Основные виды и типы свайных фундаментов. Какие виды свай бывают

Оптимальный выбор типа свай, конструкции фундамента и способа установки не только облегчит и удешевит строительство, но и обеспечит максимальный срок службы здания.

Виды свай и свайного фундамента

Сваи — это элемент фундамента, который обеспечивает пропорциональное распределение нагрузки от общего веса здания, действующей на грунт под ним. Свайные фундаменты, с другой стороны, представляют собой фундаменты, в которых в качестве опорных элементов используются сваи любого типа.

Эти сваи используются для фундаментов на участках с неустойчивой почвой. Могут присутствовать грунтовые воды, болотистые, песчаные или торфяные почвы и глубокий мороз.

Классификации свай

Существует множество типов свай, которые классифицируются по достаточно широкому списку критериев:

• По конструктивным характеристикам. Сваи могут быть цельными или сплошными, тупыми или неровными на нижнем конце, расширяться на разных уровнях или иметь одинаковую толщину по всей длине.
• サイズ。 Длинные сваи могут быть гибкими или средней жесткости, а короткие сваи — жесткими.
• По материалам. Дерево, бетон, железобетон, грунтобетон, комбинированные или металлические.
• В зависимости от характера работы. Делятся на поддерживающие и подвесные.
• В зависимости от технологии установки. Поставляются в импортном, штампованном, болтовом или кованом исполнении.
• Форма поперечного сечения. Существуют крестообразные, пирамидальные, трапециевидные, круглые и другие сваи.
• По способу армирования. Брусья размещаются по углам, по периметру, в центре, поперечно или продольно.

Виды свай по материалу изготовления

Сваи могут быть изготовлены из различных типов и видов материалов. Среди наиболее распространенных — металлические, деревянные и железобетонные.

Металлические сваи

Металлические сваи имеют винтообразную структуру. Они изготовлены из черного металла. Эти типы свай изготавливаются из цельного куска трубы. Верхний слой имеет специальную антикоррозийную обработку.

Основным преимуществом строительства таких свайных фундаментов является возможность использования конструкции в местах, где существуют трудности с доступом и забивкой в грунт железобетонных фундаментов. Кроме того, возможно использование металлических свайных фундаментов в сложных грунтах.

Металлические сваи являются наименее дорогим материалом. Окончательная конструкция оказывается высокого качества. Время, необходимое для строительства фундамента с металлическими сваями, в два раза больше, чем в случае железобетонного фундамента.

Деревянные сваи

Деревянные сваи наименее долговечны и не обладают достаточно высокими прочностными характеристиками. Обычно они используются для временных сооружений. Деревянные сваи выдерживают значительно меньшую нагрузку по сравнению с железобетонными сваями.

В основном они изготавливаются из древесины хвойных пород. Также используются ель, сосна, кедр, дуб, пихта или лиственница. Поскольку сваи подвержены процессам гниения, их поверхность обязательно обрабатывается составами, продлевающими срок службы материала.

Конструкция сваи является цельной. Если необходимо соединить два бревна, используются металлические пластины. Длина сваи составляет от 4,5 до 16 метров, а диаметр — около 20 см. Для опор подходят только прямые бревна. Они всегда должны быть очищены от кожуры. Нижняя часть, предназначенная для погружения в землю, затачивается в острый конус. Его длина должна быть примерно в 1,5-2 раза больше диаметра ствола.

При забивании в каменистый или твердый грунт или почву на наконечник надевается стальной «башмак». Для предотвращения деформации опоры на нее следует надеть металлическое кольцо. Отверстие, предназначенное для вставки деревянного кола, должно быть в 1,5 раза больше диаметра колонны. Средний срок службы окончательной конструкции составляет около 20 лет.

Железобетонные сваи

Эти сваи являются наиболее широко используемыми. И это вполне объяснимо. Ведь конструкции из них отличаются долговечностью и устойчивостью к любым воздействиям. В случае фундамента со сваями на таких опорах не страшны ни погодные, ни механические воздействия. Их единственный враг — время. Однако в данном случае счет идет на века.

Строительные колья можно заказать на заводе. Компания «Строй-Лайн», например, предлагает широкий ассортимент продукции длиной от 3 до 6 метров.

