Все, что нужно знать о погружении шпунта

Возведение зданий на сваях (опорах) осуществляют уже давно. Особенно это целесообразно делать на подвижных грунтах, на которых соорудить прочный, обычный ленточный фундамент не всегда удается. Опоры могут быть изготовлены из железобетона, дерева, стали, бетона, а также они могут быть комбинированными. Наиболее востребованными являются ж/б сваи, обустройство которых позволяет достигать прочных грунтов.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Железобетонные сваи (ЖБС), являющиеся соединительной конструкцией между основанием здания и слоем почвы (на котором сооружение возводится), представляют собой арматурный каркас, залитый бетонной смесью. Опора – это не что иное, как штырь, который, пройдя сквозь сыпучие почвы, входит в прочные слои грунта.

Прочностные характеристики изделий находятся в прямой зависимости от используемой для их изготовления марки бетона. Она может варьироваться от М250 до М400. Чем марка выше, тем сваи надежнее и прочнее.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Достоинства ЖБС:

  • Они являются идеальным соотношением цена/качество.
  • Их прочность (то есть, высокая несущая способность). В среднем каждая опора может выдерживать 10-60 тонн, нормально функционируя при этом. Это обусловлено не только маркой бетона, но и арматурой, которая является неотъемлемой составляющей любой ЖБС.
  • Долгий эксплуатационный срок (порядка 90÷100 лет при абсолютном соблюдении технологии монтажа). Причем, в течение этих лет не происходит потери таких свойств, как морозоустойчивость и влагостойкость; а также технической характеристики – предела прочности на сжатие (он находится в зависимости от марки бетона и устройства каркаса).

На заметку! Влагостойкость и морозоустойчивость – крайне важные эксплуатационные параметры, а вот предел прочности весьма важен при монтаже изделий. Если не брать данный показатель во внимание, то может так случиться, что при забивании или вдавливании свай они просто могут рассыпаться.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)
  • Изделия устойчивы к гниению и коррозии.
  • Устойчивость ЖБС, практически, на всех типах грунтов. Достигается это исключительно благодаря тому, что опоры очень глубоко монтируют в почву.
  • Использование подобных ж/б изделий позволяет укоротить сроки строительства.
  • Возможность возводить сооружения не только на прочных грунтах, но и подвижных (например, в районах с повышенной сейсмичностью), влажных, глинистых, заболоченных и промерзших.
  • Относительная доступность. Независимо от региона проживания подобные бетонные изделия можно без труда приобрести и организовать их доставку.
  • Возможность использовать разнообразные технологии для установки ЖБС.
  • Широкий выбор ж/б свай.

К минусу изделий относят их вес. Это существенно усложняет погрузку/разгрузку свай и их монтаж, так как для этого приходится задействовать специальную технику. А это, естественно, дополнительные трудозатраты и денежные тоже.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Особенности железобетонных свай-оболочек

Сваи-оболочки активно применяются в таких местах, где несущая конструкция часто подвергается колебательным процессам. Такие железобетонные изделия применяются в качестве опор для мостов и автострад.

Сваи-оболочки достаточно эффективно оправдывают свое назначение – они сохраняют целостность своей конструкции даже в условиях, характеризующихся повышенной влажностью и в местах с повышенным уровнем геологической опасности.

Железобетонные изделия имеют диаметр от 0,5 до 1,7 м и изготавливаются с применением ненапрягаемого железобетона. Такие изделия применяются при:

  • Устройстве мостов;
  • Фундаментных оснований зданий;
  • Формировании ледовых защит в энергетических сооружениях.

Длина цельного изделия имеет размер в 4–12 метров, длина составных свай может достигать 24 метров. Такие

Изготовление полой сваи с помощью вибросердечника

Особенности железобетонных свай-оболочек

сваи-оболочки применяются при строительстве фундамента глубокого заложения, который может находиться в осложненных инженерно-геологических условиях.

Бетонная свая состоит из наконечника, который имеет коническую форму и длину, равную 0,85 метрам. Изделие представлено в виде так называемого цилиндрического тела сваи, на конце которого располагается фланец. Конструкции составного типа снабжены стыковочным узлом.

Забивка и погружение изделий может осуществляться без проведения выемки грунта из пространства внутренней полости оболочки.

