Применяются ли буронабивные сваи для 2х этажного дома: Буронабивной фундамент — плюсы и минусы

Буронабивной фундамент — плюсы и минусы

Что такое буронабивной фундамент

Представления о буронабивном фундаменте настолько широко расходятся и не соответствуют действительности, что имеет смысл прояснить эту ситуацию. Довольно много людей совсем не представляет, что такое буронабивной фундамент. Каких только версий не наслушаешься. А по сути – это бурение шурфа в грунте, установка арматуры и заливка бетона (набивка). Поэтому и называют буронабивные сваи – потому что бурятся и набиваются.

Фундамент на буронабивных сваях

В большинстве случаев, когда мы говорим о буронабивном фундаменте, речь идет о буронабивных свах как элементе, например, свайно-ленточного фундамента. Конечно, можно использовать буронабивные сваи непосредственно как фундамент, без обвязки бетонной лентой, например, для забора, бытовки или небольшой бани.  Но для частного дома  более оправдано применение свайно-ленточного или свайно-ростверкового фундамента, в котором все эти сваи жестко связаны между собой бетонной лентой (ростверком). Эта лента, во-первых, распределяет нагрузку между сваями, во-вторых, жестко связывает всю конструкцию будущего строения и в-третьих, формирует основание для несущих стен дома.

Виды свай и их применение

Сваи могут быть деревянными, металлическими и железобетонными:

1. Забивные сваи.  В основном они используются в многоэтажном промышленно-гражданском строительстве для уплотнения грунта. Использование забивных свай для строительства частных домов не оправдано экономически.
2. Винтовые сваи. Используются для временных сооружений.
3. Буронабивные сваи без расширения внизу. Из-за простоты изготовления очень часто используются при строительстве домов хозспособом, то есть когда заказчик своими силами, либо с помощью «дикой» бригады возводит дом.
4. Буронабивные сваи с расширением (уширением) внизу. Эти сваи засчет нижнего расширения имеют площадь опоры в шесть раз больше, чем у обычной сваи. Они не могут быть вытолкнуты морозным пучением опять же из-за расширения внизу, которое находится ниже глубины промерзания. Могут применяться как для деревянных, так и для тяжелых каменных 2-3 этажных домов. Есть также опыт строительства пятиэтажных домов на сваях с расширением внизу.

 

Следует отметить, что на буронабивных сваях с расширением или без него строят также мосты, эстакады, причалы и, если для малоэтажного строительства сваи делают глубиной около двух метров, то для мостов бурят сваи до 30 метров глубиной. Такие сваи используют также при строительстве на вечной мерзлоте и при изготовлении фундаментов по так называемой технологии «стена в грунте». Но эта тема другой статьи.

Виды фундаментов на буронабивных сваях

Фундамент на сваях, как я уже писал выше, называется свайно-ленточный или свайно-ростверковый. Такой фундамент может быть изготовлен на обычных сваях, без расширения внизу, и тогда ленту необходимо исполнять заглубленной, чтобы увеличить площадь опоры на грунт. Это один из видов мелкозаглубленного фундамента. Его основным минусом является то, что даже не смотря на заглубление сваи ниже глубины промерзания – все равно его может поднять морозным пучением из-за давления на мелкозаглубленную ленту.

 

 

Также можно применять сваи с расширением внизу. Как упоминалось выше, площадь опоры такой сваи в шесть раз выше и поэтому необходимости заглублять ленту нет. В зависимости от несущей способности грунта, буронабивная свая с расширением внизу несет нагрузку от 10 до 35 тонн, и если таких свай 30 – 100 штук, то, соответственно, они выдержат даже тяжелый кирпичный дом с бетонными перекрытиями. Конечно, эти расчеты приблизительные, и нагрузки необходимо рассчитывать индивидуально в каждом конкретном случае. Опора дома на сваю с расширением дает возможность не заглублять лету, вследствие  чего исключается морозное давление на ленту, зазор между лентой и грунтом компенсирует морозное пучение и дом стоит твердо.

Еще один вид фундамента на буронабивных сваях – это отдельно стоящие сваи без бетонной ленты, их можно обвязать швеллером или деревянными балками, а можно просто на сваи поставить какое-то небольшое строение. Компании «ТвойСтрой» несколько раз приходилось делать такие фундаменты и в таких случаях в договоре мы прописывали ограниченные гарантийные обязательства. Отдельно стоящие буронабивные сваи, не обвязанные общей бетонной  лентой, могут отклониться от оси и подвергнутся различным подвижкам. Обвязка из металла или дерева на начальном этапе обходится дешевле, но эти материалы подвержены коррозии и гниению и довольно гибкие.

Технология изготовления фундамента на буронабивных сваях:

 

1. Разметка (обноска).
2. Бурение шурфов.
3. Изготовление нижнего расширения (в случае изготовления свай с расширением внизу).
4. Установка гидроизоляционной рубашки.
5. Установка арматурного каркаса.
6. Бетонирование сваи.
7. Вибрирование сваи.
8. Установка опалубки ростверка.
9. Установка арматурного каркаса.
10. Заливка ростверка бетоном.
11. Вибрирование ростверка.
12. Укрытие фундамента.

 

Преимущества и недостатки фундаментов на буронабивных сваях

 

1. Основное преимущество фундамента на буронабивных сваях это его относительно невысокая цена и надежность.
2. Такой фундамент можно делать практически на любых грунтах и на участках с уклоном.
3. Не требуется время «отстоятся» — уже через 2 недели после заливки можно начинать строительство дома.
4. Вполне можно оставить и на следующий сезон, без каких либо мероприятий по консервации.
5. Фундамент на сваях является самым сейсмоустойчивым.

