Что такое фундамент набивные сваи? Известная 1000 лет технология

Фото 1
Возможности свай для уплотнения основания на зыбких, глинистых и болотистых грунтах строители оценили тысячи лет назад.

Зримым примером этого служат давно построенные сооружения: дворцы Венеции, городская застройка Амстердама, мощный фундамент Исаакиевского собора в С-Петербурге.

Устройство

Фото 2
Буквальный перевод с английского — кол, ограда, черта (частокол) — сразу же даёт представление о форме и назначении этого конструктивного элемента. Свая состоит из:

  • тела (монолитного ствола сваи);
  • головы (верхняя часть ствола — плита под ростверк или монтажный стакан под колонну);
  • пяты (с уширением основания в 3-5 раз).

Сваи, которые изготавливаются прямо в грунте стройплощадки, называются набивными. Устройство набивных свай предполагает создание скважины для такой опоры в результате принудительного вытеснения грунта (бурения, пробивки или проштамповки) специальным оборудованием. Тело сваи образуется из армированного бетона, залитого в подготовленный шурф.

Расчётная нагрузка свай — 10-50 т. Набивные опоры чаще других используются в индивидуальном строительстве, поскольку позволяют выбрать любой размер длины в пределах 6 метров.

С помощью вибропогружателя скважина набивается бетонной смесью, отсюда название свай — набивные. По взаимодействию с грунтом набивная свая относится к висячим.

Набивную сваю устанавливают в грунт вертикально или под углом. Её задача — принять на себя 3 вида нагрузки:

  • идущие сверху (вес строения);
  • сбоку (давление грунта);
  • и снизу (вспучивание).

Фото 3
Сваи устанавливают рядами, группами, по всей площади возводимого сооружения, образуя свайный фундамент.

Выделяют следующие способы устройства набивных свай:

  • одиночный (для колонн);
  • ленточный свайный (под стены);
  • свайные кусты (под участки с особыми несущими нагрузками);
  • свайные поля (под башенного типа сооружения).

Чтобы сформировать надземную часть опоры, используют опалубку. На уровне цоколя сваи объединяют железобетонным ростверком.

Интересно: в США набивные сваи с неизвлекаемой оболочкой кроме прямого назначения при строительстве тоннеля использовали как вентиляционные шурфы.

Набивные и забивные сваи: различия

Основные различия просматриваются уже в самом названии этих конструктивных элементов:

Набивные сваи Забивные сваи
Изготавливаются на проектируемом месте. Изготавливаются в заводских условиях, транспортируются на строительную площадку.
Устанавливаются в ранее пробуренную скважину. Погружаются за счёт внешнего усилия в рыхлый грунт.
Формируются на месте из жидкого бетона с помощью виброгрейфера, с выемкой грунта или использованием его для набивки. Используются механизмы, наносящие удары по заглубляемому стержню (без выемки грунта).
Висячие. Стоячие.
Цельные. Цельные и составные.
Предполагают уширение на конце: башмак, бетонная пробка. Могут наращивать высоту до 50 метров за счёт составных секций.
Рекомендуемый грунт: глинистый, набухающий, тугопластичный. Создают особую устойчивость с опорой на твёрдый пласт грунта.
Допускают отказ от ростверка и видоизменение в соответствии с особенностями грунта. Плотное вхождение в грунт.
Армирование продольное, преимущественно в оголовке. Требуют опалубки для формирования надземной части. Имеют не только поперечное, но и продольное напрягаемое армирование, что увеличивает их несущие возможности.
Дают крайне низкую осадку здания. Особенно популярны в многоэтажном домостроении.
Процесс изготовления не зависит от сезона. Установка связана с повышенным шумом.
Не требуют затрат на транспортировку. При хранении и транспортировке хрупкость изделий сказывается на качестве.
Годен бетон марки В15. Используется бетон не ниже марки В22,5.
Применяют разные способы уширение пяты. Голова сваи укрепляется металлом (от расплющивания).

К сведению: скважина под набивку, выполненная в ходе бурения называется буронабивной. Если скважину ᴓ 15-25 см набивают цементно-песчаной смесью под давлением, получаются буроинъекционные сваи.

