаются большим весом. Из-за этого могут возникнуть трудности в транспортировке, погрузочных/разгрузочных работах, в процессе монтажа.
Для установки требуется применение сваебойного оборудования. Кроме шумности, габаритная тяжелая техника может быть неприменима в некоторых ситуациях – в местах плотных застроек, на небольших строительных участках.
Способны к разрушению, не выдерживают суровых климатических условий. Для северных районов, используются специальные изделия, которые изготавливаются из морозостойкой марки бетона.

Хотя эти характеристики скорее относятся не к минусам, а к особенностям которые нужно учесть при строительстве. Поэтому использование свай из железобетона производится довольно часто, особенно при возведении крупных зданий и сооружений.

Плюсы ЖБ-свай

Высокая несущая способность. Армированный железобетон при правильной установке способен выдерживать колоссальные нагрузки. Самое главное – фундаменты на железобетонных сваях можно использовать под строительство многоэтажных зданий.
Уплотнение грунта. В процессе забивания почва под фундаментом уплотняется, что приводит к повышению прочности и устойчивости основания. За счет уплотнения земляного кома в процессе забивки, свайный столб плотно фиксируется в нижней точке опоры и по бокам. То есть его невозможно расшатать (как часто бывает с винтовыми свайными столбами), нет необходимости в дополнительном укреплении с помощью обвязки.
Длительный срок службы (от 100 лет).
Быстрое возведение. Несмотря на некоторые сложности с монтажом, при наличии необходимого оборудования забивка свай производится быстро и не составляет проблем.
Возведение фундамента не требует земляных работ. В большинстве случаев нет необходимости снимать даже верхний слой почвы, не говоря уже о бурении скважин или рытье котлована.
Простота хранения. Удобная форма позволяет складировать столбы штабелями, а устойчивость к возгоранию, воздействию влаги (в разумных пределах, естественно) и грибковым поражениям не требуют каких-то особых складских условий.

Грунт

Многое зависит и от условий на участке. Если почва сильнокислая, то устанавливать винтовые сваи опасно, так как они быстро сгниют. Поэтому стоит сделать пробу грунта перед началом строительства, чтобы избежать риска.

Бывают участки с большим перепадом уровня грунта или обводненная почва. В этом случае, напротив, стоит отдать предпочтение винтовым сваям, потому что во время монтажа их можно нарастить, пока лопасть не достигнет плотного грунта. Кроме того, за счет широкого основания винтовая свая будет более устойчива в почве такого типа, где бетонная свая может просто провалиться вглубь.

Процесс изготовления

Сваи изготавливают на заводах, с соблюдением определенной технологии, контролируемой ГОСТ 19804-91. Некоторые умельцы делают железобетонные столбы самостоятельно, однако отклонение от правил в лучшем случае приведет к разрушению сваи в процессе погружения. В худшем – после того, как будет построено здание. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении, если это так уж необходимо, следует руководствоваться все тем же ГОСТом. Хотя гораздо проще и быстрее приобрести готовую и заведомо качественную продукцию.

Сваи квадратного сечения

Наиболее востребованы в строительстве сваи в виде небольших квадратных столбов со стороной 150 мм или 200 мм и длиной 3, 4 и 5 метров. Процесс изготовления можно поделить на два этапа. Сначала на специальных станках натягиваются и фиксируются арматурные жилы для нескольких столбов. Все это делается в горизонтальной плоскости. Затем на дорожку с натянутой арматурой устанавливается оборудование, которое формирует вокруг металлического каркаса бетонную смесь нужной формы и размера.

Сваи круглого сечения

Железобетонные трубчатые сваи изготавливают с помощью специальных центрифуг в заводских условиях, либо на полигонах. Сваи, изготовленные при помощи центрифуги имеют ряд преимуществ:

высокое качество;
быстрое изготовление;
небольшая масса;
преимущество при транспортировании;
при погружении имеется возможность наращивания сваи.

