Как забивают сваи при строительстве многоэтажного дома

Технология забивки железобетонных свай

Одним из наиболее надежных оснований, которые возможны при слабой почве, считается свайный фундамент. Железобетонные сваи позволяют передать нагрузку построенного здания на более плотный грунт, расположенный на существенной глубине.

Регламент забивки свай – нормативная документация

Забивка ж/б свай — свайное поле

Следует понимать, что забивка железобетонных свай, является трудоемким процессом, требует привлечения специальной техники и регламентируется целым рядом нормативных документов (ГОСТ, СНиП, ТУ, Типовые строительные серии, инструкции и распоряжения). Перечень основных нормативов позволяет понять, насколько сложной является эта работа.

Детальные сведения можно почерпнуть из указанных документов, однако для понимания процесса приведем краткую информацию.

Схема забивки свай

Расположение сваи определяется в ходе разработки проекта будущего строения. При этом каждый проект уникален, его разработке предшествует исследование местности (почвы, температурного режима, плотности застройки, наличия подземных коммуникаций, возможность подъезда техники и т.п.). Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

В частном и промышленном строительстве используются следующие схемы установки свай:

• свайный куст (в частном строительстве под колонны, в углах и т.п.);
• свайная лента (в частном строительстве и для линейных сооружений);
• свайное поле (в частном строительстве для очень больших и тяжелых домов, используется в основном в промышленном строительстве для многоэтажных домов).

Согласно СНиП сваи могут быть установлены по одной из трёх схем:

• рядовая схема (а) установки свай. Является наиболее простой. Целесообразна для использования при наличии песчаного и гравелистого грунта. Использование данной схемы предполагает монтаж свай по очереди – от первой до последней.

• секционная схема установки свай (б). Используется в случае необходимости создания свайного поля при наличии на участке плотной почвы. Специфика использования данной схемы состоит в том, что сначала забиваются сваи одной секции, затем пропускается ряд, формируется очередная секция. После того, как все секции будут обустроены, выполняется заполнение пропущенных рядов. Применение схемы позволяет исключить риск уплотнения почвы.

• спиральная (в) и (г). Представлена двумя разновидностями. Первая предполагает начало работ с середины свайного куста, вторая с его краёв. Первый способ рекомендован для работы в плотной почве, второй – в нормальной. Использование спиральной схемы обеспечивает равномерное перераспределение нагрузки на почву, что в последствие исключит её подвижки.

Наличие схемы забивки свай (технологическая карта) позволяет организовать работу техники и строительной бригады, за счет чего достигается минимизация времени и средств, а все операции выполняются быстро и четко.

Схема забивки свай (технологическая карта)

Технология забивки свай

Забивка жб свай предполагает решение многих вопросов, и выбор схемы только один из них. Второй важный выбор – это решение о том, какая технология забивки железобетонных свай будет использована. Технология определяет то, как забивают сваи, и то, чем забивают сваи под фундамент.

Выбор способа основывается на учёте трёх факторов:

• почва. Каждая технология имеет свои особенности, которые лучше раскрываются на определенном типе почвы. В частности, речь идет о скорости забивания сваи;
• место. Некоторые методы не могут быть применены в условиях городской застройки, неровного рельефа участка, наличия подземных коммуникаций и т.п.;
• свая. Непосредственно её длина, поперечное сечение, стойкость оголовка.

В настоящее время получили признание технологии забивки свай, которые приведены в таблице в порядке убывания популярности:

№	Технология	Характеристика	Оборудование
1	Ударная	Динамическая нагрузка	Молот, копер
2	Вдавливающая	Статическая нагрузка	Пресс
3	Вибровдавливающая	Динамическая и статическая нагрузка	Вибровдавливатель
4	Лидерная скважина	Динамическая или статическая нагрузка	Предварительное обустройство лидерной скважины, инструмент согласно выбранной технологии
5	Размягченный грунт	Динамическая и статическая нагрузка	Водопровод, гидромолот
6	Электроосмос	Электрический ток	Свая выполняет функцию катода

Краткий обзор всех вариантов, приведённых в таблице.

1. Ударная технология забивки свай

Считается самой продуктивной. Позволяет забить до 40 свай за одну смену. Суть состоит в том, что для погружения сваи на оголовок воздействуют, используя сваебойные установки (приспособления).