 

Примечание: фундамент на буронабивных сваях без расширения внизу с мелкозаглубленной лентой имеет очень серьезный недостаток – он может быть поднят морозным пучением, что приведет к очень печальным последствиям, особенно если дом не деревянный. Поэтому самым надежным вариантом фундамента для дома является свайно-ленточный или свайно-ростверковый  с расширением свай внизу. Если, конечно, дом не планируется с цокольным этажом.

Неоднократно пытался найти в отзывах недостатки такого фундамента, но ничего заслуживающего внимания не нашел, кроме того что такой фундамент дороже мелкозаглубленного. Да, дороже, но его не поднимет морозным пучением и делать мелкозаглубленный из-за того, что он дешевле, не логично, можно тогда просто на землю дом поставить еще дешевле будет – но ведь так же никто не делает.

Если вам требуется помощь в выборе типа фундамента для строительства дома,
звоните:    8-(495)-928-74-74 поможем сделать правильный выбор в каждой конкретной ситуации.

Свайный фундамент для дома из газобетона

В отличие от ленточного или плитного фундамента свайный – это, скорее, вынужденное решение. И даже довольно популярный в нашей стране бетонный свайно-ростверковый фундамент – не исключение. Попробуем разобраться, когда свайный фундамент действительно оправдан, каковы его разновидности, как правильно его выполнять.

Как устроен свайный фундамент?

В общих чертах такой фундамент представляет собой отдельно стоящие опоры, связанные в единую конструкцию ростверком. Ростверк – горизонтальный элемент (балка), который обеспечивает пространственную жёсткость фундамента, принимает нагрузки от здания и передаёт их на опоры, распределяя между ними. Ещё раз обратим внимание на важный момент: ростверковый – это не только хорошо известный бетонный, но и любой свайный фундамент.

С какого-то момента в нашей стране свайные фундаменты стали одними из самых востребованных в загородном домостроении. Это обусловлено, с одной стороны, большим спросом на бюджетные и быстрые в монтаже металлические винтовые сваи. А с другой – необъяснимой модой на бетонные свайно-ростверковые фундаменты, которые применяют к месту и не к месту, ошибочно считая очень надёжными. Между тем сваи – это технически сложный фундамент, зачастую требующий больших вложений, чтобы он оказался по-настоящему надёжным и долговечным. И при прочих равных он безусловно уступает мелкозаглубленным ленточным или плитным фундаментам, если речь идёт о доме из газобетона.

Какие плюсы и минусы у свайного фундамента? Когда он оправдан?

Плюсы

• Сваи подходят для любых типов грунта, но рационально применять их только тогда, когда у верхних слоёв грунта на участке очень слабая несущая способность. Например, на обводнённых песках или торфяниках с большой глубиной залегания торфа. То есть когда работы по выкапыванию просадочного грунта и замены его на не просадочный (песок, щебень, гравий) экономически не выгодны. Правильно выбрав длину свай, можно пройти ими через слабонесущий слой и заглубиться в суглинки или в какой-то другой хорошо несущий грунт, находящийся ниже.
• Сваи оправданы на участках с крутыми уклонами и риском оползней. Если на участке небольшие перепады по высоте, то зачастую можно ограничиться ленточным фундаментом или сначала выровнять участок за счёт насыпной подушки из непросадочного материала, а затем выполнить бетонную ленту или плиту. Но в случае больших перепадов по высоте единственное решение – сваи.
• Сваи оправданы в сейсмических регионах: при грамотном конструктиве они способны не сдвигаться и не разрушаться при землетрясениях.
• Свайный фундамент надёжен, но только при условии правильного выполнения – по проработанному проекту, основанному на данных инженерно-геологических изысканий.
• Устройство такого фундамента не предполагает земляных работ (либо они минимальны). Не нужно вырывать котлован, делать обратную засыпку грунта, вывозить оставшийся грунт. Кроме того, на пучинистых грунтах не нужно утеплять фундамент и отмостку, не требуется система дренажа. Всё это упрощает, ускоряет и удешевляет процесс сооружения фундамента.
• Высокая скорость монтажа в случае винтовых или забивных свай.
• Низкая стоимость в сравнении с некоторыми другими типами фундамента, например, монолитной железобетонной плитой.

Минусы

• Сваи способны нести большую нагрузку только тогда, когда они достаточно заглублены в грунт, имеющий высокую несущую способность. Если на участке сверху проблемный грунт, то понять, на какой глубине начинается хорошо несущий грунт, можно только с помощью инженерно-геологических изысканий. Причём, такие изыскания должны охватывать всё пятно застройки, поскольку свойства грунта могут сильно отличаться от одного края дома до другого.

Между тем бытует мнение, что подобные изыскания излишни и стандартной длины свай – 2-3 м – в любом случае будет достаточно. Такой подход опасен: например, под домом на глубине опирания свай может находиться водяная линза (водоносный горизонт), которая не способна держать их. Или часть свай под домом может упираться в плотный грунт, а часть – в менее плотный, что чревато неравномерной осадкой фундамента. Поэтому, выбирая длину и количество свай, нужно обязательно ориентироваться на данные «геологии».

