Забивные железобетонные сваи — достоинства, недостатки и особенности монтажа

Установка сваи

Установка забивной сваи

Процесс забивки осуществляется следующим образом.  Элемент устанавливается вертикально с оголовком, направленным вверх. Проверяется совпадение острия и оси. Затем начинается сам процесс забивки.

Опускается ударная часть молота, а частота забивки каждой сваи подсчитывается сначала на 1 метр, затем по 0,1 метра до «отказа». Средний показатель «отказа» исчисляется количеством ударов по основанию элемента.

При ударе молота производится замер погружения и определяется несущая способность конструкции. Это дает возможность предупредить недостатки при дальнейшем строительстве.

На этом этапе удается предусмотреть пустоты, встречающиеся камни и прочие препятствия в почве. В случае если свая в процессе погружения наталкивается на какое-нибудь препятствие, может возникнуть ложный отказ. Соответственно, такой вид основания не применим для устройства свайного фундамента на скалистых участках.

На всем протяжении процесса забивки должна выполняться сверка точности разбивки свайной конструкции.

Чем отличаются забивные сваи от набивных

Применяется различные технологии погружения свай, которые, в общем-то, сводятся к одной цели: погружение сваи в заданном месте, на определенную глубину и под определенным углом.

Сваи, проходя сквозь слои твердого и слабого грунта, равномерно распределяют общую фундаментальную нагрузку по всему периметру строения. Упираясь в нижний твердый слой грунта, свайный ствол обретает устойчивость и не дает предпосылок к «гулянию» всего фундамента. 

Забивные сваи (готовые свайные столбы), при помощи специальной техники, загоняются в землю на необходимую глубину.

Забивные сваи.

Буронабивные сваи (изготавливаются в процессе строительства фундамента). В местах установки проводится бурение скважины на глубину погружения будущей сваи. Затем в скважину устанавливается арматура, после чего отверстие заполнятся цементным раствором. Иногда, при обустройстве фундамента на неустойчивых почвах, для дополнительной надежности в скважину помещается металлическая труба и только затем проводится бетонирование.

Буронабевные сваи.

Устройство и принцип работы

Основными частями агрегата, применяемыми непосредственно в работе, являются копёр и молот. Копёр – это механизм, предназначенный для подъема сваи и забивания ее в грунт, последующей корректировки и выравнивания железобетонной конструкции. В механизмах с обратным действием копёр отвечает за извлечение (выдергивания) сваи из грунта и транспортировку ее на другое место. Молот обеспечивает вбивание железобетонной конструкции на заданную глубину. Также установка производит замер величины погружения и испытание сваи на устойчивость. Свая фиксируется на подъемнике и приводится в вертикальное положение. Далее механизм начинает погружение сваи – за это отвечает ударный механизм.

Сваебойные установки отличаются по принципу работы и производят установку свай разными методами.

Механические

Сваебой представляет собой наиболее простую конструкцию с невысоким КПД и ручным управлением. Это мощный ударный агрегат, в котором используется вес самой установки, – молот поднимается посредством канатно-блочного механизма и с силой опускается на сваю.

Вибрационные

Работают немного по другому принципу: помимо ударов, задействуются механизмы вращения и создания вибраций. Благодаря этому увеличивается скорость работы и повышается плотность грунта вокруг забиваемой сваи. Такие установки применяются на суглинках и песчаниках, а также на местности с высоким уровнем грунтовых вод.

Ударные

Принцип их работы аналогичен механическому варианту, однако сила, с которой происходят удары молотом, многократно увеличена благодаря используемой в данном агрегате системе – гидравлики: паровоздушной или дизельной.

• Паровоздушная. В основе функционирования – сжатый воздух, благодаря этому значительно увеличивается частота ударов, а значит, и скорость работы. Паровоздушная система позволяет забивать сваи не только под прямым углом, но и под значительным наклоном.
• Дизельная система, как понятно из названия, работает на дизельном топливе. Это обстоятельство в разы увеличивает силу удара молота и скорость его подъема. Такие установки более мобильны по сравнению с аналогами, так как у них отсутствует тяжелое и объемное оборудование.
• Гидравлическая система из всех представленных вариантов выдает наиболее высокий КПД, существенно увеличивает производительность. Важные особенности – установки, работающие на гидравлике, позволяют изменять силу удара молота в зависимости от состава грунта, их можно использовать даже вблизи других построек, они способны забивать сваи под любым углом. Оборудование является более дорогим и сложным механизмом, для работы на нем нужен определенный опыт.