• молот для забивки свай. Молот может быть дизельный, механический, паровоздушный, гидравлический. Характеристики в таблице:

Самыми востребованными считаются дизель-молоты. Характеристики в таблице:

• копер для забивки свай. Задача копера правильно установить сваю в грунте.

Продуктивность ударного метода обеспечивается действием энергии двух видов: ударная (передается на сваю от веса молота) и взрывная (за счет сгорания топливной смеси).

Метод имеет ограничения, которые связаны с тем, что динамическая нагрузка, прикладываемая к оголовку сваи, вызывает сильную вибрацию. Это усложняет использование технологии в условиях плотной застройки или ветхих зданий, представляющих собой культурную или историческую ценность.

Как забивают сваи по ударной технологии:

• полная забивка сваи. Мощность ударов составляет 100% от мощности оборудования;
• установка сваи и контроль отклонения от вертикальной оси;
• копер с помощью лебедки поднимает сваю и подает её на сваебойную установку;
• выполняется строповка сваи и поднятие;
• работа молота. Мощность первых ударов составляет 1/3 от мощности оборудования;
• отказ или достижение проектной глубины.

2. Вдавливающая технология забивки свай

Относится к разряду наиболее прогрессивных, поскольку в основе метода лежит статическая нагрузка. Вдавливающий метод можно использовать на любой почве в условиях застройки любой плотности.

Суть технологии в том, что на сваю постоянно приходится вертикальная нагрузка. Сила ее воздействия увеличивается до момента достижения проектной глубины или отказа грунта.

3. Вибровдавливающая технология забивки свай

Технология, соединяющая в себе особенности двух предыдущих. В случае её применения, на оголовок сваи действует вибропогружатель, который оказывает динамическую нагрузку низкой амплитуды. Таким образом, свая слегка вибрирует. За счет этого снижается плотность грунта, и свая от статической нагрузки постепенно погружается на заданную глубину. Метод оправдан для применения в несвязной почве.

4. Технология забивки свай «Лидерная скважина»

Технология лидерного бурения является отличной альтернативой остальным при условии, что работы ведутся в плотной почве. Особенность метода в создании скважины, диаметром 70% от диаметра ствола сваи и глубиной на 1 метр меньше длины сваи. В лидерную скважину затем будут погружены железобетонные сваи, которые в процессе забивания раздвинут и без того плотный грунт. За счет этого будет достигнута необходимая прочность установки сваи.

Технология отличается отсутствием шума и вибраций (при использовании пресса) и высокой производительностью (при использовании ударных инструментов).

5. Технология забивки свай «Размягченный грунт»

Суть метода в изменении характеристик почвы. Отмечено, что грунт, содержащий значительное количество воды, имеет меньшую сопротивляемость к нагрузкам.

Таким образом, в основе технологии положен принцип размывания (размягчения) воды. Для этого на пятку сваи одевается насадка, подающая воду под давлением. Почва меняет свою структуру, и свая заходит легко. При этом, последние 1,5-2 метра дистанции сваю следует забивать в грунт молотом.

6. Технология забивки свай «Электроосмос»

В основе использования технологии лежит применение электрического тока, который подается через сваю. От тока глинистые грунты размягчаются, и свая проще заходит в грунт.

Процесс забивки ж/б свай – этапы

Если рассматривать полный процесс погружения свай, то его можно описать несколькими последовательными этапами:

1. доставка. Железобетонные сваи достаточно тяжелые изделия, которые нужно привезти, выгрузить и расположить на строительном участке так, чтобы минимизировать их перемещения в процессе забивки;
2. разработка плана работ. С учетом места расположения сваи и проекта работы, разрабатывается маршрут движения копера и молота по участку;
3. подготовка участка. В частности: вывоз мусора, удаление деревьев, выравнивание (если предполагается) и т.п. В некоторых случаях перед установкой свай выполняется рытье котлована;
4. разметка места установки свай;
5. нанесение разметки на сваю. Разметка наносится яркой краской с шагом в 1000 мм. Наличие меток позволяет контролировать степень и скорость заглубления сваи в почву;
6. настройка оборудования;
7. забивка свай выбранной технологией.

Отказ сваи при забивке

Глубина погружения сваи определяется расчетным методом и отражается в проекте. Однако на практике свая может не достигнуть расчетной глубины или уйти ниже заданной отметки.