При строительстве некоторых зданий в зависимости от проекта используются монолитные железобетонные сваи, которые сооружаются непосредственно на месте строительства. Они изготавливаются из обычной или предварительно напряженной арматуры, для заливки используется тяжелый бетон с соответствующими морозозащитными свойствами, а при связывании учитываются будущие нагрузки.

Для установки сборных опор в грунт используются специальные машины. При заливке бетона непосредственно на строительную площадку необходимо использовать марки 200 и выше.

В основном они изготавливаются из древесины хвойных пород. Также используются ель, сосна, кедр, дуб, пихта или лиственница. Поскольку сваи подвержены процессам гниения, их поверхность обязательно обрабатывается составами, продлевающими срок службы материала.

Какие разновидности бывают по способу погружения?

Сваи — это несущие элементы фундамента, которые принимают давление от конструкции и передают его на несущий слой, который может быть расположен на большой глубине (до 30 м). Как правило, неустойчивые, слабые и насыщенные слои почвы находятся выше несущего слоя.

Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердом грунте, но и в болотистой местности и открытом море. Сваи могут быть погружены как строго вертикально, так и под запроектированным углом.

Свайные фундаменты представляют собой группы опор, соединенных боковыми коридорами. Это специальная конструкция, которая поддерживает фундамент дома и равномерно распределяет вес по всем подземным несущим элементам.

Проектирование и монтаж свайных фундаментов регламентируется положениями СП 50-101-2004, СП 50-102-2003 и других соответствующих документов.

Забивные

Сваи — это сборные столбы, изготовленные на заводе. Несущие элементы делятся на типы в зависимости от материалов, из которых они изготовлены.

Железобетонные столбы используются при строительстве тяжелых, многоэтажных зданий. Более легкие дома первого или второго этажа сделаны из металла и дерева.

В большинстве случаев приводные колонны имеют квадратное сечение и размер 150-500 мм по стороне.

Длина изделия редко превышает 25 метров. Нижний конец столба заострен или пирамидален, что облегчает преодоление сопротивления грунта. Опоры головки молотка поглощают удар молотка по верхнему концу, который усиливается головкой. Нижняя конечность опускается на землю, пока не упирается в твердый камень.

• Значительная прочность опоры, a
• Длительный срок службы.
• вам не нужно готовить отверстия для сверления.

Недостатки технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерное оседание в местах, где грунт характеризуется различной плотностью.

Использование закладного фундамента редко применяется при строительстве частных домов из-за необходимости использования специальной техники.

Буроопускные

Согласно технологии бурения, силовые элементы заглубляются в заранее подготовленные ямы, при этом диаметр буровых отверстий должен быть на 5-10 см больше размера поперечного сечения опор. После бурения ям пространство между грунтом и землей заполняется клеящим раствором, который при застывании увеличивает прочность конструкции.

Метод используется при строительстве на твердых и пластичных мерзлых грунтах. Фундаментные работы выполняются при температуре окружающей среды не ниже 0,5 °C.

Свайно-винтовые

Особенностью этих свай являются винтовые лопасти, которые позволяют ввинчивать изделия в грунт вместо того, чтобы забивать их.

В процессе проходки лопасти дополнительно сжимают грунт и увеличивают несущую способность фундамента.

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип характеризуется более высокой несущей способностью и поэтому используется при строительстве кирпичных и других тяжелых конструкций.

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

Опоры также отличаются друг от друга по используемому материалу. На практике используются изделия из железобетона, стали, дерева и пластика.

При выборе несущей конструкции следует обратить внимание на следующее

• прочностные характеристики,
• 耐久性、
• устойчивость к воздействию внешней среды,
• стоимость продукта.

Пластиковые

Трубы из ПВХ в качестве обсадных труб для буронабивных свай уже давно не используются. Как правило, используются дешевые канализационные трубы необходимого диаметра (от 200 до 500 мм).

Пустоты помещаются в скважины со спрессованным песком. Арматурный каркас помещается во внутреннюю полость трубы и заполняется раствором. Пространство между землей и трубой заполняется стабилизирующей засыпкой из щебня или гравия.

