Сваи — вид фундамента¶
Сваи — вертикальные или наклонные стержневые конструкции, погружаемые в грунт с целью передачи нагрузки от строящегося или существующего сооружения на более прочные слои грунта. Вместе с ростверком (объединяющей плитой или балкой) сваи образуют свайный фундамент — один из основных типов оснований зданий и сооружений.
¶Назначение и область применения
Свайные фундаменты применяются в случаях, когда поверхностные слои грунта не обладают достаточной несущей способностью, а также при строительстве на водонасыщенных, просадочных, торфяных и других слабых грунтах. Сваи позволяют передать нагрузку от сооружения на более плотные и устойчивые горизонты, расположенные на значительной глубине.
Основные области использования:
- промышленное и гражданское строительство на слабых грунтах;
- возведение тяжёлых многоэтажных зданий;
- строительство мостов, эстакад, причалов и гидротехнических сооружений;
- устройство оснований под оборудование с динамическими нагрузками;
- усиление существующих фундаментов и предотвращение неравномерной осадки;
- строительство в условиях вечной мерзлоты.
¶Классификация
¶По способу погружения
- Забивные — погружаются в грунт с помощью молотов (дизельных, вибрационных, гидравлических). Наиболее распространённый тип в массовом строительстве.
- Вдавливаемые — погружаются статическим давлением без ударных воздействий, что снижает шум и вибрации.
- Буронабивные — изготавливаются непосредственно в грунте: бурится скважина, в неё устанавливается арматурный каркас и заливается бетонная смесь.
- Винтовые — представляют собой стальную трубу с лопастью на конце, завинчиваемую в грунт подобно шурупу. Широко применяются для лёгких зданий, каркасных домов и в частном домостроении.
- Вибропогружаемые — погружаются под действием вибрации, снижающей сопротивление грунта.
¶По конструкции
- Сплошного сечения (стальные, деревянные, железобетонные).
- Полые (трубчатые) — стальные трубы, заполняемые бетоном после погружения.
- Составные — изготавливаются из нескольких секций, соединяемых на строительной площадке.
¶По типу наконечника
- С наконечником (закрытым) — погружаются с пробиванием грунта.
- С полым наконечником (открытым) — грунт вытесняется или вымывается из полости.
¶По характеру работы
- Висячие — не достигают прочного основания, несущая способность обеспечивается за счёт бокового сопротивления грунта (трения).
- Стойки (опёртые) — передают нагрузку на плотный несжимаемый слой (скальный грунт, плотный песок) через нижний конец.
¶Материалы
| Материал | Особенности |
|---|---|
| Железобетон | Наиболее распространённый материал; высокая несущая способность, коррозионная стойкость, доступность |
| Сталь | Высокая прочность при малом сечении; применяются в мостостроении и при стеснённых условиях |
| Дерево | Используются преимущественно для временных сооружений, лёгких построек; подвержены гниению |
| Предварительно напряжённый железобетон | Арматура натягивается до заливки бетона, что повышает трещиностойкость |
¶Основные размеры и материалы
Забивные железобетонные сваи заводского изготовления имеют типоразмеры, регламентированные нормативными документами (ГОСТ 19804-2012). Сечения варьируются от 200×200 мм до 400×400 мм (квадратные) и от 300 до 800 мм (круглые полые). Длина может достигать 12 и более метров.
¶Технология устройства
¶Забивные сваи
На площадке размечается осевая сетка, устанавливаются сваи вертикально в копёр (направляющую раму) и забиваются молотом до проектной отметки или до отказа — момента, когда глубина погружения за одно ударение становится меньше нормируемой. Контроль качества включает испытания статической и динамической нагрузкой.
¶Буронабивные
Производятся в несколько этапов: бурение скважины (с применением бентонитового раствора для предотвращения осыпания стенок), установка арматурного каркаса, бетонирование с применением вибрирования или глубинного вибратора. Для увеличения несущей способности применяется уширение нижней части (по технологии ТИСЭ).
¶Винтовые
Погружаются вручную или механизированным способом (с использованием кранов, экскаваторов, мотобуров). Не требуют земляных работ и бетонирования, могут монтироваться в любое время года.
¶Расчёт
Расчёт свайного фундамента выполняется по двум предельным состояниям:
- По несущей способности — нагрузка не должна превышать расчётного сопротивления грунта с учётом коэффициентов надёжности.
- По деформациям — осадка, крен и наклон сооружения не должны превышать допустимых значений.
Основные параметры расчёта: несущая способность сваи, количество свай, шаг между ними (обычно 1,5–3 диаметра), глубина погружения, конструкция ростверка.
¶История
Свайные основания применялись с древности: свайные постройки обнаружены в неолитических стоянках на территории Швейцарии, сваи использовались при строительстве Венеции. Научное обоснование свайного строительства связано с работами французского инженера Генриха Гуана (XVIII век), а в России — с трудами Н. И. Белобородова и других исследователей XIX–XX веков.
¶Источники
- СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»
- ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные. Технические условия»
- Техническая энциклопедия строителя
- Белобородов Н. И. «Свайные фундаменты»