Случай, когда свая больше не погружается в результате прикладываемого к ней усилия называется «отказ грунта» или «отказ сваи».

Расчет точки отказа можно выполнить по формуле:

Убедиться, что свая точно достигла «отказа» выполняется ряд ударов (при ударной технологии) или увеличивается время, в течение которого к оголовку сваи прилагается усилие (при вдавливающей технологии). Эти удары, не приводящие к продвижению сваи в почву, называются «залог».

Есть еще один термин, описывающий случай, когда свая не погружается из-за перегрева – «ложный отказ». В этом случае работы приостанавливаются на время, достаточное для остывания наконечника сваи, находящегося в грунте.

Забивка свай своими руками

Несмотря на то, что забивка железобетонных свай в основном требует привлечения специализированного оборудования, её вполне реально реализовать самостоятельно. Рассмотрим, как забить сваи вручную, с той оговоркой, что свая имеет приемлемые для работы габариты.

Установка свай своими руками выполняется по ударной технологии. Для организации динамической нагрузки нужно собрать треногу, подвесить на нее несколько бетонных блоков (служат противовесом) и молот. Молот поднимается тросами на максимальную высоту и фиксируется. После того как установлена свая, молот отпускается, и свая забивается в почву. Процедура повторятся до достижения необходимой глубины.

Стоимость забивки свай

В завершении немного о том, сколько стоит забить сваю и из чего формируется стоимость.

Цена складывается из следующих параметров:

• грунт. Чем сложнее почва, тем выше будет стоимость. Есть таблица коэффициентов, с помощью которой ведется пересчет грунта. На нее опираются и при формировании цены;
• место расположения строительства. Чем дальше от места расположения техники, тем дороже;
• объем работ. Причем, чем больше число свай, тем на большую скидку может претендовать заказчик. Отметим, что цена указывается за метраж свай и их число.

Ориентировочные цены приведены в таблице.

Таким образом, забивка свай является единственным способом устройства свайного железобетонного фундамента.

Как и чем погружают сваи

На почту строительной компании «Богатырь» недавно поступило письмо от одного из клиентов со следующим содержанием:

Учитывая, что данная тема заинтересует многих, в качестве ответа мы решили предоставить информационную статью, в которой будут детально рассмотрены основные виды оборудования, использующегося для погружения железобетонных свай. На этой странице вы узнаете какие сваи погружают и чем, какая техника для этого используется, а так же наглядно увидите видео материалы по погружению свай.

Само понятие — «забивка свай», подразумевает погружение свайный столбов в грунт в результате вертикально направленных ударных воздействий, оказываемых на ствол сваи оборудованием, закрепленным на копровой мачте сваебойной машины.

Тогда как погружение производится с помощью ударной техники, о которой мы поговорим далее, сама сваебойная машина служит для выполнения сопутствующих технологических операцией — строповки и подтягивания сваи к месту монтажа, ее поднятия и установку в вертикальное положение, центрирование и фиксацию столба во время погружения.

Какие сваи погружают

Забивание свай — наиболее эффективный способ погружения любых видов железобетонных свай, все конструкции заводского производства, укрепленные арматурным каркасом, пригодны для погружения по данной технологии.

Совет эксперта! Наиболее распространенными железобетонными сваями в промышленном и частном строительстве являются конструкции сплошного квадратного сечения, укрепленные продольно-поперечным армированием с предварительным напряжением каркаса. Длина таких изделий варьируется в пределах от 3 до 12 метров, самое востребованное сечение — 30*30 и 35*35 см.

Рис 1.1: Забивные сваи сплошного квадратного сечения

Погружаться также могут следующие виды ЖБ свай:

• Сваи квадратного сечения с круглой полостью — это более экономичный вариант свайных столбов, за счет уменьшения расхода бетона при производстве их цена на порядок ниже, чем у квадратных свай с монолитным сечением, однако и несущие характеристики таких изделий меньше;
• Круглые полые сваи — конструкции круглого сечения могут обладать закрытой либо открытой нижней частью, сваи с открытым наконечником в процессе погружения заполняются почвой, что дополнительно увеличивает их устойчивость;

Рис. 1.2: Железобетонные сваи круглого сечения

Существуют и другие виды подлежащих погружению свай — это сваи-столбы и сваи-колонны, однако их использование имеет крайне узкую специализацию (гидротехническое и автодорожное строительство), и рассматривать их в качестве варианта для возведения фундаментов под жилые здания не имеет смысла.