Стыковка секций фланцевая, при этом используется сварка стержней арматуры, с последующим скреплением в месте стыка с бетоном. При стыке арматуры с использованием сварочных работ, дополнительного расхода стали не требуется. Такой способ стыковки может использоваться при сборке сваи на стеллажах. Железобетонный или стальной башмак устанавливается в самом низу сваи. При стальном наконечнике, его внутренняя полость заполняется бетоном. В случае необходимости, в наконечнике предусматривается отверстие для подмывной трубы. Трубчатые сваи погружают с открытыми концами.

Советы

Сваи выпускаются крупными заводами или производственными цехами при строительных фирмах. Как правило, продукция первых имеет более низку стоимость, но заводы предпочитают сотрудничать с оптовыми покупателями.

Если нужно ограниченное количество опор, лучше обратиться в цех при авторитетной строительной фирме. Как правило, здесь можно заказать сваи хоть поштучно, однако их стоимость будет более высокой. Это обусловлено тем, что небольшие компании не могут наращивать мощь, поэтому увеличивают собственные доходы за счет повышения прайса.

Выбирать сваи лучше отечественного производства, поскольку они изготавливаются с соблюдением требований ГОСТа.

Обычно цена сваи зависит от ее длины и размеров сечения, а также марочной прочности используемого бетона. Наименьшей стоимостью обладают трехметровые конструкции с квадратным сечением, сторона которого – 30 см.

Как правило, чем больше партия покупаемых ЖБИ, тем ниже стоимость одной единицы товара. При оформлении самовывоза также в большинстве случаев предусматривается скидка.

Подробнее о железобетонных сваях вы узнаете из следующего видео.

Армирование свай

Армировать сваи можно, применяя как продольную, так и поперечную арматуру. В основном, используется продольная арматура. Поперечная арматура, так называемая связка, служит для объединения продольной, в целях упрочнения конструкции. Размер диаметра, который имеет поперечная арматура, должен быть равным XU диаметра стержней в продольной арматуре (более 8 мм). Допускается применение бетона (марки более 300). Несколько рядов (2 или 3) сеток арматуры, с размером клетки до 5 см, монтируют на головы свай. Между такими сетками допускается расстояние менее 5 см. К самому низу свай, укрепленных сварным башмаком, требуется приварить продольную арматуру. В процессе изготовления свай из железобетона допускается применять гидротехнический бетон с обычной арматурой.

Что нужно знать о заливке такого фундамента

Вяжущим компонентом смеси является обычный портландцемент марок М200 – М500

Тип цемента. Тут нужно использовать портландцемент марки не ниже М-200. Этот цемент используется для создания раствора.
Раствор должен быть средней плотности, но не жидким.
Заливку нужно делать одновременно или при небольшом временном диапазоне сначала всех свай. Но только тогда, когда будет установлена и соединена вся арматура.
Рекомендуется сначала залить несущие конструкции и оставить на пару дней, пока бетон укрепится. Не рекомендуется сразу после заливки свай начинать заливку ростверка по одной причине: достичь герметичности трубы с песчаной подушкой практически не реально и часть бетона уйдет через нижнюю кромку.
Как только бетон закрепится, заливается ростверк одновременно в нескольких местах. Тут стоит использовать несколько достаточно мощных бетономешалок, чтобы автоматизировать процесс.
После заливки всего ростверка оставить его сохнуть несколько дней, до недели включительно, чтобы бетон получил как минимум половину своей прочности.

Как определяются несущие характеристики свай?

Существуют 4 метода для определения несущей способности свайных столбов.

Предварительный метод. В проекте несущую способность свай рассчитывают примерно, с дальнейшей корректировкой данных после исследования фактического состояния грунта.
Статистическая обработка несущих способностей свай. Забитые на открытой местности сваи, через несколько суток (2 или 3 дня) испытывают. Ступенчатый домкрат подает конструкции статическую нагрузку. Проверку усадки сваи проводят прибором – прогибометром – с выполнением необходимых расчетов.
Динамическая нагрузка на сваи. Для свай (через трое суток с момента их забивания) производится ударная нагрузка с помощью дизель молота. После этого измеряется степень усадки при помощи прогибометра.
Метод зондирования. К свае прикрепляют датчик и погружают до заданной глубины. Затем следует применение ударной нагрузки. Сопротивление почвы относительно боковой и нижней поверхности сваи определяется с помощью датчиков. Эти показания необходимы, чтобы точно рассчитать несущую способность свай, в зависимости от вида грунта.