Нередко применяются смешанные методы, а также бурильно-забивная техника, если участок грунта слишком сложен. Бурильные установки сначала создают скважину под сваи, а затем подключается сваебойная установка.

Недостатки свайного основания

• При обустройстве фундамента на сваях необходимо продумать, как утеплить и отделать цокольный этаж.
• Если грунты на строительном участке набухающие или просадочные, характеристики устойчивости фундамента могут существенно снижаться.

Забивные сваи обвязыванные железобетонным ростверком

В случае необходимости придать конструкции большую прочность, используют сооружение свайного фундамента с ростверком. Такие основания можно разделить на:

• плитно-свайный тип;
• свайно-ленточный тип.

При устройстве этих двух типов оставляют некоторое пространство между землей и лентой. Выполняется засыпка слоя песка, щебенки или гравия под ленту.

Он не дает грунту (в случае пучения) упираться в ростверк. Кроме того, при наличии этого зазора ростверк не будет приподнимать фундамент вверх.

Такой же способ применяется и для плитного варианта свайного фундамента.

Какие преимущества имеет свайный фундамент?

Забивной востребован при возведении домов и зданий по ряду причин:

• Долговечность. Срок службы основания, забитого свайно – 100 лет;
• Высокая прочность. Сваи для фундамента имеют внутренний армированный слой, который увеличивает прочностные характеристики конструкции;
• Надежная фиксация. Остроконечность изделия и использования ударного метода забивания – гарантии плотного опускания свай в грунт;
• Стойкость к нагрузкам. Способность выдерживать и переносить максимальные нагрузки без потери эксплуатационных свойств, в отличие от других видов оснований, позволяет использовать конструкцию как для частного дома, так и для постройки зданий и объектов для промышленных и коммерческих целей;
• Огнеупорность. Комбинация железа и бетона устойчива к огню, не деформируется под его воздействием;
• Влагостойкость. Фундамент, забитый свайно, с использованием железобетонных изделий не впитывает влагу, не разрушается при постоянном контакте с ней;
• Стойкость к изменению давления в атмосфере;
• Скорость монтажа на забивных сваях. Узкоспециализированная техника снижает время на выполнение работ до минимума;
• Финансовая выгода. Основание, монтируемое свайно, обходится в разы дешевле, чем иные варианты, особенно при индивидуальном строительстве;
• Широкая сфера применения. Фундамент из жб свай универсален. Железобетонные изделия могут стать опорой не только для жилого помещения, но и для других конструкций (забор, гараж, берегоукрепление, рекламные щиты);
• Отсутствие ограничений по типу грунта. Прочностные характеристики свайных конструкций сохраняются и на слабых грунтах: нестабильных, обводненных, малосвязянных;
• Отсутствие ограничений по климатическим зонам. Устойчивость железобетона к резким перепадам температур, атмосферного давления, осадкам определяет широкий выбор местности для строительства дома;
• Возможность повторного использования ЖБ изделий.

Какие недостатки есть у свайного фундамента на забивных сваях?

• Необходимость утепления и отделки цокольного этажа;
• Сниженные характеристики конструкции при наличии просадочных и набухающих грунтов на участке;
• Необходимость использования узкоспециализированной техники – сваебойной установки.

Нивелировать недостатки свайной конструкции можно. Для этого ее оснащают ростверком. Есть 2 варианта:

1. Плитно-свайный;
2. Свайно-ленточный.

Особенность таких конструкций – наличие свободного пространства между лентой/плитой и землей, которое впоследствии засыпают щебенкой, гравием или песком. Если грунт проседает или набухает, то не упирается в ростверк и не поднимает его вверх.

Как правильно выбирать ж/б сваи

Так как фундамент это очень важная часть дома и от его характеристик напрямую зависит устойчивость и прочность всей постройки, то всех без исключения интересует вопрос, как правильно выбирать ж/б сваи. Должны ведь быть какие-то правила — куда смотреть, что щупать и так далее…

Ответ банальный, но к сожалению или счастью, он единственный: посредством личного осмотра – никак.