• У свай сравнительно невысокая несущая способность, и в большинстве случаев они хорошо работают только при большой глубине погружения, в идеале – от 6 м. Дело в том, что несущая способность опоры складывается из сопротивления грунта под подошвой сваи и сопротивления боковой поверхности сваи. Причём, передача нагрузки происходит в основном через подошву, боковая поверхность мало участвует в этом. Вместе с тем площадь опирания сваи очень мала в сравнении, например, с лентой. Площадь подошвы сваи диаметром 300 мм – 0,07 м2, диаметром 400 мм – 0,13 м2. В то время как площадь опирания части мелкозаглубенной ленты шириной 600 мм и длиной 1 м – 0,6 м2. Разница колоссальная! Соответственно, деформации у ленточного фундамента будут в несколько раз меньше, чем у свайного.
• Сваи – приемлемый, но не оптимальный вариант для пучинистых грунтов. Логика многих заказчиков такова: сваи можно установить ниже глубины промерзания грунта, и тогда морозное пучение фундаменту не опасно. В какой-то мере это так. Но сваи всё равно могут крениться (отклоняться от вертикали) и выдавливаться касательными силами морозного пучения.
• Обратная сторона популярности свайных фундаментов: зачастую их проектируют и сооружают недостаточно компетентные люди, что оборачивается проблемами при эксплуатации и сокращением срока службы. Это касается в первую очередь бетонных свайно-ростверковых фундаментов, о которых мы подробно расскажем чуть позже.

Металлические винтовые сваи

Рассмотрим основные виды свайных фундаментов, на которые устанавливают дома из газобетона. В принципе газобетонное здание можно опирать на фундамент любого типа при грамотном его расчёте. Даже на винтовые сваи, если правильно подобраны их диаметр, длина и количество. Тем более когда дом небольшой и лёгкий.

Винтовые сваи – конструкции с металлическим стволом, в нижней части которого есть заострённый наконечник и режущая винтовая лопасть (одна или две). Сваи завинчивают в грунт вручную или с применением специального оборудования. Затем в их стволы заливают бетон марки не ниже М300, а на верхние их части устанавливают оголовки, на которые опирают тот или иной ростверк, например, металлический швеллер.

Винтовые сваи – один из самых дешёвых фундаментов, который активно используют для строительства каркасных зданий. Но для дома из газобетона – это сомнительный вариант, по целому ряду причин:

• Срок службы таких свай неясен. Металл, даже хорошей марки и имеющий защитное покрытие, со временем корродирует и разрушается. Через сколько лет это произойдёт – вопрос открытый. Специалисты прогнозируют, что через 25-30. Тут играют роль многие факторы и, прежде всего, степень агрессивности грунта, в котором находятся сваи. Но в любом случае срок службы металлических свай будет значительно меньше, чем газобетонного здания, которое способно простоять более 100 лет без каких-либо повреждений. И на порядок меньше, чем железобетонного фундамента.
• Винтовые сваи дешёвые при условии изделий небольшой длины – до 2,5 м. Если нужны опоры длиннее, то этот фундамент оказывается уже не столь бюджетным. Тем более, что к стоимости свай и работ по их установке нужно прибавлять стоимость ростверка и отделки цокольной части фундамента.

Бетонный свайно-ростверковый фундамент

Долгое время строительные компании активно предлагали заказчикам этот фундамент как лучший вариант по соотношению цены и качества. В основном потому, что он подходит для пучинистых грунтов, и раньше являлся бюджетной альтернативой ленточным фундаментам, заглублённым ниже глубины промерзания грунта.

Однако сегодня повсеместно используют мелкозаглубленные ленточные фундаменты, которые намного дешевле своих заглубленных аналогов и надёжнее свайно-ростверковых фундаментов. Безусловно, при должном проектировании и выполнении свайно-ростверковый может быть надёжным. Но часто он оказывается более проблемным, чем другие железобетонные фундаменты.

Теперь обо всём по порядку. Такой фундамент состоит из двух основных элементов, соединённых в единую конструкцию:

• Железобетонных свай, подошва которых находится ниже глубины промерзания грунта (и опирается на грунт с достаточной несущей способностью)
• Висячего железобетонного ростверка

Чаще всего применяют буронабивные сваи. Эта технология предполагает, что сначала на участке бурят скважины, глубина, диаметр и шаг которых определены расчётом (обычно их диаметр 250-300 мм, шаг – 1,5-2,5 м). Бурят вручную (например, бензобуром или ручным буром) либо с помощью специальной техники. На дно скважины нередко насыпают подушку из песка или щебня толщиной 200 мм для защиты сваи от пучения грунта.

Разновидность подобных свай – с расширением внизу (сваи ТИСЭ). То есть после бурения обычным буром применяют специальный бур, который расширяет дно скважины (как правило, до 600 мм). При заливке бетона на дне создаётся бетонная подушка, которая увеличивает площадь опоры и «якорит» её в грунте, тем самым повышая прочность и надёжность фундамента.

После выполнения скважины в неё вставляют ту или иную несъёмную опалубку, в частности, асбоцементные или стальные трубы. Бывает, что в качестве опалубки используют обычный рубероид или другую рулонную гидроизоляцию, но столь не жёсткая опалубка при заливке бетона может отклониться от вертикали, а у сваи с уклоном будет ниже несущая способность. Впрочем, для хорошо несущих грунтов такой вариант опалубки вполне оправдан.

Внутри опалубки размещают арматурный каркас для повышения прочности конструкции. Затем в отверстие заливают бетон (не менее М300 с добавлением щебня фракции до 25 мм) и уплотняют его глубинным вибратором.

