Выбор свайного фундамента на основе классификации свай

• Деревянные сваи
• Классификация металлических свайных фундаментов
• Железобетонные сваи
• Классификация бетонных свай

Свайный тип фундамента в последнее время обрел широкую популярность благодаря своей универсальности. Широкая классификация свай позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант, с учетом типов грунтов, сооружения и финансовой стороны вопроса.

Виды винтовых свай для различного грунта.

• в зависимости от используемого материала они могут быть деревянными, металлическими, бетонными и железобетонными, комбинированными, грунтовыми;
• тип конструкции разделяет их на трубчатые, квадратные, многоугольные, прямоугольные, цельные и составные, конические и призматические, пустотелые и сплошного сечения, винтовые и сваи-колонны;
• на основе способа передачи нагрузки формируется 2 группы свай: сваи-стойки, передающие нагрузку от сооружения своими концами на практически несжимаемый или скальный грунт, и висячие сваи, нагрузка которых передается благодаря трению грунта по боковой поверхности свайного элемента;
• в зависимости от способа устройства сваи бывают забивные и набивные.

Деревянные сваи

Конструктивные детали деревянных свай: а — заостренный конец сваи; б — стальной башмак; в — стыкование составных свай; г — голова сваи; д — сечение пакетных свай; е — сечение клееных свай.

Для изготовления деревянных свай в большинстве случаев используется древесина ели и сосны, реже лиственницы, дуба, пихты и кедра. Особенно важно, что бы лес, который в дальнейшем обретет форму свай, был здоровым, прямостволь­ным, поэтому предпочтение чаще всего отдают зимней рубке.

Деревянные свайные конструкции, в свою очередь, могут быть цельными, что предполагает изготовление из одного бревна, и срощенными, в случае отсутствия леса необходимой длины. Длина цельной сваи варьируется в пределах от 4,5 до 16 м, пакетные сваи могут достигать длины в 20-25м. Диаметр деревянных свай должен быть не менее отметки 180мм в верхнем отрубе.

Бревна в составных элементах соединяются впритык с использованием накла­док, в пакетных сваях технология предполагает организацию стыков вразбежку. Длину заостре­ния принимают равной 1,5-2 диаметра. Если грунт имеет препятствия, заостренная часть укрепляется башмаком, а для защиты в процессе забивки используют бугель или на­головник.

Деревянные сваи хорошо себя зарекомендовали в водонасыщенных грунтах. Если благодаря дренажу или другим причинам ожидается снижение уровня грунто­вых вод, которое влечет обнажение верхушек свайных фундаментов, использовать для их устройства древесину не рекомендуется. Деревянные фундаменты свайного типа применимы при строительстве портовых и морских гидротехнических сооружений в том случае, если в воде не обнаружены опасные вредители (лимнория, шашень), способные разрушить конструкцию в течение нескольких месяцев.

Классификация металлических свайных фундаментов

Схема винтовых свай с размерами.

Для металлических свайных систем применяют стальные цельнотянутые трубы с диаметром 25-100 см и более. Также используют стальные шпунты, двутавровые балки и иные прокатные профили, из таких элементов с помощью сварки изготовляют конструкции коробчатого сечения.

Трубы с диаметром до 40 см погружаются в грунт закрытыми коническим наконечником или с открытым нижним концом. В случае с открытыми трубами роль наконечника возлагается на земляной конус, который об­разуется под сваей в процессе ее погружения в грун­т.

Трубы с диаметром более 400 мм погружаются открытыми снизу, чаще всего с использованием технологии размыва грунта. Погруженный в грунт свайный фундамент заполняется бетоном, а при небольших нагрузках может оставаться без бетонного заполнения.

Хорошо известна разновидность металлических конструкций – винтовые сваи. Они полностью изготавливаются из металла, однако с появлением железобетона утратили свои лидерские позиции. Разработка современных винтовых систем большой грузоподъем­ности и диаметром лопасти до 2,4 м вернула им былую популярность. Глубина погружения таких фундаментов превышает 20 м, а процесс завинчивания осуществляется при помощи мощных кабестанов.

Схемы строповок свай.

Винтовые металлические системы фундаментов требуют большого количества металла, что оказывает значительное влияние на их стоимость. В связи с этим были разработаны сваи, в которых стальная обо­лочка ствола была заменена железобетонной сборной. Погружение такой сваи осуществляется при помощи стального сердечника, помещенного внутрь оболочки и соеди­ненного с винтовой лопастью. После завершения процедуры завинчивания он отсоединяется и используется для погружения следующей сваи. Также широко применяется инвентарная стальная оболочка, внутри которой располагают железобетонный ствол.

Существенный недостаток металлических фундаментов – подверженность коррозии. Для сведения к минимуму данного негативного явления используют битумные обмазки, каменноугольные смолы и другие антикор­розийные составы. Принято считать, что при надлежащем уходе такой фундамент способен прослужить до 100 лет.

Железобетонные сваи

Ж/б сваи различных размеров.

Железобетонные свайные фундаменты могут иметь мо­нолитную и сборную конструкцию. Монолитные в свою очередь изготовляют прямоугольного и квадратного сечения. Размеры квадратных свай варьируются в пределах от 20×20 см до 40×40 см, прямоугольные конструкции обычно обладают размерами сторон 25×50 см или 20х40 см.

Длина сваи определяется без учета размеров заострения и назначается кратной 0,5 м, если речь идет о конструкциях длиной в 3-6 м и кратной 1 м для более длинных свайных систем. Широко используются квадратные сваи, имеющие цилиндрическую полость внутри и размер 25×25 см или 30×30 см при толщине стенки не менее 4 см.

Продольное армирование железобетонных свай выполняется с помощью стальной стержневой арматуры обычно периоди­ческого профиля с диаметром более 12 мм. Поперечное армирование выполняется низкоуглеродистой проволокой или катанкой толщиной более 5 мм. Шаг укладки поперечной арматуры на концах сваи равен 5 см, в середине увеличивают до 10 см. Концы продольной арматуры отгибаются к оси и объединяются в пучок, который в дальнейшем заключается в обойму.

В случаях ведения строительства свайных фундаментов на твердых грунтах заостренная часть усиливается сталь­ным башмаком. Главная часть конструкции, на которую приходится ударная нагрузка при забивке, усиливается 3-мя сетками, размещаемыми на расстояниях 50 мм друг от друга, перпендикулярно оси.

Классификация бетонных свай

Данная группа устраивается методом бетони­рования скважин, которые выполняются в грунте, забивкой инвентарной трубы, погруженной с закрытым нижним основанием, или бу­рением. На данный момент данный вид свай является наиболее распространенным и представлен огромным множеством видов. Широко используются сваи, устанавливаемые с помощью молота одиночного действия, известные как трамбованные. В данном случае забитые в грунт и заполненные бето­ном инвентарные трубы подвергаются в процессе работы молота действию знакопеременных усилий. С каждым ударом молота трубы осаждаются вниз, а при подъеме немного приподнимаются вверх.