Чтобы этот ответ был максимально понятен надо точно себе представлять всю цепочку по которой проходит свая – от изготовления до строительной площадки.

Во-первых, основой любой свои является металлический каркас, который еще на стадии производства устанавливается в форму и затем заливается бетоном

Разумеется, очень важно насколько качественная сталь использовалась для этого каркаса, но увидеть, что внутри Ваших свай уже не получится

Что внутри сваи, можно только догадываться

Во-вторых, очень важно качество бетона, из которого собственно и состоит свая. Этот бетон должен не только простоять в земле весь отмеренный свае срок эксплуатации, но изначально ещё и выдержать ударные нагрузки при забивании сваи в землю

Даже если у Вас есть навыки отличать визуально отличать хороший бетон от плохого, то надо понимать, что дать гарантию только на основании осмотра никто не сможет.

Как итог, гарантированное качество бетонных свай Вы получите только в том случае, если производитель даёт на свою продукцию документальную гарантию. А это, в свою очередь, возможно только для сертифицированного производства, на котором придерживаются всех положенных ГОСТов и прочих требований.

Виды свайных элементов

Изготовление свайных элементов выполняется в условиях производства, на строительной площадке. Металлические и железобетонные элементы выпускаются готовыми к применению. Нужно организовать транспортировку оборудования, погрузку и выгрузку в место назначения. Забивка таких опор в полость земли выполняется строительными агрегатами и механизмами. Свайные сооружения можно изготовить собственными руками. Создается скважина под диаметр сваи. Ее полость заливается бетоном.

Свайные элементы делятся по категориям:

забивные — стержни из железобетона. Редко используются для самостоятельного строительства. Высокая цена аренды технических средств. Дорого стоят и сами сваи. Предварительно выполняются расчеты: глубина погружения, сила удара и время работы пневматического строительного молота;

Забивные опоры

• винтовые. Выполняются металлическими. Рекомендуются для малоэтажных зданий. Введение винтовой опоры возможно своими силами и оборудованием;
• буронабивные. Буром в грунте выполняется скважина. Производится заливка полости бетоном.

5 полезных советов от наших экспертов

Эксперты сайта Lanshaft.com делятся с вами советами из своей личной практики:

1. Заглублять элементы рекомендуется на глубину до 150-200 см. Вычислить, какая именно глубина является оптимальной, очень просто. «Винт» вдруг почувствует сильную преграду, а вам придётся приложить просто невероятные усилия по вкручиванию. Известны случаи, когда металл даже начинал деформироваться.
2. Если заборы из свай устанавливать не приходилось и опыта маловато, лучше остановиться на втором варианте фундамента. Напомним, это когда в сваи вставляются заборные столбы. Во-первых, не придётся выравнивать высокие опоры «под линейку», во-вторых, вкручивать двухметровую трубу намного проще, чем трёхметровую.
3. Очень удобно крутить сваи вдвоём, но в идеале должен быть ещё и третий помощник. Его задача – наблюдать за направлением трубы, а при необходимости, прикладывать усилия для её выравнивания.
4. Если вы чувствуете, что на пути возникло какое-то препятствие (например, попался крупный камешек под винт), давить с двойным усилием не нужно. Так вы быстро деформируете металл. Пройти проблемный участок можно с помощью бура. Только его диаметр должен быть меньше сваи.

Вообще, грунт с большим количеством камней разного размера – пожалуй, единственное ограничение для такого сооружения. Так что каждый раз перед монтажом специалисты обязательно делают пробное ввинчивание и определяют механические свойства грунта.

1. Угловые сваи всегда закручиваются в первую очередь. Это позволит вам добиться идеальной точности в работе и приобрести необходимые навыки.

Также некоторые пользователи интересуются, как можно установить откатные ворота. Для монтажа вам нужно будет вкрутить несколько коротких винтовых опор, а затем приварить швеллер. К самому швеллеру привариваются ролики, по которым будет перемещаться полотно.