Чем погружают сваи

Погружение железобетонных свай может выполняться с помощью нескольких видов техники — дизель молотов, гидромолотов и вибропогружателей. Рассмотрим каждый из них подробнее:

• Дизель молоты и гидромолоты;

Согласно особенностям направляющей конструкции все молоты для забивки свай делятся на два типа — трубчатые и штанговые. В молотах штангового типа направляющие представлены двумя параллельно расположенными штангами, по которым передвигается боек. Трубчатые молоты имеют закрытую конструкцию, боек в них передвигается внутри корпуса из стальной трубы.

Рис. 1.3: Трубчатые и штанговые дизель молоты

Важно! Помимо направляющего элемента ударные молоты состоят из привода (дизельного либо гидравлического), ударного бойка, шабота (неподвижной части, фиксирующейся на свайном столбе и воспринимающую на себя ударную энергию бойка), и наголовника, в котором закрепляется свай.

Принцип работы дизельмолотов следующий: ударный боек молота поднимается в верхнее положение с помощью троса, в это время в цилиндрическую камеру сгорания, расположенную на поверхности шабота, нагнетается топливная смесь.

Затем боек сбрасывается и ударяется об шабот, в результате чего в цилиндре происходит резкое сжатие топлива и, как следствие, взрыв. Часть высвободившейся энергии уходит на погружение свайного столба (в добавок к энергии, полученной сваей от веса падающего бойка), вторая часть — на подбрасывание бойка в верхнее положение. Данный цикл повторяется до тех пор, пока в цилиндр не перестает подаваться топливо.

Гидромолоты отличаются от дизель-молотов принципом работы привода. Вместо цилиндров сгорания такие конструкции оборудованы гидравлическим механизмом, который не только поднимает боек молота в верхнюю часть, но и контролирует его опускание. Такие механизмы более совершенны, поскольку они дают возможность точно регулировать амплитуду ударов бойка, что значительно повышает эффективность работы условиях песчаных грунтов.

Рис. 1.4: Гидромолот для погружения свай

Внимание! Дизельмолоты и гидромолоты отличаются по весу ударной части — в дизельных агрегатах ее вес не превышает 3 тонн, тогда как в гидравлических механизмах он может доходить до 7 тонн.

• Вибропогружатели

В отличие от ударных молотов вибропогружатели оказывают на сваю низкоамплитудное вибрационное воздействие, в результате которого почва под острием столба разуплотняется, и свая под весом вибропогружателя углубляется в грунт.

Такие механизмы вырабатывают вибрацию в результате вращения разнонаправленных дебалансов со смещенным центром тяжести.

Рис. 1.5: Вибропогружатель железобетонных свай

В зависимости от особенностей конструкции вибропогружатели делятся на жесткие и подрессоренные. В жестких агрегатах электропривод закреплен прямо на поверхности корпуса вибратора, тогда как в подрессоренных он установлен на платформе с пружинами. Последний вариант отличается большим сроком эксплуатации, поскольку в нем привод не подвергается деструктивным вибрационным нагрузкам.

Чтобы предотвратить разрушения свай во время погружения, используются специальные металлические или деревянные конструкции под названием подбабок. Подбабок для забивки свай применяют, если свая расположена ниже, чем может ударить машина, или ниже уровня земли. Например, такая ситуация возникает при установке свай в котлованах или на неровных площадках.

Какая техника используется

Все вышеперечисленные механизмы являются лишь навесными агрегатами, функционирование которых в отрыве от сваебойных (копровых) установок невозможно.

Сваебойная установка представляет собой машину на базе автомобильного либо гусеничного крана, оборудованного копровой мачтой. Помимо мачты, на которой устанавливаются ударные молоты и фиксируется свайный столб, копровая установка имеет лебедочный механизм и крановую стрелу, с помощью которых выполняется перемещение и установка свай в исходное положение для последующего погружения.

Рис. 1.6: Копровая установка УГМК-12 оборудованная штанговым дизельмолотом

Строительная компания «Богатырь» обладает парком современных копровых установок, которые способны обеспечить эффективное выполнение всего спектра сваебойных работ.