Применение: строительство легких сельскохозяйственных построек, редко одноэтажных домов.

利点：

1. 手頃な価格、
2. легкий вес,
3. умеренная прочность,
4. 耐久性。

Основным недостатком является ограниченная несущая способность.

Железобетонные

Железобетонные фундаменты могут быть:

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

Обычно опоры изготавливаются из арматуры А2 или А3 и тяжелого бетона (М250-М300), который характеризуется высокими морозостойкими свойствами.

Деревянные

Деревянные фундаменты для каркасных, щитовых и бревенчатых домов закладываются ударным методом. Изделие защищено от повреждений в процессе погружения в землю стальной опорой и кольцом в верхней части столба. Силовые конструкции с деревянными элементами используются в частном строительстве.

Их преимущества:

1. Для погружения необходимо использовать специальное оборудование,
2. Они требуют специального оборудования,
3. Ограниченный срок службы.

Металлические

Стальные колонны чаще всего используются в частных сооружениях, поскольку они доступны по цене, обладают высокой несущей способностью и эффективны в сложных грунтах.

Склонность металла к коррозии нивелируется защитным слоем, образующимся в процессе горячего цинкования. С этой целью на поверхность стали наносят также битумные мастики, акриловые покрытия и другие гидрофобные составы.

Металлические опоры могут быть направляющими (сплошными, полыми) или винтовыми.

Узнайте больше о металлических кронштейнах.

Как правильно выбрать?

Каждый тип опоры имеет свои уникальные свойства, преимущества и недостатки. Наиболее прочными являются железобетонные и металлические конструкции. Следует отметить, что железобетонные колонны могут выдерживать больший вес в течение 100 лет, в то время как металл подвержен коррозии. Однако недостатки стали могут быть компенсированы высококачественным защитным покрытием, после чего срок службы фундамента продлевается до 70-90 лет.

Винтовые изделия могут быть собраны вручную за несколько дней, что позволяет снизить производственные затраты. При необходимости их можно укрепить или отремонтировать.

Однако если проект требует железобетонных фундаментов с большой несущей способностью, подрядчики могут либо сами возвести вырытые сваи, либо вызвать специалистов, которые с помощью техники за один день погрузят винтовые конструкции в грунт.

Пластиковые изделия используются в качестве перфорированных свай для малоэтажного строительства и в качестве обсадных труб для строительства легких зданий. Материалы из ПВХ характеризуются устойчивостью к механическим повреждениям и влажной почве, но имеют ограниченную несущую способность. Скорость возведения перфорированных свай ограничена временем затвердевания бетона. Максимальный срок службы этого типа фундамента составляет 70 лет.

Кованые деревянные столбы используются для

1. Фоторамки,.
2. панельные дома,.
3. Деревянные дома,.
4. Ванны,.
5. конструкции приемлемого веса по отношению к несущей способности свайных фундаментов.

Древесина является экологически чистым материалом и проста в обработке, но, несмотря на пропитку гидрофобными составами, антипиренами и консервантами, срок службы таких несущих конструкций ограничен 40-60 годами.

Для того чтобы сравнить стоимость фундаментов для строительства частного жилья, приведем таблицу средних рыночных цен

Колья вкапываются в землю, а верхушки кольев обвязываются вокруг них леской. Это похоже на цоколь с полосами, непосредственно поддерживающими несущую стену.

Возможные конструкции свай (виды и типы)

• Площадь,.
• Трубчатый,.
• прямоугольный, прямоугольный, прямоугольный, прямоугольный, прямоугольный
• Полигональный,.
• С удлинителями или без них.
• Твердые и композитные материалы,.
• Призмы
• Конические, с расширением или без него
• Сплошные секции
• Вогнутые поперечные сечения, с расширением или без него
• Хеликсы
• Колонковые колья

Основы проектирования железобетонных свай:.

Использование каждого типа свай выбирается в соответствии с рельефом местности и проектной документацией.

В большинстве случаев они имеют прямоугольное и квадратное сечение. Иногда в них также имеются цилиндрические полости. Их основное отличие заключается в том, что монолитная свая является цельной и имеет фиксированную длину.

