Забивные сваи: разновидности и тонкости монтажа

Важнейшим элементом любого здания является фундамент. Выбор технологии его построения зависит, в первую очередь, от особенностей грунта, а также от типа строящегося здания. Наиболее активно в современном строительстве используется ленточный и свайный вариант фундамента.

Большое распространение получил фундамент на забивных сваях, используемый при строительстве на неустойчивых почвах. Для такого основания используются опоры – железобетонные стержни, имеющие сечение (чаще квадратное) в пределах 150-500 мм и длину от 3 до 25 м.

В нижней части они могут быть острыми для лучшего проникновения в грунт, а в верхней – оснащаются оголовком. Последний служит для защиты опор от деформаций в процессе забивки, удары молота приходятся на оголовок.

Погружение свай в землю происходит с применением специального оборудования – гидравлического молота. Длина и сечение сваи рассчитываются исходя из особенностей грунта и строящегося объекта. Важный момент – длины должно быть достаточно, чтобы опора устойчиво опиралась на твердый грунт, минуя мягкие слои. Только в таком случае можно говорить об устойчивости и надежности объекта, не подверженности его влиянию от пучения грунта.

Сферой использования фундамента на забивных сваях являются «проблемные» грунты – в первую очередь, органические, то есть болотистые, торфяные почвы. Подойдет такой тип основания для глинистых и суглинистых, мелкопесчаных почв, а также водонасыщенных грунтов. Свайный фундамент может использоваться на неровных участках с перепадами высоты. Иначе говоря, применение этой технологии позволяет сделать практически любую почву подходящей для строительства.

Фундамент на сваях может быть плиточного (ростверк) или ленточного типа. Первый тип считается наилучшим вариантом для нестабильных почв.

Забивка свай может вестись по одному из следующих вариантов:

• свайное поле, обычно применяемое для возведения многоэтажек на плитной основе;
• в ряд – сваи монтируются рядами под малоэтажное частное строительство, при этом опоры обязательно устанавливаются в местах пересечения несущих стен, по углам;
• одиночные опоры, монтируемые в местах, склонных к наибольшей деформации почв.

Главным преимуществом фундаментов на забивных сваях является возможность вести строительство практически на любых, в том числе очень неустойчивых (торфяных) грунтах – там, где другие системы неприменимы. Исключением для забивки свай являются только скальные и вечномерзлые грунты, на которых также выполняются свайные фундаменты, но по другой технологии (буронабивным методом).

Сваи выдерживают не только вертикальную, но и горизонтально направленную нагрузку, что позволяет применять их на «плывунах». Регулируя высоту свай в разных точках объекта, удается вести строительство на рельефных поверхностях, склонах, участках с перепадами высоты.

Сваи обладают высокой несущей способностью, поэтому подходят для строительства как небольших построек частного домостроения, так и многоэтажных жилых домов, объектов гражданского, промышленного, сельскохозяйственного назначения. При этом опоры имеют длительный срок службы, который составляет 50-150 лет.

Как и любая система, фундамент на забивных сваях обладает недостатками. В первую очередь, это невозможность использовать такой метод в условиях заводской застройки или в том случае, если рядом есть возведенные дома. Это обусловлено тем, что при забивке возникают вибрации почвы, которые нежелательны для фундаментов соседних объектов, а также дорог, магистральных трубопроводов. Кроме того, процесс установки сопровождается высоким уровнем шума, что становится дискомфортом для проживающих в соседних домах людей.

Несмотря на проведенные изыскания и построение предварительных чертежей, крайне сложно предположить, как поведут себя грунты на большой глубине, поэтому риск осадки фундамента и нарушение геометрии эта технология не исключает.

Свайный фундамент не позволяет получить полноценное подвальное или цокольное помещение, которое может эксплуатироваться. Если оно все же необходимо, то используется свайно-ленточная система с вырытым котлованом, однако это трудоемкий и не всегда возможный вариант. Наконец, недостатком можно считать и необходимость привлечения спецтехники, что также повлечет дополнительные расходы.

Основным нормативным документом, регулирующим процесс строительства, является СНиП (Строительные Нормы и Правила). Что касается особенностей проектирования оснований на сваях, то они изложены в СНиП 2.02.03-85 («Свайные фундаменты»). Непосредственный монтаж опор должен соответствовать требованиям СНиП 3.02.01-87 («Земляные сооружения, основания и фундаменты»).

В зависимости от материала, из которого изготавливаются забивные сваи, выделяют несколько видов.

• Деревянные. Сваи из дерева обладают наименьшим запасом прочности, используются в частном домостроении под легкие срубы или каркасные дома. В качестве сырья используется лиственница, дуб, кедр и другие твердые породы, отличающиеся устойчивостью к воздействию влаги и смене температур. Конструктивно представляют собой опоры диаметром 20-40 см и длиной 3-8 м, обычно оснащаются стальным наконечником с обвязкой. В зависимости от климата и условий эксплуатации срок службы деревянных свай составляет не менее 50 лет.

• Стальные. Имеют чуть большую несущую способность, но применяются также редко. Как правило, они служат опорой под временные сооружения. Характерной особенностью является наличие конусообразного наконечника. Такая конусная металлическая свая похожа на винтовой аналог, однако не имеет лопастей.
• Железобетонные (ЖБ). Получили наибольшее распространение, в зависимости от размеров могут выдерживать вес в 10-60 тонн, срок службы достигает 150 лет.