После отверждения бетона формируют ростверк. Его размеры зависят от шага свай, веса здания и пр. Чаще всего высота ростверка составляет 400-500 мм, а его ширину подбирают под толщину газобетонных блоков. Устраивают его так: устанавливают опалубку (доски, влагостойкую фанеру и др.), сооружают арматурный каркас (обычно в два горизонтальных ряда прутков), который соединяют с выпусками арматуры из свай, а затем заливают бетон, обязательно уплотняя его вибратором. 

Обратите внимание: ростверк, как правило, располагают на расстоянии не менее 150 мм от уровня земли, чтобы он представлял собой висячую балку. Это приоритетный вариант его устройства. Вместе с тем ростверк может находиться и на уровне земле и даже заглубляться, но при важном условии – если предусматривать противопучинистые мероприятия, то есть устраивать под ним песчаную или гравийную подушку либо теплоизоляционный материал, чтобы компенсировать подвижки грунта при его морозном пучении. На практике всё не так просто, и тут самое время перейти к проблемным моментам свайно-ростверкового фундамента:

1. Бытует мнение, что такой фундамент подходит для любых типов грунтов, что побуждает заказчиков экономить на инженерно-геологических исследованиях. Это чревато тем, что сваи могут попасть на слабонесущий грунт, со всеми вытекающими последствиями.
2. Многие строители считают такой фундамент обычной лентой, просто усиленной свайным полем для повышения запаса прочности. И потому они заглубляют ростверк в грунт по аналогии с лентой. Это грубая ошибка. Основная несущая часть такого фундамента – сваи, именно они передают нагрузку на грунт. Задача ростверка – передать нагрузку на сваи.

Что будет, если всё же опереть ростверк нижней поверхностью на пучинистый грунт, не обеспечив при этом противопучинистые мероприятия? Тогда при пучении грунта возможен один из следующих сценариев или их сочетание:

• Грунт поднимет ростверк вверх, выгнет дугой и оторвёт его от свай, которые останутся «якорем» в грунте.
• При поднятии ростверка одну или несколько свай выдавит из грунта, под их подошву попадёт почва и обратно опоры уже не опустятся.
• При том же самом сценарии одну или несколько свай разорвёт.

Каковы последствия таких ситуаций? Перекос фундамента, неправильное распределение нагрузки от здания, появление трещин в газобетонной кладке, сокращение срока службы фундамента. Поэтому желательно, чтобы между подошвой ростверка и грунтом был зазор не менее 150 мм. Тогда при замерзании и подвижках грунта фундамент и стоящий на нём дом останутся неподвижными.

Таким образом, свайно-ростверковый фундамент довольно дорогой и трудозатратный, но притом чреватый ошибками, которые могут приводить к деформации как самого фундамента, так и здания.

Железобетонные забивные сваи

Железобетонные сваи, которые забиваются в грунт специальными молотами (дизельными, гидравлическими), применяют в строительстве уже давно. В последние годы они стали очень востребованными и в частном домостроении, во многом потому, что стали дешевле и оказались доступными более широкому кругу заказчиков.

Забивная свая представляет собой железобетонный стержень квадратного сечения величиной, как правило, 200х200 мм, который заострён с одного конца, чтобы ему было проще входить в грунт. Свая изготовлена из бетона класса В22,5-В25. Внутри у неё стальная арматура класса «А» диаметром от 10 мм. Подобные сваи отличаются высокой водонепроницаемостью и морозостойкостью (марка F100-500), что гарантирует их долговечность. Стандартная длина свай для «малоэтажки» – 3-5 м. На пучинистых грунтах такие опоры нужно заглублять ниже глубины промерзания.

Сваи монтируют просто и быстро. На участок приезжает сваебойная машина и забивает опоры по предварительно размеченным на пятне застройки точкам. Свайное поле из 35-40 опор делают за одну рабочую смену, то есть действительно очень быстро. Впрочем, не стоит забывать, что монтаж свай – не единственный этап сооружения фундамента. Ведь нужен ещё и ростверк, обычно монолитный железобетонный.

Так что после забивки сваи обрубают по одному уровню для выравнивания и при этом «оголяют» их арматурный каркас: он становится креплением для арматурного каркаса ростверка. Далее сооружают деревянную опалубку для ростверка: поскольку он должен быть висячим, опалубку устанавливают на те или иные подпорки. Затем заливают бетон. После набора им прочности ростверк и сваи превращаются в единое целое и способны равномерно воспринимать и передавать на грунт нагрузку от строения.

Такой фундамент обладает всеми плюсами и минусами свайных фундаментов. Вместе с тем у него есть ряд нюансов, о которых нужно знать:

• Стоимость самих свай и работ по их монтажу – действительно довольно низкая на сегодняшний день. Но за эти деньги вы получаете только «сырое» свайное поле. Нужно прибавить ещё стоимость монолитных работ в довольно большом объёме, а также отделки цоколя. Так что бюджетным такой фундамент назвать нельзя, хотя он дешевле полноценного ленточного и тем более плитного фундамента. То же самое касается и сроков сооружения фундамента: работы не ограничивается тем днём, когда на участке забивают сваи.Напомним, что ростверк – монолитный, а время набора бетоном нормативной прочности – не менее 28 суток.
• Есть ограничения по допустимым расстояниям от места, где сваебойной машиной забивают сваи, до соседних зданий. Ограничения обусловлены тем, что сильная вибрация, возникающая при установке свай, особенно на большую глубину, может разрушить близлежащие постройки. Допустимые расстояния приведены в ВСН 490-87*. Согласно нормативу, минимальное расстояние от погружаемого молотом элемента до жилого здания – 25-30 м в зависимости от типа здания. Далеко не на всех участках можно соблюсти такую дистанцию до соседских домов. 