Особенности монтажа забивных железобетонных свай

Забивные сваи у большинства ассоциируются со строительством многоэтажек, бетонными столбами с большим диаметром и огромными сваебойными машинами, от работы которых содрогается все вокруг. Такая технология применима до сих пор, но только на определенном удалении от других построек и подземных коммуникаций. Сильные ударные нагрузки способны нанести вред близлежащим постройкам и даже привести к их разрушению. И, конечно же, подобная технология неприменима для частного строительства. Кроме свай небольшого диаметра, в современном строительстве используется и специальная техника, благодаря которой можно избежать так знакомого всем содрогания почвы. Для этого были разработаны вибропогружатели, которые загоняют сваи в землю с помощью вибраций. Но особой популярностью пользуются небольшие сваебойные машины, вес молота которых колеблется в районе 800 кг. Такая машина способна за день установить порядка 30 – 40 столбов практически бесшумно и не создавая огромных нагрузок на земляной пласт и близлежащие сооружения.

Чем отличаются набивные и забивные сваи

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

Забивные сваи.

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.

Буронабивные сваи.

Технология возведения

К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.

Скорость погружения зависит от плотности грунта. Чем он тверже, тем дольше времени уходит на забивку одного столба. После того, как сваи была загнаны на необходимую глубину, проверяется высота их верхней части, которая выступает над поверхностью земли. Все головки столбов должны находиться на одной высоте. Лучше всего это контролировать, установив перед монтажом по линии погружения, лазерный нивелир. В том случае, если головка столба выступает над основной линией, проводится ее подрезка до необходимой высоты. Основное преимущество такого типа фундамента – это минимум физического труда. Чтобы установить сваи описанным выше способом достаточно одной сваебойной машины и двух человек – одного оператора машины и человека, который будет контролировать погружение сваи – следить за подъемом, проверять на наличие отклонений и т. п.

Что такое свайный фундамент

Схема устройства буронабивного свайного фундамента.

Свайный фундамент – это сооружение, которое предназначено для передачи всей нагрузки от стоящего на нем строения через сваи на грунт. Такой основание дома возводят в случаях, когда несжимаемые слои грунта находятся глубоко. Это бывает на слабых торфяных или болотистых грунтах. Любой фундамент должен опираться на слой твердого грунта, чтобы выдержать давление веса дома. Чем большую площадь имеет основание здания, тем меньшее давление оно оказывает на грунт.

Наибольшую площадь имеет фундамент на забивных сваях плитного типа. Он всей площадью строения опирается на грунт. Существенную площадь имеет ленточное сооружение. Свайное сооружение опирается на твердый грунт концами свай, поэтому площадь его опоры несколько меньше, чем у плитного и ленточного сооружения.

Сваи под фундамент могут быть висячие. Их нижние концы в прочный слой грунта не упираются. Образующаяся между грунтом и поверхностями опор сила трения удерживает их и обеспечивает устойчивость. Другой тип – сваи-стойки. Они упираются своим нижним концом в твердый слой грунта. Такие сваи под фундамент являются самыми надежными и устойчивыми.

При проектировании фундамента на сваях вычисляется вес всего дома и делится на количество стоек. В результате получается нагрузка, приходящаяся на каждую опору. Сваи под фундамент обычно забивают с той нагрузкой, какую они должны будут выдерживать. Когда они упираются и не идут вглубь грунта, это является признаком того, что достигнут твердый слой, способный выдержать заданную нагрузку. Лежать он может на разной глубине и состоять из разных пород.

Забить железобетонные сваи под фундамент вручную не удастся, нужен пневматический молот. Поэтому самостоятельное строительство фундамента на забивных железобетонных сваях не представляется возможным. Забивные опоры под фундамент устанавливаются под стенами будущего здания, в углах и в пересечениях стен. Количество и расстояние между ними зависит от общего веса здания. Оголовки свай обрезаются на одинаковой высоте. На них будет в дальнейшем монтироваться здание.