Применение

Фото 4
Предпосылки для выбора набивных свай в качестве фундамента:

  1. Слабый грунт с несущей способностью менее 1,5 кг/см при недостижимости более прочных пластов.
  2. Сложный рельеф участка с крутыми склонами.
  3. При глубине промерзания более чем 2 метра.
  4. При высоком уровне залегания грунтовых вод.
  5. При стеснённых условиях строительства.
  6. Как усиление существующего фундамента.
  7. При необходимости ускорить строительство с уменьшением объёма земляных работ.
  8. Исключительно большой вес строения.

Справка: набивные сваи применяются в гражданском, промышленном строительстве, для возведения частных домов на 2-3 этажа, как мера против сильной осадки дома и защита от сезонного вспучивания грунта.

Виды

Фото 5
Существуют различные виды набивных свай, зависящие от размера и конструкции, способа изготовления, вида материала и других признаков.

Классификация набивных свай по отдельным признакам.

По способу изготовления различают сваи:

  1. Безоболочковые:
    • эффективны в маловлажных грунтах;
    • неглубокие скважины получаются конической или пирамидальной формы (с использованием сердечника), цилиндрической (при бурении и направленном взрыве);
    • в скважину по всей длине закладывается арматура, заливается бетон класса не ниже В15.
  2. С извлекаемой оболочкой:
    • оболочкой служит инвентарная труба с бетонной пробкой или башмаком на конце, которые, достигнув дня, сбиваются и остаются в качестве якоря;
    • для частотрамбованных свай труба с воронкой на конце подаёт смесь, которая многократно уплотнённая на дне, расширяет диаметр шурфа, становясь основанием для арматуры;
    • труба извлекается на поверхность;
    • формирование тела сваи происходит по 1-му способу.
  3. С неизвлекаемой оболочкой:
    • труба остаётся в качестве защиты бетонного тела опоры от разрушения водой или агрессивными средами; обеспечивает целостность стенок скважины, защищая от осыпания;
    • оболочка может заполняться бетонной смесью или готовой железобетонной конструкцией соответствующего диаметра.

Справка: в качестве обсадных труб могут использоваться:

  • металлические трубы;
  • металлические гофрированные кольца;
  • асбоцементные;
  • примитивно свёрнутые из рубероида (при кустарном производстве).

По виду материала, используемого для набивки скважин различают:

  1. Бетонные (бетон В15):
    • без уширения пяты;
    • камуфлетные (с уширенной взрывом пятой);
    • с механическим разбуриванием пяты;
    • вибронабивные (камуфлетные);
    • вибронабивные, с механическим тромбованием пяты.
  2. Железобетонные: в скважину до плотного контакта со стенкой помещается свая заводского производства с напряжённым продольным армированием.
  3. Грунто-бетонная свая ᴓ 50 см формируется из грунта, разрыхлённого при бурении, с добавлением из смесительного бура цементной суспензии (технология 60-х годов прошлого века). Проводится с использованием специального агрегата на базе МАЗ-200.
  4. Грунтовые формируются в условиях грунта с пористой структурой, с толщиной слоя до 22 метров, степенью влажности — 0,7. После разметки в местах установки свай цепными зарядами готовят скважины, которые тут же наполняют уплотнённым грунтом с добавлением песка. Для усиления несущей нагрузки в грунт добавляют цемент, щебень, полимеры. Для уплотнение используют ударную (в 1 тонну) силу копра.

Отличия по форме сечений:

  1. По форме продольного сечения:
    • призматические (забивные);
    • пирамидальные — рассчитаны на действие силы трения;
    • трапецеидальные — рассчитаны на действие силы трения;
    • цилиндрические (забивные);
    • конические — рассчитаны на действие силы трения;
    • ромбовидные (забивные);
    • с уширенной пятой — рассчитаны на противодействие сил грунта.
  2. По форме поперечного сечения:
    • сплошного квадратного сечения (рассчитаны на боковой вектор сил сжимаемых грунтов);
    • квадратные с круглой полостью — готовые сваи, спускаемые в ствол для последующей заливки бетоном;
    • круглые с полостью — с железобетонной оболочкой.

По особенностям боковой поверхности:

  • винтовые;
  • таврового и двутаврового сечения.

По способу крепления:

  • корневидные сваи (ᴓ100мм длиной до 30м, несущая нагрузка 20т): используются для усиления фундамента, так могут проходить через любое препятствие (кладка, бетон); в зависимости от назначения:
    • вертикальные;
    • наклонные.

По взаимодействию с грунтом:

  • висячие (удерживаются силами сопротивления грунта);
  • стойки (с опорой пятой на твёрдый грунт);
  • анкерные.