Подытоживая сказанное, отметим: свайные фундаменты действительно оправданы в случае слабых грунтов, участков заболоченных или со сложным рельефом либо сильным уклоном. Во всех остальных случаях лучше выбрать железобетонную «классику» – мелкозаглубленную ленту или плиту.

Полную информацию о строительстве дома из газобетона можно получить на бесплатных вебинарах YTONG

* ВСН 490-87 «Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки»

Различные типы свайных фундаментов и их использование в строительстве

Фундаменты можно разделить на мелкозаглубленные и глубокие. Неглубокие фундаменты обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, малы по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностных грунтов недостаточна для выдерживания приложенных нагрузок, и поэтому они передаются более глубоким слоям с более высокой несущей способностью.

Использование свайного фундамента

Свайный фундамент в основном используется для передачи нагрузок от надстроек через слабые, сжимаемые пласты или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и более жесткий грунт или горную породу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамент и сопротивление горизонтальным нагрузкам. Обычно они используются для больших сооружений и в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Поскольку свайные фундаменты несут большую нагрузку, их необходимо проектировать очень тщательно. Хороший инженер изучит грунт, в который закладываются сваи, чтобы убедиться, что грунт не перегружен сверх своей несущей способности.

Каждая свая имеет зону влияния на почву вокруг нее. Необходимо позаботиться о том, чтобы сваи размещались достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно по всей несущей их луковице почвы, а не концентрировались на нескольких участках.

Ниже приведены ситуации, когда можно использовать систему свайного фундамента.

• При высоком уровне грунтовых вод.
• Большие и неравномерные нагрузки от надстройки.
• Другие типы фундаментов дороже или нецелесообразны.
• Когда грунт на небольшой глубине сжимаем.
• При возможности размыва из-за расположения вблизи русла реки или берега моря и т. д.
• При наличии каналов или глубоких дренажных систем рядом со строением.
• Когда выемка грунта на требуемую глубину невозможна из-за плохого состояния грунта.
• Когда становится невозможным поддерживать траншеи фундамента сухими с помощью откачки или любым другим способом из-за сильного просачивания.

Классификация свайного фундамента

Целью свайного фундамента является передача и распределение нагрузки через материал или слой с недостаточной несущей способностью, скольжением или подъемной силой на более прочный слой, способный выдерживать нагрузку без ущерба смещение. Доступен широкий спектр типов свай для применения с различными типами грунта и конструкционными требованиями. Сваи можно классифицировать по их основной конструктивной функции (торцевая опора, трение или их комбинация) или по методу их строительства (смещение (забивка) или замена). (скучающий)).

Концевые опорные сваи:

В торцевых опорных сваях нижний конец сваи опирается на слой особо прочного грунта или породы. Нагрузка здания передается через сваю на прочный слой. В некотором смысле эта стопка действует как колонна. Ключевой принцип заключается в том, что нижний конец упирается в поверхность, которая является пересечением слабого и прочного слоев. Таким образом, нагрузка обходит слабый слой и безопасно передается сильному слою.

Опорные и висячие сваи

Висячие сваи :

Висячие сваи работают по другому принципу. Свая передает нагрузку здания на грунт по всей высоте сваи за счет трения. Другими словами, вся поверхность сваи цилиндрической формы работает на передачу усилий на грунт.

Чтобы наглядно представить, как это работает, представьте, что вы вставляете твердый металлический стержень диаметром, скажем, 4 мм в ванну с замороженным мороженым. После того, как вы втолкнете его внутрь, он станет достаточно прочным, чтобы выдержать некоторую нагрузку. Чем больше глубина заделки в пломбире, тем большую нагрузку он может выдержать. Это очень похоже на то, как работает висячая свая. В случае висячей сваи величина нагрузки, которую может выдержать свая, прямо пропорциональна ее длине.

Свайные фундаменты фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных тонких столбчатых элементов, обычно изготавливаемых из стали или железобетона, а иногда и из дерева. Фундамент называется «свайным», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину. Свая — это, по сути, длинный цилиндр из прочного материала, который вдавливается в землю, чтобы служить устойчивой опорой для конструкций, построенных на нем.

Классификация свайного фундамента по влиянию грунта:

Забивные сваи:

Забивные сваи, также известные как свайные сваи, являются широко используемой формой фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, перенося их нагрузка на слои грунта или породы, которые имеют достаточную несущую способность и подходящие характеристики осадки. Забивные сваи обычно используются для поддержки зданий, резервуаров, башен, стен и мостов и могут быть наиболее экономичным решением для глубокого фундамента. Их также можно использовать в таких приложениях, как насыпи, подпорные стенки, переборки, якорные конструкции и коффердамы..

Забивные сваи

Буронабивные сваи:

Буронабивные сваи, также известные как сменные сваи, являются широко используемой формой фундамента зданий, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку слоям грунта или скалы, которые имеют достаточную несущую способность и подходящие расчетные характеристики. Буронабивные сваи — это сваи, в которых удаление грунта образует отверстие для железобетонной сваи, которая заливается на месте. Грунт заменяется сваей, следовательно, это «замещающие» сваи, а не сваи смещения, в которых грунт выталкивается путем забивания или завинчивания сваи. Буронабивные сваи применяют преимущественно в связных грунтах для устройства висячих свай и при устройстве свайных фундаментов вблизи существующих зданий. Они популярны в городских районах, так как имеют минимальную вибрацию, ограниченное пространство над головой, отсутствие риска качки и необходимость изменения длины свай.

