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.
Классификация свайных конструкций определяется на основе целого ряда признаков.
- 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.
http://youtu.be/OTclSt07PYM
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.