По размеру:

  • короткие (до 6 м);
  • длинные (свыше 6м).

По конструкции:

  • цельные:
  • составные.

По усилению:

  • армированные;
  • неармированные.

Важно: обязательное армирование опор осуществляется в пучнистых, слабых, водонасыщенных грунтах и сейсмических районах. При комбинированном армировании нижняя часть ствола укрепляется конструктивно, а верхняя — по расчёту.

Расчет

Фото 6
Расчёт свайного фундамента сложный, а его влияние на результат строительства значительно.

Поэтому желательно в этом деле воспользоваться услугами специалиста или онлайн калькулятором из интернета.

Расчёт позволяет определить:

  • диаметр и длину свай (по уровню нагрузки на сжатие);
  • виды армирования для предотвращения деформации, исходя из величины сил, действующих на разрыв;
  • несущую способность одной сваи, исходя из марки бетона;
  • число свай и расход материала.

Понадобятся следующие данные:

  • плотность и вид почвы;
  • глубина залегания грунтовых вод;
  • уровень перепада высот на участке;
  • общий вес сооружения;
  • вес снежного покрова;
  • таблицы удельного веса материалов;
  • таблицы сопротивления грунта;
  • таблицы по несущей способности грунта.

Справка: при самостоятельной застройке достаточно знать:

  • для каркасно-щитового дома несущая способность до 5 т, а диаметр опор — 20-30 мм;
  • для хозяйственных построек: до 3-х тонн, ᴓ 20 соответственно;
  • допустимый шаг — 1.5-2 метра;
  • расположение строго под углами, пересечениями и осями стен.

Расчет нагрузки на свайно набивной фундамент выполняется следующим образом.

Несущая способность одной сваи определяется по формуле: NS = Kpl*Rs*Sо + 0.8*Р*Sg*H, если:

  • NS — несущая способность;
  • Kpl — усреднённый (0,7) коэффициент однородности грунта;
  • Rs — табличное значение сопротивления грунта;
  • Sо (в см²) — площадь пяты сваи;
  • 0.8 — усреднённый коэффициент работы сваи в грунте;
  • Р (в см²) — площадь в периметре тела опоры;
  • Sg — сопротивление грунта на боковые поверхности сваи;
  • H — длина тела сваи, размещённого в грунте.

Искомое количество набивных свай в фундаменте = M / NS, где М — совокупные нагрузки.

Технология строительства

Чтобы возвести свайно набивной фундамент с ростверком своими руками, необходимо последовательно выполнить следующие пункты:

  1. Выбор вида (ленточный свайный, кустовой, поле).
  2. Разметка фундамента, с учётом особенностей расположения свай и местами наибольшей несущей нагрузки.
  3. Бурение скважин (ручным или арендованным буром).
  4. Установка обсадной трубы.
  5. Формирование уширения пяты.
  6. Продольное армирование.
  7. Заливка бетоном тела сваи.
  8. Гидроизоляционные работы под ростверк.
  9. Подготовка опалубки для ростверка.
  10. Заливка бетоном.
  11. Гидроизоляция поверх ростверка.

Фото 7

Помните: свайный фундамент исключает возможность обустройства цокольного этажа.

Бетонная набивка с извлекаемой оболочкой

Фото 8
Технология устройства набивных свай с извлекаемой оболочкой включает в себя следующие этапы работ:

1. Разметка скважин (при кустовом или полевом фундаменте — в случайном порядке).

2. Пробивка или бурение скважин:

  • продавливание чугунным конусом (многократное сбрасывание с высоты);
  • бурение (при вращательном движении бура);
  • пробивка шурфа цепными зарядами.

Фото 9
3. Уширение дна:

  • разбуривание;
  • камуфлет (подземный взрыв);
  • выштамповка дна скважины.

4. Погружение обсадной трубы с башмаком.

5. Заливка бетонной смеси через воронку из вибробадьи:

  • сброс башмака;
  • подъём обсадной трубы каждый метр;
  • трамбование молотом двойного действия;
  • бетон усилиями молота и кромок трубы впрессовывается в грунт;
  • трамбование заканчивается, когда труба оказывается на поверхности.

6. Процесс набивки продолжается на удалении от только что набитой скважины, чтобы не нарушить целостность до схватывания раствора.

К сведению: в процессе вибротрамбовки бетонная масса уплотняет и расширяет грунт под пятой, образуя расчётное уширение дна.