Буронабивные сваи

Винтовые сваи:

Фундаменты на винтовых сваях представляют собой тип свайного фундамента со спиралью возле носка сваи, чтобы сваи можно было ввинчивать в землю. Процесс и концепция аналогичны ввинчиванию в дерево. Винтовая свая может иметь более одной спирали (также называемой винтовой), в зависимости от использования и грунтовых условий. Обычно указывается большее количество спиралей, если требуется более высокая нагрузка или встречается более мягкий грунт.

Винтовые сваи

Классификация по материалу конструкции свай:

Деревянные сваи:

Деревянные сваи являются старейшими из всех используемых в настоящее время свай. Обычно это сборные вытесняющие сваи, устанавливаемые забивным или, реже, вибрационным методом. Естественная конвергенция стволов свай позволяет получить относительно высокую несущую способность свай. При правильном применении они представляют собой высокоэкономичное, эффективное и безопасное решение для фундамента как для временных, так и для постоянных сооружений. Это можно обосновать рядом исторических построек, основанных на деревянных сваях, которые эксплуатировались тысячи лет. Деревянные сваи, применяемые для капитальных сооружений, пропитываются под давлением

Деревянные сваи

Стальные сваи:

Забивные стальные сваи устанавливаются с помощью ударных или вибрационных молотов на расчетную глубину или сопротивление. Вы можете установить полный набор забивных свай от трубчатых свай малого диаметра до стальных кессонов большого диаметра для поддержки вашего проекта. Забивные сваи эффективно приобретают геотехнические возможности, перемещая грунт вокруг ствола и уплотняя грунты у основания во время установки. Стальные трубы могут работать как с закрытыми, так и с открытыми концами. Энергия для забивания свай обеспечивается либо высокочастотным осциллирующим молотом, либо ударным молотом.

Стальные сваи

Бетонные сваи:

Бетонные сваи — это обычные структурные элементы фундамента, используемые для поддержки морских сооружений, таких как мосты, нефтяные вышки и плавучие аэропорты. Использование оффшорных структур все еще является довольно новым методом, и в этой области еще предстоит провести много исследований. Нагрузка на морское сооружение состоит из двух компонентов: вертикальных структурных нагрузок и боковых волновых нагрузок. Взаимодействие этих двух компонентов нагрузки оказывает значительное влияние на реакцию сваи и на то, как напряжения распределяются по свае. Кроме того, свая будет по-разному реагировать на небольшую структурную нагрузку и на большую структурную нагрузку.

Бетонные сваи

Способ установки свай

Сваи устанавливаются различными способами, каждый из которых выбирается в зависимости от необходимости. Различные факторы, влияющие на то, какой тип сваи вам понадобится, и способы ее установки, могут включать:

• Глубина выемки
• Материал, из которого сделаны ваши сваи
• Угол, под которым забиваются сваи
• Экологические проблемы, которые могут повлиять на местных жителей, флору или фауну

После того, как ваши потребности будут оценены, вы сможете решить, какой из двух наиболее распространенных методов установки свай вы будете использовать для своего проекта: перемещение или замена. Установка вытесняющих свай относится к методу забивания свай в землю без предварительного удаления грунта или другого материала. Установка сменной сваи относится к методу, при котором сначала выкапывается яма, в которую затем маневрирует свая.

Решения о типе приборов для испытаний свай под нагрузкой должны быть неотъемлемой частью проекта. Разработчик должен выбрать контрольно-измерительные приборы, имеющие достаточную точность для измерения требуемых данных. Постоянные приборы используются для сбора данных, касающихся напряженного состояния и поведения сваи в условиях рабочей нагрузки. Полезные знания можно получить с помощью постоянного оборудования не только о поведении конкретного свайного фундамента, но и об анализе и проектных предположениях в целом.

Критерии и методы выбора наилучшего типа свайного фундамента

Координация строительных и геотехнических работ. Полностью скоординированные усилия инженеров-геологов, инженеров-строителей и геологов должны гарантировать, что результаты анализа свайного фундамента должным образом интегрированы в общий проект фундамента. Эта координация распространяется на планы и спецификации, совещания перед началом строительства и строительство.

Соображения по отказу – Отказ конструкции или фундамента можно классифицировать как фактическое обрушение или функциональный отказ. Функциональный отказ может быть вызван чрезмерным отклонением, недопустимыми дифференциальными движениями, чрезмерной вибрацией и преждевременным износом из-за факторов окружающей среды. Для критических структур несоответствие функциональным требованиям может быть столь же серьезным, как фактическое разрушение меньшей структуры. Следовательно, проектировщики должны учитывать не только степень защиты от обрушения, но и влияние осадки и вибрации на функциональные характеристики.

Свайный фундамент в строительстве

Соображения безопасности — Факторы безопасности представляют собой резервную способность, которую фундамент или конструкция имеет против обрушения для данного набора нагрузок и расчетных условий. Неопределенные расчетные параметры и нагрузки требуют более высокого запаса прочности, чем требуется, когда расчетные параметры хорошо известны. Для большинства гидротехнических сооружений проектировщики должны иметь высокий уровень уверенности в параметрах грунта и свай и анализе. Следовательно, неопределенность в расчетных и проектных параметрах должна быть сведена к минимуму, а не требовать высокого коэффициента безопасности. Для менее значимых конструкций допускается применение больших коэффициентов запаса, если снижение неопределенности при расчете и проектировании путем проведения дополнительных исследований, испытаний и т.п. нецелесообразно.