ЖБ сваи, в свою очередь, различаются по следующим критериям:

• в зависимости от способа армирования бывают с предварительно напряженной продольной арматурой (для песков, текучих песчаных и глинистых грунтов), предварительно напряженным поперечным армированием (для сжимаемых, кроме глиняных, грунтов), продольным армированием без предварительного напряжения (для глинистых, песчаных почв), а также сваи с квадратным сечением и круглой полостью внутри с предварительно напряженной или ненапряженной продольной арматурой;

• по форме различают сваи с круглым, квадратным, тавровым и полым сечением, а также цилиндрические и призматические;
• исходя из особенностей конструкции, выделяют сваи монолитные и сборные (составные);
• в зависимости от особенностей пяты – сваи с окованной или полой пятой и появившиеся относительно недавно сваи с уширенным основанием.

Обеспечить надежность фундамента позволяет точный расчет количества свай, диаметра их сечения и длины. При строительстве жилого дома в зависимости от типа почв используются железобетонные сваи с сечением 150-250 мм длиной от 3 до 10 м. Как известно, сваи должны опираться на твердые слои грунта – от этого зависит их длина.

Путем бурения геологической скважины устанавливаются особенности почвы, и определяется глубина залегания твердых слоев. Для расчета количества опор нужно знать массу дома. Например, глубина залегания твердых слоев на суглинистых почвах в среднем составляет 3,5 м, поэтому длина свай будет составлять 4 м.

Для подсчета веса дома нужно знать, сколько весит 1 куб. м материала, из которого он построен. В нашем случае это лиственница, 1 куб. м которой весит около 800 кг (узнать этот параметр позволяет специальная таблица, которую можно найти в свободном доступе для разных стройматериалов). Общая площадь дома – 60 кв. м. Общий вес объекта вычисляется произведением этих показателей. В итоге получается 50 тонн.

К этому весу следует прибавить массу ростверка, перекрытий, отделочных и прочих материалов. Вычисляя по объему, получаем еще 80 тонн. Следует прибавить 10 тонн на мебель и оборудование, используемое в доме при эксплуатации.

Сложив получившиеся показатели, получается 140 тонн. Около 30% от веса закладывается дополнительно для прочности, поэтому общий вес дома получится равным 182 т.

Свая длиной 4000 мм в зависимости от типа почв выдерживает нагрузку в пределах 10-40 тонн. Если взять усредненное значение в 20 тонн, то на строительство деревянного дома площадью 60 кв. м потребуется 9 свай.

После того как проведены расчеты, составляется схема забивки свай. Они обязательно должны приходиться на углы зданий, в местах пересечения несущих элементов.

Сечение сваи также определяет ее прочностные и несущие способности. Например, свая с сечением 150х150 мм рекомендована для сезонных построек, бань. Аналог с сечением 200х200 мм может применяться под строительство одноэтажных деревянных или каркасных домов. Для более внушительных объектов в 2-3 этажа, а также выполненных из строительных блоков или кирпича, требуются опоры с сечением 300х300 мм.

Монтаж фундамента на забивных сваях начинается с проведения геологических изысканий, во время которых устанавливается тип грунта. На основе полученных данных создается проектная документация, закупаются материалы. Непосредственно на стройплощадке установка начинается с ее расчистки и разметки, подвоза материалов. При разметке площадки отмечаются и точки забивки свай, после чего проверяется уровень и геометрия будущего основания.

Технология забивки предполагает использование спецтехники с пневмо- или гидравлическим молотом. Свая устанавливается строго вертикально и вбивается молотом в землю, с каждым ударом погружаясь все глубже. Важно следить за поведением опоры – она может наткнуться на камень или иное твердое образование или буквально начать «тонуть» в почве (попадает в подземные пустоты).

В таком случае опора удлиняется или переносится на 0,5-1 м дальше. Когда все сваи забиты, приступают к отбивке верхушки опоры для получения доступа к арматуре. Последние выравниваются по одной высоте. После этого устанавливается ростверк, или готовится опалубка для ленточного фундамента. В последнем случае опалубка укрепляется арматурным каркасом и заливается бетонным раствором. После того как он наберет прочность (примерно через 28 дней), можно приступать к дальнейшим работам.

Ростверк, представляющий собой монолитную плиту, что связывает все опоры воедино, бывает металлическим или железобетонным. В первом случае это готовые изделия металлопроката, устанавливаемые поверх опор и приваренные к прутам арматуры. Как правило, такой тип ростверка используется для небольших построек (веранд, бань) и временных объектов.

В зависимости от типа конструкции ростверк бывает следующих видов:

• висячий – в таком случае плита находится высоко над землей, а пространство под полом не изолируется (подходит в качестве основы под бани, мансарды, сезонные дачи);
• мелкозаглубленный – погружается на небольшую глубину в землю, что, однако, не делает его дополнительной опорой, но позволяет снизить подпольное пространство строения от непогоды и холодных ветров;
• заглубленный – по аналогии с ленточным основанием погружается в землю, благодаря чему, как и сваи, принимает на себя нагрузку постройки (обычно используется под капитальные жилые дома).

После заливки ленточного основания или железобетонного ростверка бетон необходимо защитить укрывным материалом от негативного воздействия среды. В жаркое время года важно защищать поверхность от пересыхания, в первую неделю следует увлажнять бетон по мере необходимости.

Лучше не заливать раствор в холодное время года, однако если это все же приходится делать, то следует добавлять в состав специальные компоненты, а также применять греющий кабель на этапе застывания раствора. Для замешивания раствора следует использовать цемент, марочная прочность которого не менее М500.

Что такое фундамент из забивных свай, чем он отличается от других и сколько стоит, вы узнаете из видео ниже.