Этот тип кольев характеризуется тем, что к более длинному колу можно прикрепить множество мелких кольев. Они представляют собой железобетонные конструкции из блоков, соединенных друг с другом.

По характеру службы (передача нагрузки на основание)

• Сваи (передача конечных нагрузок на стабильный, неуплотненный грунт), (передача нагрузок на боковые стороны сваи за счет трения грунта).

Компания использует метод бурения свай, который включает в себя использование лидерного бурения для свай.

Этот метод не только снижает воздействие вибрации на соседние здания до безопасного уровня, но и значительно облегчает процесс бурения свай и повышает точность установки свай.

Следующий шаг — укрепление кровати. Для этого на дно бура забрасывается щебень или шлак и уплотняется для укрепления будущих свай. Максимальные параметры буровой установки составляют 0,5 м в ширину и до 50 м в глубину.

Расчет количества свайных опор

Поскольку это очень ответственный этап, выбор типа свай, их количества и места захоронения лучше доверить специалистам. Однако не помешает знать основные принципы расчета. Оно проводится в два этапа. Сначала необходимо определить общий вес здания, а затем рассчитать несущую способность конкретной сваи на конкретном грунте.

Общая нагрузка здания на фундамент рассчитывается как сумма следующих параметров

• Фактический вес здания. Сумма весов полов, стен и потолков. Расчеты можно выполнить, используя значения массы основных строительных материалов.
• Накопление снега. Все зависит от региона, в котором находится дом. Для южных регионов страны эта величина составляет в среднем 50 кг/м2 , для центральных регионов 100 кг/м2 и для северных регионов 190 кг/м2 .
• Полезные нагрузки. Это включает в себя вес используемой мебели и проживающих в ней людей. Чтобы исключить необходимость расчета веса всей мебели, можно использовать среднее значение 150 кг/м2.

Полученные данные суммируются и умножаются на коэффициент безопасности 1,2.

Несущая способность сваи зависит от типа грунта. В идеале для определения точной несущей способности грунта следует провести геодезическую съемку, но если это невозможно, можно использовать данные, приведенные в таблице, если известен тип грунта. Например, несущая способность сухой глины средней плотности составляет 2,5 кг/см2 , а плотного крупнозернистого песка — около 6 кг/см2 .

Различные типы кольев имеют разную несущую способность.

Например, необходимо построить двухэтажный деревянный дом размерами 10 * 8 и использовать винтовые колья 89 * 300 мм. Если дом находится в центральной зоне, снеговая нагрузка составит 10 * 8 * 100 = 8 т/м2. Полезная нагрузка на каждый этаж составляет 10 * 8 * 150 = 12 т/м2, т.е. 24 т/м2 для всего дома. Масса самого дома составляет примерно 44 тонны. Общая нагрузка (44 + 24 + 8) * 1,2 = 91,2 т. Если предположить, что грунт — мягкая глина, сваи погружаются на 2,5 м (несущая способность в этом случае составляет 5 тонн), то 91,2 / 5 = 18,24, или 19 свай.

Глубина заложения сваи выбирается в зависимости от типа грунта. Длина сваи 2,5 м обычно достаточна для стабильной, твердой почвы. Если почва на участке нестабильна, длина сваи должна быть такой, чтобы она достигала более плотного слоя почвы.

Винтовые сваи часто используются в гражданском строительстве. Они предлагаются в различных диаметрах:.

• 57 мм — такие сваи подходят для строительства фундаментов легких заборов.
• 76 мм — сваи для строительства тяжелых заборов (например, из гофрированного железа) и легких зданий (киосков); и
• 89 мм — сваи для строительства коттеджей, небольших частных домов и пристроенных зданий. Средняя несущая способность этих свай составляет 3-5 тонн, и
• 108 мм — идеально подходит для строительства всех типов частных домов и выдерживает нагрузку 5-7 тонн.

Расстояние между кольями рассчитывается для каждого отдельного проекта. Расстояние между кольями не должно превышать 3 м для каркасных домов и 2 м для зданий из пено- и газоблоков. Если в регионе дуют сильные ветры, расстояние между опорами не должно превышать 2,5 м.