Рассмотрение структуры грунта — Функциональная значимость и экономические соображения конструкции будут определять тип и степень программы исследования и испытаний фундамента, программы испытаний свай, анализа осадки и просачивания, а также аналитических моделей сваи. и структура. Для ответственных сооружений программа испытаний фундаментов должна четко определять необходимые параметры для проектирования свайного фундамента, такие как типы и профили грунта, прочность грунта и т. д.

Источник информации и изображений – Vpgroundforce.com, engineering discovery, cedengineering.com, weebly.com, science direct,

Какие существуют типы свай и методы их возведения?

Забивка свай сегодня является одним из краеугольных камней строительной отрасли, и так было на протяжении столетий, если не тысячелетий. Функция свай заключается в простой передаче нагрузки от конструкции или здания в грунт.

В этом руководстве мы сначала рассмотрим, что такое сваи и откуда они взялись, затем рассмотрим два типа свайных фундаментов, методы возведения свай, установку свай и, наконец, роль безопасных рабочих площадок для поддержки свай. вышки.

Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы перейти к наиболее интересующему вас разделу:

• Что такое свайное строительство?
• Откуда взялась свая?
• Типы свай?
• Методы устройства свай
• Типы свайного фундамента
• Установка свай
• Безопасные рабочие платформы

Что такое сваи в строительстве?

Забивка свай – это процесс забивания или бурения свайных фундаментов в землю под строящимся зданием. Эти сваи передают нагрузку от конструкции на землю, помогая поддерживать ее. Свайные фундаменты часто используются там, где грунт слишком слаб, чтобы поддерживать конструкцию.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о различных типах забивки и методах устройства свай.

Откуда взялись сваи?

Как и многие современные технологии, наши высокотехнологичные свайные системы сегодня возникли из-за явной потребности сотни и даже тысячи лет назад, которая существует и сегодня. Некоторые из первых зарегистрированных примеров закладки свай включают речных жителей в Швейцарии 6000 лет назад, которые строили сооружения на свайных фундаментах для защиты от наводнений и нападений, возводя свои жилища. Римляне, что неизбежно, первыми начали использовать сваи для береговых работ в Европе, а в Великобритании есть доказательства того, что они использовали деревянные сваи, забитые в русло реки, для мостов в Лондоне и Корбридже более 2000 лет назад.

В ранних цивилизациях города и поселки хотели строить близко к рекам для связи и защиты, поэтому болотистую почву нужно было чем-то укрепить и укрепить – вот как и почему родилось свайное дело. Деревянные сваи вбивали в землю вручную или выкапывали ямы и засыпали их песком и камнями. В более современные времена постоянно растущая потребность в зданиях и инфраструктуре вынуждает власти и агентства по развитию использовать земли с плохими характеристиками почвы. Сваи, как и всегда, жизненно важны в нашей современной строительной отрасли.

Какие существуют типы свай?

Два основных типа свай — это концевые опорные и висячие сваи:

• Концевые опорные сваи передают нагрузку непосредственно на более глубокий прочный слой грунта или горных пород на некотором расстоянии от поверхности.
• Висячие сваи передают нагрузку за счет трения между окружающим грунтом и поверхностью сваи по всей ее длине.

Способы устройства свай: типы свайного фундамента

Важно отметить, что свайный фундамент и свая — это две разные вещи, но они работают вместе, чтобы сваи могли выдерживать большие нагрузки. Свайный фундамент обычно определяется как ряд колонн, которые служат основанием для конструкций, тогда как сама свая представляет собой колонну или цилиндр, который помогает передавать нагрузку на нижний слой грунта.

Строительство свайных фундаментов осуществляется разными способами, с различными преимуществами и применениями. Однако все сваи так или иначе бурятся или вбиваются в землю. Существует четыре основных типа свайного фундамента, каждый из которых имеет свой способ возведения:

• Забивные сваи
• Буронабивные сваи
• Забивные и монолитные сваи
• Сваи из заполнителя

Читайте дальше, чтобы узнать об этих различных типах свайных фундаментов, или используйте приведенные выше ссылки для перехода к определенному типу.

Забивные сваи

Забивные сваи – классический тип свайного фундамента. Они могут быть построены из дерева, техника, которой уже много веков и которая до сих пор используется во всем мире. В Великобритании деревянные сваи используются в основном для прибрежных работ, морской обороны и причалов. Другой вариант — сборные железобетонные сваи, армированные, чтобы выдерживать движущие нагрузки, они обычно предварительно спрессованы с квадратным или восьмиугольным сечением. Наконец, существуют стальные сваи трубчатого, коробчатого или двутаврового сечения. Замкнутые стальные шпунтовые сваи также широко используются, преимущественно для строительства стен.

С каждым из этих материалов сваи вбиваются в грунт, отталкивая равный объем грунта в стороны и уплотняя зону вокруг сваи, увеличивая ее несущую способность. Чтобы произошло это увеличение прочности почвы, поровое давление воды должно рассеяться за счет быстрого дренажа. Этот тип укладки не подходит для водонасыщенных или илистых грунтов, так как они медленно дренируются и не могут быть уплотнены таким же образом.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи, также известные как сменные сваи или буронабивные сваи, сооружаются путем бурения в земле больших отверстий и заполнения их бетоном. Буронабивные сваи очень эффективны, поскольку они передают нагрузку над землей на глубокие слои горных пород и почвы под ними с минимальной осадкой, что идеально подходит для опорных конструкций, таких как мосты и защита от наводнений.

Для некоторых буронабивных свай дно отверстия расширяется или расширяется, образуя утолщение на конце. Стальной арматурный каркас опускается в отверстие перед заливкой бетона или опускается после заливки бетона.