Парк наших копров представлен следующими установками:

, оборудованный дизельмолотом СП-75А. Это оптимальный вариант техники для погружения свай с применением технологии лидерного бурения; — установке на базе Камаза-53228, оснащенная дизель молотом СП7В, сочетающая в себе высокую производительность и маневренность; — универсальный сваебойный агрегат, используемый нами при обустройстве свайных полей. За счет поворачивающейся стреловой мачты копр способен погружать сваи в радиусе 6-ти метров, не меняя своей дислокации на строительной площадке; — гусеничная копровая установка, которая задействуется при больших объемах сваебойных работ. Машина погружает до 40 железобетонных свай за одну рабочую смену.

Рис. 1.7: УГМК-12 в работе

Чем погружают сваи видео

Предлагаем вашему вниманию ряд видеоматериалов, которые внесут ясность в понимание технологии ударного погружения свай.

Видео №1 — забивка железобетонных свай штанговым дизель молотом

Видео №2 — забивка наклонных свай трубчатым дизель молотом

Видео №3 — погружение свай гидромолотом

Видео №5 — вибропогружение железобетонных свай

Наши услуги по забивке железобетонных свай

Строительная компания «Богатырь» гарантирует качественное выполнение любых объемов свайных работ в Москве и центральной части России. Предлагаем вашему вниманию основные преимущества сотрудничества с нашей фирмой:

• Все проекты мы сдаем точно в срок — никакие непредвиденные обстоятельства не являются причиной задержки итогового результата;

• Мы можем взять на себя обязанности по поставке забивных свай, в таком случае вы получите качественные железобетонные изделия, соответствующие всем требованиям ГОСТ, по цене, гораздо меньшей их среднерыночной стоимости;

• Все наши сотрудники являются квалифицированными специалистами, прекрасно знающими свое дело, что гарантирует высокое качество проведения всех этапов строительства — от геодезической разбивки до сдачи готового свайного поля;
• Мы заинтересованы в долговременном сотрудничестве с каждым отдельным клиентом, поэтому цены услуги компании значительно ниже, чем у конкурентов.

Для заказа забивки свай вы можете связаться с менеджерами компании «Богатырь» по контактным телефонам, либо воспользоваться формой «Отправить заявку», и мы сами перезвоним вам в течении получаса.

Технологии как забивают сваи на строительной площадке

Для устройства опорной части сооружения существует несколько отработанных технологий с применением различных материалов. Ознакомимся с методикой формирования свайного фундамента. Рассмотрим, чем и как забивают сваи, достоинства и недостатки существующей спецтехники. После прочтения статьи с оптимальным выбором методики можно будет справиться быстрее, а к специалистам останется меньше вопросов.

Достоинство свайного основания

Главное преимущество использования свай в строительстве заключается в надёжности фундамента относительно сезонного поведения грунта. От перепадов температур, замерзания и оттаивания почвы такие опоры исключают движение и разрушение строения. Объясняется это строго вертикальным погружением заготовок ниже уровня промерзания грунта. Погружение происходит одним из трёх способов:

• если почва слабая – достигается глубина до плотного слоя;
• если грунт плотный – применяется методика подмыва;
• если работы проводятся зимой – используется паровая игла.

Во втором случае применяется гидрокоптер. Оборудование под сильным напором подаёт воду вдоль столба. А забиватель в размягчённую прослойку погружает сваю на нужную глубину.

В третьем варианте в области погружения свайного элемента предварительно пробуривается скважина. В неё опускается игла, через которую подаётся пар. Когда промёрзший пласт оттаивает, продолжаются забивные работы.

Классификация свайных опор

Заготовки для устройства свайного фундамента можно найти в разном исполнении. Это касается как формы, так и материала. Также существует методика, по которой опорные элементы изготавливаются непосредственно на стройплощадке. Здесь достаточно сформировать скважину и залить все бетоном. Рассмотрим детальнее классификацию свай.

По материалу

Изначально в качестве точечных опор под здания применялись бревна из древесного массива. Сегодня этот материал также пользуется спросом. Для производства свай используются только твёрдые породы. Заготовки с корневого торца заостряют, на него насаживают погружаемый в грунт металлический конус. Верхняя часть во избежание растрескивания защищается (стягивается) металлическим кольцом. Для надёжности свайный фундамент забывается из пакетов. Это несколько связанных между собой столбов.