Вам осталось только закрепить сварную конструкцию в форме трапеции, и уже на неё установить профлист. Если к монтажным работам привлечены 2-3 человека, установка займёт у вас порядка 1 недели.

Схема откатных ворот на винтовых сваях

Надеемся, статья была для вас понятной и содержательной. Как видите, заглубить массивные винтовые столбы можно и своими руками, без использования дорогостоящей техники. Задача вполне под силу двум (в идеале трём) рабочим. Это позволит вам сэкономить до 50% стоимости ограждения. Следуйте нашим советам, проявите немного терпения. Так вы сможете построить мощный, привлекательный забор, который прослужит вам не один десяток лет. Желаем удачной работы!

Виды и типы забивных свай

С позиции материала, используемого при производстве забивных свай, все разнообразие можно разделить на три вида:

сваи забивные металлические. Используются редко из-за дороговизны и меньшей, по сравнению с ЖБ сваями, несущей способностью. Для производства сваи используют трубы, рельсы, швеллер. Преимущество – сравнительно меньший вес. Срок службы – 40-60 лет;

сваи забивные деревянные. Используют только для фундамента небольших, легких строений, преимущественно для деревянных и каркасных домов, т.е. сфера их применения ограничена частным строительством. Существенными недостатками является дороговизна (дорогие породы деревьев: дуб, лиственница, бук, ясень), трудоемкость производства. При установке на твердых породах грунта конус деревянной сваи усиливается металлическим наконечником. Характеристики сваи из дерева: диаметр – 200-400 мм, длина 3-8 м.п. Срок службы – 50 лет;

сваи забивные железобетонные. Бетонные, усиленные армированием конструкции. Срок службы – до 150 лет.

Остальные разновидности будут касаться железобетонных свай и представлены в таблице:

Маркировка железобетонных свай

Рекомендации по маркировке забивных ж/б свай содержатся в ГОСТ 19804-91 и ГОСТ 23009. Маркируются сваи буквенно-числовой последовательностью, в которой:

• вторая – номер варианта армирования (при использовании ненапрягаемой арматуры) и класс (для сваи с напрягаемой арматурой);
• первая группа – тип сваи, и ее размеры;
• третья – характеристики сваи.

Существующие типы забивных свай в соответствии с положениями ГОСТ 19804-91 приведены в таблице:

Виды и особенности забивных свай

Из всех разновидностей забивные сваи, как считается, являются наиболее надёжной опорой для фундамента. Благодаря тому, что они достаточно плотно держаться в грунте, именно забивная технология рекомендуется для обустройства тяжёлых ростверковых фундаментов. Забивка свай является самым старым и испытанным способом их погружения в грунт. Сегодня данная технология широко распространена по всему миру, в связи с чем разработаны различные методики забивки и специальные приспособления.

Железобетонные сваи

Современные забивные сваи могут быть нескольких видов:

• Железобетонные. Имеют уже готовое заострённое окончание и могут быть любого сечения – квадратного, круглого, двутаврового и т.п. Должны быть изготовлены их бетона не ниже 300 марки и иметь внутри арматурный каркас. Перед забивкой отлитую сваю следует внимательно осмотреть – она не должна иметь трещин, деформаций и прочих дефектов. На верхний торец при заглублении надевается специальный стальной оголовок, предотвращающий его разрушение при ударах молота.
• Деревянные. Изготавливают обычно из твёрдых пород деревьев (кедр, лиственница, дуб) и снабжаются коническим остриём из металла, надеваемым на заглубляемый конец. На верхнюю часть надевают металлический обруч, во избежание её растрескивания во время забивки. Бывают длиной до 10 и более метров, а диаметром до 40 см. В отдельных случаях, когда нужно добиться особой прочности свайного фундамента, применяются связки из нескольких свай – «пакеты», забиваемые в грунт как единое целое.
• Металлические. Наиболее распространённый тип свай, используемый в частном строительстве. Сталь является наиболее универсальным материалом, более долговечным, чем дерево, и более технологичным, чем бетон. Могут быть как изготовлены в домашних условиях, так и забиты в грунт с помощью ручного молота. Конструктивно состоят из трубы, острия и оголовка.

Особенности

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.

Плюсы

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.

Минусы

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»).