В категории фундаментов с буронабивными сваями обычно используются два подтипа: буронабивные сваи и сваи непрерывного шнека (CFA):

• Буронабивные сваи используются в случаях, когда в земле имеются значительные препятствия. Временная обсадная труба устанавливается сваебойной установкой для обеспечения поддержки. «Свайные выступы» (земля и порода, удаленные в процессе бурения) удаляются изнутри обсадной трубы, затем устанавливается стальной арматурный каркас. В этот момент отверстие заливается бетоном и снимается обсадная труба.

• Сваи непрерывного шнека (CFA) не требуют использования временной обсадной трубы – это наиболее универсальный, эффективный и широко используемый тип фундамента из буронабивных свай в Великобритании. После того, как отверстие пробурено, в него закачивается бетон, затем вставляется стальной арматурный каркас.

Вращающаяся буронабивная установка

Сравнение буронабивных и забивных свай

Как указано выше, забивные сваи представляют собой классический метод забивки свай, при котором свая забивается в грунт, что увеличивает ее несущую способность. Буронабивная свая строится путем бурения отверстий в земле и заполнения их бетоном.

Основное различие между этими двумя типами свай заключается в том, что забивные сваи формируются за пределами площадки и устанавливаются на месте, в то время как буронабивные сваи заливаются бетоном на месте. Преимущество забивных свай в том, что их можно быстро построить и использовать, однако они создают сильные вибрации, поэтому не подходят для компактных участков. Предпочтение отдается буронабивным сваям, поскольку они не создают такого нарушения в почвах, имеют более высокую несущую способность и избегают сезонных нарушений, таких как промерзание.

Забивные и монолитные сваи

Забивные и монолитные сваи сочетают в себе преимущества обоих методов возведения свай.

Одним из вариантов является постоянная обсадная труба, при которой трубчатая обсадная труба (или оболочка), изготовленная из армированной гофрированной тонкой стали, забивается в землю с помощью оправки, вставленной в обсадную трубу. Затем оправку извлекают, оставляя кожух на месте. Наконец, в корпус заливают бетон, образуя композитную сваю из стали и бетона.

Другой вариант этого типа свайного фундамента использует временную обсадную трубу. Известный как тип Franki, в этом случае в корпус опускается стальной арматурный каркас, который затем извлекается при укладке сухой бетонной смеси. Бетон уплотняется, а часть вытесняется из нижней части кожуха, образуя увеличенный бульб, увеличивающий несущую способность сваи.

Сваи из заполнителя

Сваи из заполнителя или каменные колонны означают, что для формирования сваи используется уплотненный заполнитель, а не бетон. Этот тип свайных фундаментов работает с использованием следующего процесса:

1. Обсадная труба вставляется по мере бурения скважины, и заполнитель сбрасывается в нее слоями, которые затем вибрируют или уплотняются по мере извлечения обсадной колонны.
2. Заполнитель вдавливается боком в окружающий грунт для улучшения несущей способности.
3. Сваи из заполнителя вибрационного типа создают плотно уплотненные колонны из гравия или аналогичного материала с использованием вибрирующей оболочки. Процесс смещения уплотняет окружающие зернистые грунты.
4. В сваях из заполнителя типа Geopier заполнитель вбивается в кожух, вытесняя его из нижней части, образуя плотный бульб. Это повторяется поэтапно по мере снятия обсадной колонны, уплотнения и повышения прочности окружающего грунта.

Строительство и установка свай

Большинство сваебойных установок монтируются на гусеничном ходу и представляют собой специальные установки, предназначенные для установки одного типа свай. Забивные сваи забивают, вбивают или вбивают в землю с помощью ударного молота, гидравлического забивного устройства или домкратов (обычно используемых для шпунтовых свай) или дизельных вибрационных забивных устройств, используемых для снижения сопротивления окружающего грунта и позволяющих свае скользить в землю.

Буронабивные сваи используют непрерывный шнек, очень похожий на очень большое буровое долото, диаметром от 300 мм до 900 мм. Для забивки свай большого диаметра используют круглое долото диаметром до 1200 мм. Буровые установки большие, весом до 180 тонн.

Безопасные рабочие платформы

Сваебойные установки выпускаются различных размеров в зависимости от типа и требуемой глубины сваи. Буровые установки должны перемещаться и точно позиционироваться для каждого местоположения сваи. Район, на котором работают буровые установки, известен как платформа Piling. Платформы обычно формируются путем уплотнения слоя крупнозернистой насыпи на заданную глубину. Соответствующая засыпка может быть доставлена ​​на площадку или измельчена, строительный щебень с площадки может быть использован для застройки заброшенных площадок.

Сваебойная платформа необходима для распределения нагрузки от гусениц и предотвращения выхода из строя подшипников, минимизации осадки для обеспечения безопасной работы буровой установки. Рабочие платформы должны быть надлежащим образом спроектированы квалифицированным инженером с использованием данных о грунтах и ​​нагрузке сваебойной установки для конкретной площадки. Платформы должны быть правильно сконструированы и регулярно проверяться и обслуживаться подрядчиком.

Федерация специалистов по сваебойным работам (FPS) заявляет, что одна треть всех опасных происшествий, о которых сообщают ее члены, связана со свайными платформами. Они предупреждают, что «каждое опасное происшествие и каждый «неизбежный промах», связанный с платформой, может привести к летальному исходу». Генеральный подрядчик на площадке отвечает за проектирование и строительство свайной платформы, и он часто передает проектирование профессиональному инженеру.

Кран упал из-за демонстрации важности безопасности
Фото предоставлено: www.