Фото 10

Усиление

Фото 11
Усиление фундаментов набивными сваями применяется:

  • при возможной подвижке грунта;
  • при разрушении существующего фундамента;
  • при увеличении эксплуатационной нагрузки (пристройки, надстройки);
  • при строительстве на сложной местности или склоне;
  • при повышенной несущей нагрузке на место расположения печи, колонн, башенок.

В этих целях применяются вертикально и наклонно стоящие набивные опоры:

  • микросваи (буроинъекционные);
  • буронабивные;
  • вдавливаемые;
  • корневидные.

Заведённые снаружи под углом на глубину 2 метра целым рядом, они существенно укрепят фундамент старого дома, тем более, что могут насквозь пройти встречные конструкции.

Преимущества и недостатки

Фото 12
Очевидные плюсы:

  • применяются на всех типах грунтов, кроме скальных;
  • эффективны для неровного рельефа с крутыми склонами;
  • отличаются быстрым и простым монтажом в условиях строительной площадки;
  • не требуют транспортировки и подъёмной техники;
  • технология доступна для частного любительского строительства;
  • не боятся коррозии;
  • исключают большой объём земляных работ;
  • отличаются высокой стойкостью к нагрузкам разного вида;
  • позволяют рассчитывать длину и несущую нагрузку под конкретный объект;
  • процесс установки не зависит от сезона;
  • сравнительная экономичность установки;
  • срок эксплуатации до 100 лет.

Недостатки:

  • низкая устойчивость к опрокидыванию;
  • сложность технических расчётов и технологии изготовления;
  • значительная часть ручного труда;
  • невозможность сочетания с подвальными помещениями;
  • отсутствие контроля качества для набивки.

Другие виды свайного фундамента, представленные на нашем сайте (по типу свай): забивные, буровые.

Полезное видео

Ознакомьтесь визуально с устройством набивных свай и забуриванием обсадной трубы на видео ниже:


Выводы

Набивные сваи в своём разнообразии довольно востребованный конструкционный элемент при частном многоэтажном строительстве. Без них не обойтись на пересечённой местности, при слабых грунтах, в ограниченном пространстве стройплощадки.

Изготовление свай сразу на проектируемом месте позволяет в соответствии с необходимостью корректировать их размеры, расположение, создавать индивидуальный рисунок фундамента. Кроме того, они помогают экономить на транспортировке и арендуемой подъёмной технике.

Вам может быть интересно
Как выбрать газовый конвектор?
Конвекторы

Как выбрать газовый конвектор?

На рынке отопительных приборов довольно много разнообразнейших моделей. Они различаются ценой, функциональностью и принципом обогрева. Одним из таких устройств является газовый конвектор, который…

Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола
Электрический

Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола

Конструкция электрических теплых полов состоит из нагревательного контура и температурного регулятора. Регуляторы температуры еще называют термостатами или терморегуляторами, ведь они поддерживают постоянную (статическую)…

Делаем вместе ремонт электрического тёплого пола
Электрический
1

Делаем вместе ремонт электрического тёплого пола

Электрический тёплый пол позволяет в любом помещении добиться комфортного тепла, идущего снизу и равномерно распределяющегося. Такого эффекта невозможно добиться обычным радиаторным отоплением, которое…

Notice: compact(): Undefined variable: limits in /home/f/friendlg/ochag.online/public_html/wp-includes/class-wp-comment-query.php on line 853 Notice: compact(): Undefined variable: groupby in /home/f/friendlg/ochag.online/public_html/wp-includes/class-wp-comment-query.php on line 853 Notice: compact(): Undefined variable: limits in /home/f/friendlg/ochag.online/public_html/wp-includes/class-wp-comment-query.php on line 853 Notice: compact(): Undefined variable: groupby in /home/f/friendlg/ochag.online/public_html/wp-includes/class-wp-comment-query.php on line 853

Один комментарий

  1. Хочу рассказать о своем опыте изготовления буронабивных фундаментов.
    Долго думали, из чего сделать извлекаемую оболочку. Пробовали применять канализационные пластиковые трубы. Но второй скважине обсадную трубу вытащить не смогли — зажало при трамбовке смеси.
    Сосед подсказал выход — использовать бумажные гильзы большого диаметра. В интернете нашли, продавца, который отдавал такие цилиндры бесплатно, на условие самовывоза.
    Так что залили все 26 бурок под дом без лишних затрат и перерасхода бетона.

    Ответить

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Другие статьи из этой категории