Погружение и забивка также могут проводиться с подмывом или с выемкой грунтовых отходов. При проведении комплекса работ, связанных с погружением изделий производятся следующие манипуляции, заключенные в:

  • Транспортировке заготовок к подготовленной строительной площадке;
  • Монтаже направляющих устройств;
  • Осуществлении доставки изделий из места складирования к месту, где будет производиться забивка и погружение;
  • Установке свай на поверхность грунта с участием направляющих устройств;
  • Извлечении из внутренних полостей накопившегося в процессе работы грунта.
Читайте также:  Как эффективно утеплить фундамент и максимально сохранить тепло

Забивка и погружение свай реализуются при поддержке двух основных способов, при реализации которых производится укрупнение конструкции.

Изначально проводится сборка двух или более элементов на специальной подготовительной площадке. Второй способ основан на постепенном наращивании дополнительных элементов конструкции при проведении ее поэтапного погружения.

Металлические оболочки свай

В производстве представленных изделий применяется железобетон с высокими показателями характеристик прочности на сжатие, морозоустойчивости и водонепроницаемости в полном соответствии с требованиями ГОСТа

Наполнитель для таких свай представлен в виде специального фракционного щебня, который в своем составе имеет гравий и естественный камень.

Размеры его фракций варьируются в пределах 10-12 мм. Также актуально применение природного обогащенного песка.

Особенности железобетонных свай-оболочек

Армирование производится с применением пространственных каркасов. Продольная арматура представлена в виде горячекатаной арматурной стали, относящейся к классам А-I и А-III.

Для осуществления поперечного армирования применяется проволока классов В-I или Вр-I с рабочим диаметром, равным 5 мм.

Изготовление арматурных каркасов производится с участием навивочно-сварочного станка. К продольным стержням приваривается спираль при достижении каждого третьего пересечения. Сварка также может проводиться на каждом пересечении с периодичностью в два витка на третий.

к оглавлению ↑

Срок службы

Долговечность свайного фундамента зависит от материала, из которого выполнены сваи, а также условий их работы. В большинстве случаев расчетный срок службы такого основания составляет 50-100 лет. Более долговечными являются железобетонные сваи. Металлические и деревянные сваи имеют меньший срок службы и требуют дополнительной обработки. Точный срок службы должен определяться для каждого типа свай и конкретных условий среды. При этом следует учитывать опыт проектирования и строительства в условиях конкретной местности.

Буроопускные сваи

Каркас буроопускной сваи

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

  • Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
  • Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Буроопускные сваи

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Характеристики некоторых популярных видов шпунта

Шпунт Л4 — изготавливается из стали СТ3КП, они обладает 405 мм. полезной ширины (ширина металлического полотна между замками). Вес погонного метра изделия составляет 74 килограмма, квадратного метра — 183 кг. Нормативная прочность шпунтового ограждения — 517 кНм/м;

Шпунт Л5 — производится из стали 16 ХГ. Полезная ширина шпунта Л5 — 420 мм. Масса погонного метра изделия — 100 килограмм, квадратного метра — 217 кг. Прочность шпунтового ограждения варьируется в пределах 700-800 кНм/м;

Шпунт Л5-УМ — изготавливается из стали СТ3КП. Полезная ширина — 500 мм. Вес п.м изделия — 114 киллограм, квадратного метра — 229 кг. Нормативная прочность шпунтового ограждения — 830 кНм/м;

Шпунт LP — классифицируется как облегченное шпунтовое изделие (вес одного погонного метра — от 54 до 60 кг, квадратного — 77-89 кг). При производстве используется сталь S270GP. Полезная ширина шпунта — 750 мм, прочность ограждения — от 80 до 135 кНм/м;

Шпунт Омега — один погонный метр изделия весит от 69 до 88 кг, квадратный метр — от 90 до 116 кг. Полезная ширина — 750 миллиметров, прочность — от 170 до 335 кНм/м.

Также существует трубчатый шпунт, который представляет собою металлические трубы длиною от 6 до 24 метров и диаметром 530-1220 мм. Толщина стенки трубчатого шпунта варьируется в пределах 9-16 мм.

Винтовые сваи — материалы и применение

Старинный способ строительства фундамента, изобретённый в 1833 году ирландским инженером Александром Митчеллом. Опора этого вида выглядит как стальной ствол, обработанный антикоррозионными средствами. Его стенки имеют толщину от восьми миллиметров. В нижней части на специальном башмаке-наконечнике снабжается винтовыми лопастями. Изготавливается из металла, железобетона, бывает пустотелым или монолитным.

