Разновидности и назначение железобетонных свай

Возведение зданий на сваях (опорах) осуществляют уже давно. Особенно это целесообразно делать на подвижных грунтах, на которых соорудить прочный, обычный ленточный фундамент не всегда удается. Опоры могут быть изготовлены из железобетона, дерева, стали, бетона, а также они могут быть комбинированными. Наиболее востребованными являются ж/б сваи, обустройство которых позволяет достигать прочных грунтов.

Использование железобетонных свай в строительстве

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Железобетонные сваи (ЖБС), являющиеся соединительной конструкцией между основанием здания и слоем почвы (на котором сооружение возводится), представляют собой арматурный каркас, залитый бетонной смесью. Опора – это не что иное, как штырь, который, пройдя сквозь сыпучие почвы, входит в прочные слои грунта.

Прочностные характеристики изделий находятся в прямой зависимости от используемой для их изготовления марки бетона. Она может варьироваться от М250 до М400. Чем марка выше, тем сваи надежнее и прочнее.

Сваи – это штыри, которые ходят в прочные слои грунта

Достоинства ЖБС:

  • Они являются идеальным соотношением цена/качество.
  • Их прочность (то есть, высокая несущая способность). В среднем каждая опора может выдерживать 10-60 тонн, нормально функционируя при этом. Это обусловлено не только маркой бетона, но и арматурой, которая является неотъемлемой составляющей любой ЖБС.
  • Долгий эксплуатационный срок (порядка 90÷100 лет при абсолютном соблюдении технологии монтажа). Причем, в течение этих лет не происходит потери таких свойств, как морозоустойчивость и влагостойкость; а также технической характеристики – предела прочности на сжатие (он находится в зависимости от марки бетона и устройства каркаса).

На заметку! Влагостойкость и морозоустойчивость – крайне важные эксплуатационные параметры, а вот предел прочности весьма важен при монтаже изделий. Если не брать данный показатель во внимание, то может так случиться, что при забивании или вдавливании свай они просто могут рассыпаться.

  • Изделия устойчивы к гниению и коррозии.
  • Устойчивость ЖБС, практически, на всех типах грунтов. Достигается это исключительно благодаря тому, что опоры очень глубоко монтируют в почву.
  • Использование подобных ж/б изделий позволяет укоротить сроки строительства.

Сроки строительства при использовании железобетонных свай укорачиваются

  • Возможность возводить сооружения не только на прочных грунтах, но и подвижных (например, в районах с повышенной сейсмичностью), влажных, глинистых, заболоченных и промерзших.
  • Относительная доступность. Независимо от региона проживания подобные бетонные изделия можно без труда приобрести и организовать их доставку.
  • Возможность использовать разнообразные технологии для установки ЖБС.
  • Широкий выбор ж/б свай.

К минусу изделий относят их вес. Это существенно усложняет погрузку/разгрузку свай и их монтаж, так как для этого приходится задействовать специальную технику. А это, естественно, дополнительные трудозатраты и денежные тоже.

К минусам железобетонных свай относят их массивность

Классификация ЖБС

Железобетонные сваи различают по:

  • их типу;
  • способу погружения в грунт;
  • типу армирования;
  • особенностям конструкции;
  • взаимодействию с грунтом;
  • форме поперечного сечения;
  • геометрии пяты изделия;
  • габаритным размерам;
  • марке бетона, который использован для изготовления изделия;
  • несущей способности;
  • области применения.

Важно! Применение того или иного типа сваи зависит от характеристик грунта, этажности здания, используемого оборудования и самого проекта.

Типы ЖБС

ЖБС могут быть:

  • Монолитными. Внутри подобных изделий, имеющих, как правило, квадратное или прямоугольное сечение, нет пустоты. Монтируют их с помощью пресса или молота (то есть, их либо вдавливают, либо вбивают). Причем, выемка при этом почвы не нужна. Перед погружением изделия в грунт сначала в нем пробуривают скважину глубиной 1,5 метра, в которую впоследствии и монтируют сваю. Свободное пространство заполняют бетонной смесью.

На заметку! Подобные сваи востребованы как в гражданском строительстве, так и при обустройстве частных домов.

  • Набивными. Этот вид опор также изготавливают непосредственно на стройплощадке. Монтаж набивных ЖБС производят в заранее подготовленные скважины, которые выполнены либо способом бурения (при этом стенки грунта укрепляют глинистым раствором или обсадными трубами), либо пробивания. Когда достигнута нижняя отметка, с помощью специального приспособления осуществляют расширение пространства, предназначенного для основания сваи. Далее внутрь скважины вставляют трубу из рубероида и обустраивают армированную опалубку; заполняют ее бетонным раствором и уплотняют с помощью вибратора. Кстати, набивные ЖБС могут быть сплошными (то есть, без каких-либо утолщений по всей длине) или утолщенными (в области пяты).