Читайте также:  Виды фундаментов для частного дома и их монтаж

Можно выделить некоторые виды винтовых свай для создания крепкого фундамента.

Количество лопастей — от 1 до 6. Однолопастные изделия предназначены для работы в плотных грунтах. Многолопастные больше подходят для подвижных почв, поскольку после погружения приобретают значительную устойчивость. Лопасти делаются из жёсткой стали, чугуна методом отливки или сварки, иногда бывают пластмассовыми.

Наиболее эффективны литые наконечники, легко преодолевающие препятствия. Благодаря им помещаются в грунт методом ввинчивания. Лопасти бывают разного размера (чем шире, тем прочнее держатся в мягкой почве; чем уже, тем легче пробивают себе путь в твёрдых слоях).

Винтовые сваи применяются зимой, в зоне вечной мерзлоты, в илистых прибрежных грунтах и при строительстве временных сооружений, при этом возможен их монтаж и многократное использование. При этом предполагается минимальная выемка грунта. Это позволяет существенно ускорить и удешевить стройку, цена с монтажом варьируется от 2000 (двух тысяч) рублей. за штуку.

Благодаря использованию лопастей, прочно держащихся за грунт, эффективно применение этих опор на наклонных участках. При возведении жилых зданий применяются сравнительно редко, по большей части в качестве усиливающего дополнительного элемента. Преимуществом является низкий уровень шума в процессе строительных работ. Сваи винтовые для фундамента вкручиваются в грунт, их установка производится после разметки поля.

" Важно. Следует помнить, что применение свай этого вида невозможно в районах с сейсмической активностью, при наличии условий, повышающих коррозионные процессы в металле, а также в каменистом грунте, когда могут повредиться лопасти.

Для закручивания винтовых свай в мягких грунтах, не обеспечивающих прочную боковую фиксацию деталей, необходимо максимальное заглубление и усиленное соединение элементов друг с другом.

Срок службы этих фундаментных опор может достигать нескольких сотен лет, однако, при условии неагрессивного грунта, достаточной толщины металла и наличия антикоррозионного покрытия. Следует помнить, что сварочные работы на поверхности винтовых металлических свай сокращают их износоустойчивость.

Материалы для свай

Металл

— изготавливаются в виде толстостенных труб, сварных стальных конструкций, а также прокатных бесшовных профилей с обработанной антикоррозионными средствами поверхностью. Эти средства:

  • каменноугольная смола;
  • битум;
  • различные химические составы.

Изделия малого диаметра внизу снабжаются наконечниками конической формы.

Дерево

— в строительстве используется приём возведения шпунтовых стен, выполняемых из стоящих вплотную деревянных столбов. Для колонн этого типа используется хвойная древесина и дуб в форме прямых брёвен. При большой глубине возможно увеличение длины до четырёх секций. Нижний фрагмент сваи заостряется, в случае необходимости снабжается металлическим башмаком. Сверху на бревно надевается железный бугель в виде кольца для защиты от разрушения при ударах молотом.

Мы рассмотрели основные виды применяемых в строительстве свай. Их применение позволяет увеличить объём жилых площадей благодаря росту этажности, проводить работы на проблемных грунтах, сократить затраты на масштабных земляных работах.

Еще статьи о строительстве и ремонте:

  • Кровля для крыши виды, классификация, материалы
  • Бетонный септик из колец в доме, виды, технология установки
  • Советы: как правильно сделать баню — этапы строительства
  • Деревянные дома. Достоинства и недостатки материалов для строительства.
  • Мансарда в деревянном доме
  • Защищаем деревянный дом: антисептик, масло, воск

Технологические особенности создания свайного фундамента

Технология формирования свайного поля под фундаментное основание предусматривает различные виды операций:

  • закручивание винтовых свай. Оно выполняется вручную или с помощью специальных механизмов;
  • бурение под сваи. Выполняется ручным буром или специальным оборудованием в зависимости от количества и диаметра опор;
  • погружение опорных элементов. В зависимости от конструкции опор можно забить сваи, забетонировать в скважине и ввинтить в грунт.

Требования к опорным элементам свайного фундамента регулирует ГОСТ. Сваи изготавливаются и подбираются в строгом соответствии с положениями нормативного документа.

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

  • Песчаные.
  • Супеси.
  • Суглинки.
  • Глинистые.
Для каких грунтов они подходят?

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

Читайте также:  Какой сборный фундамент использовать при строительстве

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод.

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

Расчет массы дома

Рассчитывают общий вес всех строительных и отделочных материалов, которые будут применять при возведении. Берут в расчет предположительный максимальный вес мебели, предметов быта, людей, которые будут находиться в доме. Рассчитывают массу ванной или бассейна с учетом того, что резервуар будет наполнен водой.

Учитывают нагрузку снежного пласта, который может лежать на крыше в зимнее время. Этот показатель рассчитывают по карте в зависимости от региона:

Расчет массы дома

Установка винтовых свай своими руками

Обустройство фундамента начинается с проведения исследования грунта, на котором возводиться здание. Таким образом, удается определить на какой глубине заложены грунтовые воды, и какие пласты грунта присутствуют в данной местности.

Расчет массы дома

Если работы проводятся вручную, то один из людей следит за качеством и ровностью вкручивания сваи, а другие, проводят непосредственный ее монтаж. После того как свая установлена, она обрезается в соответствии с определенным уровнем и заливается бетонным раствором.

Когда бетон застынет на каждую сваю устанавливается металлическая конструкция в виде оголовка. Чтобы равномерно распределить нагрузку по всему периметру здания, следует провести обвязку свай. Чтобы фундамент приобрел дополнительную прочность, для этих целей используется швеллер.

Учтите, что в процессе проведения работ на неровных грунтах, сваи будут отличаться по высоте, но они должны быть расположены на одном уровне. Чтобы установить одну среднюю по размерам сваю, достаточно пол часа.

Расчет массы дома

Особенности

Забивные сваи опираются на прочные слои грунта, а потому характеризуются высокой несущей способностью. Их использование, кроме того, предотвращает деформирование опасных слоев грунта, что при других условиях чревато неравномерным проседанием строения.

Забивка свай производится в следующие типы грунта:

  • рыхлые песчаные и среднепрочные почвы;
  • текучие и пластичные супеси;
  • туго-, текуче- и мягкопластичные глины и суглинки.

Для забивки используются разные типы свай. Если говорить о форме сечения, то это:

  • круглые (сплошные и полые);
  • тавровые;
  • квадратные.

В зависимости от применяемого материала выделяют сваи:

металлические – подходят для строительства крупных объектов из кирпича, на основе деревянного сруба, а также для возведения каркасных домов;

  • железобетонные – используются под монолитные промышленные и многоэтажные объекты, рекомендованы под подвижные грунты;
  • деревянные – подходят для частных домов, дач, небольших мостов, временных построек.

В зависимости от способа изготовления – монолитные и сварные.

Критерии выбора и особенности деревянных свай определяются по ГОСТ 9463-88. Для прочих изделий существуют нормативные документы.

Вне зависимости от вида сваи, они должны соответствовать следующим требованиям:

  • один элемент должен выдерживать большую нагрузку;
  • высокая трещиностойкость;
  • устойчивость к высокой переменной нагрузке, способность функционировать в сложных гидрогеологических условиях.

Для забивки свай применяется спецтехника, оказывающая на элементы статическую (постоянное вдавливание) или динамическую (удары) нагрузку. Работы предваряются геологическими изысканием и забивкой пробного элемента. Последнее действие позволяет увидеть, насколько точны теоретические предположения о характере грунта, оценить поведение сваи в почве.

Если пробная забивка оказалась успешной, производится установка всех опор, организация основания, по окончании которой делается забирка фундамента. Последняя предполагает закрывание надземной части основания с целью его защиты от негативных факторов внешней среды. Забирка может выполняться с применением кирпичной кладки, досок, бетонного раствора. Получившийся цоколь затем облицовывается подходящим материалом.

Главным преимуществом свайного фундамента является, конечно, возможность возведения строений среднего и крупного размера на опасных, склонных к осыпанию и пластичности, почвах. Один элемент выдерживает нагрузку в 1,5 тонны. Это, в свою очередь, позволяет снизить количество свай, а, заодно, и уменьшить смету. Затраты на свайный фундамент окажутся меньшими по сравнению с расходами на организацию ленточного или монолитного аналога.

Помимо очевидного, метод забивки свай имеет следующие «плюсы»:

  • расположенные рядом строения не испытывают динамических нагрузок;
  • возможность строительства на рельефных грунтах, почвах, имеющих значительный наклон;
  • сохранение общего вида ландшафта;
  • высокая скорость возведения фундамента, отсутствие необходимости ждать, когда основание наберет прочность;
  • подходит для любых типов строений;
  • делает почти любой участок пригодным под строительство.