Технологический процесс изготовления железобетонных набивных свай

  • Пустотелыми. Этот вид представляет собой сваи-оболочки, которые с помощью вибропогружателя монтируют в заранее подготовленные скважины. Причем, выемка грунта обязательна.
  • Комбинированными.

На заметку! Использование набивных ЖБС более целесообразно, так как их легко контролировать по размерам, заложенным в проекте, а также они способны выдерживать значительные нагрузки.

Способы погружения ЖБС в грунт

По способу погружения в грунт ЖБС различают:

  • Забивные. Погружение опор в грунт происходит с помощью пневматического молота. Предварительно производят необходимые расчеты глубины погружения опоры, силы удара и времени, которое понадобится на монтаж.

Использование молота для забивки железобетонных свай

  • Вдавливаемые. Эта технология предусматривает вдавливание свай в почву с помощью специального оборудования.

Важно! Этот «щадящий» способ разработан для использования в тех случаях, когда при возведении новых сооружений недопустимо какое-либо влияние в плане вибрации на фундаменты уже существующих зданий.

  • Вибропогружаемые. Методика основана на том, что почва изменяет свою структуру в процессе вибрационного воздействия на нее: в результате сваи медленно погружаются в грунт. Подобная технология требует специального, дорогостоящего оборудования.

Способ вибропогружения железобетонных свай

  • Винтовые. Их погружают в почву методом ввинчивания. Опоры имеют сварные или литые наконечники.

Методы армирования ЖБС

По методу армирования различают железобетонные сваи с:

  • Предварительно напряженной продольной арматурой, выполненной из высокопрочной проволоки. Изначально (чтобы создать напряжение) арматурный каркас растягивают с помощью механизмов специального назначения (одновременно с этим осуществляют электротермическое воздействие, которое способствует уменьшению плотности металла). В таком состоянии арматуру погружают в бетонный раствор.

Важно! Отличительной особенностью ЖБС, имеющих подобное армирование (по сравнению с обычными ж/б сваями), является их устойчивость к образованию трещин и лучшая сопротивляемость к сгибающим и растягивающим нагрузкам, возникающим в ходе их эксплуатации.

  • С ненапрягаемой продольной арматурой.

Важно! Опоры с ненапрягаемой продольной арматурой можно самостоятельно изготовить, а вот преднапряженные сваи могут быть произведены исключительно в условиях завода. Кстати, цена на эти изделия довольно высока: поэтому, как правило, их применяют только в тех случаях, когда нет возможности использовать обычный ж/бетон.

Особенности конструкции

По конструктивным особенностям выделяют:

  • Цельные ЖБС.
  • Сборные. Состоят из нескольких секций, которые соединены между собой посредством болтов или сварки (используют технологию специального сочленения «стакан»).

Взаимодействие с почвой

По взаимодействию ЖБС с почвой различают:

  • Сваи-стойки. Они опираются на прочные (малосжимаемые) слои или скальные грунты. Передача нагрузки осуществляется через пяту изделия.
  • Висячие сваи. Они опираются на слои грунта, которые называются сжимаемыми. Передача нагрузки происходит за счет сил трения грунта по боковой поверхности опоры.

Сваи-стойки опираются на прочные слои грунта, а висячие на сжимаемые

Форма поперечного сечения

Форма поперечного сечения ЖБС может быть:

  • Квадратной. Эти изделия наиболее востребованы на строительном рынке, как более технологичные и менее трудоемкие.

Важно! Их недопустимо использовать в районах с вечной мерзлотой: даже при небольшом оттаивании сваи отклоняются, и происходит перекос сооружения.

  • Круглой (полой или цельной).

Важно! Рекомендовано использовать подобные изделия в районах с повышенной сейсмичностью.

  • Прямоугольной.
  • Тавровой.
  • Квадратной с круглой внутренней полостью.
  • Двутавровой.

Геометрия пяты сваи

Геометрия пяты изделия может быть:

  • заостренной;
  • тупой.

Разновидности такой части сваи, как пята

Размеры

Чаще всего для возведения зданий используют готовые опоры сечением либо 300Х300, либо 400Х400. Но, для малоэтажного строительства жилых домов подойдут сваи сечением 150Х150 или 200Х200. Длина же изделий варьируется в пределах от 3 до 12 метров.

На заметку! Если нужна более длинная свая, то ее делают сборной путем внедрения в материал изделия закладных из стали, которые позволяют в дальнейшем осуществить сварные работы для соединения отдельных секций друг с другом.

Top