Распространены также заготовки из железобетона. Для отливки используется раствор прочностью не менее М300. В поперечном сечении изделия могут быть круглые, многоугольные или двутавровые, но погружаемый наконечник всегда заострённый. Выступающий край защищён оголовком из стали. Перед тем, как забивать сваи при строительстве дома, заготовки обязательно подлежат отбраковке. Недопустимы такие дефекты, как сколы или трещины.

Большим спросом в частном секторе сегодня пользуются металлические образцы. это полые трубы с заострённым концом и выступающим оголовком. Причина популярности стальных свай в простоте монтажа и долговечности материалов.

По типу проведения установки

В зависимости от исполнения фундамента выделяют три типа свай. Изначально по устройству опорного основания рассматривался вариант забивания элементов. Сегодня чаще для монтажа применяются железобетонные образцы. Работа проводится посредством спецтехники. Это главная причина малой распространённости материала в частном секторе. Обоснование – ощутимая смета по стоимости работ, свай и аренды оборудования.

А вот винтовой вариант из металлических труб напротив, популярен у владельцев своего земельного участка. Здесь для устройства фундамента можно арендовать технику или сэкономить на приспособлениях для самостоятельного выполнения задачи.

Третий тип свай – набивные или инъекционные с использованием бура. В этом случае предварительно формируется посадочное место. В него погружается обсадная труба, чтобы исключить осыпание стенок. Но это не обязательно. А вот армирующий каркас – технологическое требование. для выступающего наконечника собирается опалубка. В заключение проводится заполнение сформированной формы бетонным раствором.

Видео описание

В видео рассказано о плюсах и минусах свайных опор для одноэтажного дома:

Способы проведения монтажа

Если выбор сделан в пользу точечного фундамента, то следующий шаг – определение как и чем забивать сваи на стройке. Решением задач является специальное оборудование или ручной труд. Первый вариант быстрее и проще, второй – экономически выгодней.

Спецтехника

В отличие от монтажа винтовых и буронабивных образцов, с третьим типом опор имеет значение, чем забивают сваи. Здесь требуется габаритное оборудование, которое для личного приобретения экономически неоправданно. То есть его можно только арендовать.

Выделяют два типа забивной спецтехники: гусеничная и на колёсной тяге. Первую на строительную площадку придётся транспортировать тралом, что приводит к удорожанию общей сметы на монтажные работы. Вторая в доставке не нуждается.

По способу погружения заготовок в грунт выделяют 4 специальных машины. Перед тем, как забивать сваи при строительстве того или иного здания, нужно рассмотреть плюсы и минусы каждого варианта. В таблице представлена обзорная характеристика.

Спецтехника	Достоинства	Недостатки
Дизельный молот	Низкие затраты на аренду и топливо, автономность относительно иного оборудования.	Во время монтажных работ много шума.
Гидравлический молот	Сравнительно с дизельным аналогом тише происходит забивание заготовок, наблюдается заметная экономия на топливе. Актуален для проведения монтажных работ вблизи с уже имеющимся зданием.	Оборудование является зависимым, так как применяется в качестве оснастки для копёра. Приступить к установке следующей сваи можно только после полного погружения предыдущей.
Вибропогружатель	Формирование посадочного места происходит путём раздвигания грунта вдоль оси погружаемого элемента за счёт вибрационного воздействия на почву. Таким образом снижается степень необходимой силы, работа проводится в более тихих условиях на фоне молотов.	На устройство фундамента уходит много времени.
Установка для вдавливания свай	Здесь не требуется копёр, так как техника оснащена собственным краном. Заготовка помещается в специальный зажим, который фиксирует вертикальное положение опорного элемента. Свая вдавливается в грунт за счёт прикладываемой значительной силы.	Оборудование устанавливается и собирается непосредственно на строительной площадке. Техника сама по себе лёгкая, поэтому необходимо дополнительно использовать отвесы для стабилизации положения установки.

Так как существует разная техника, способы погружения опорных заготовок также различаются. Так выделяют ударный вариант, вдавливающий, вибрационный и лидерное бурение.

Видео описание

В этом видео смотрите сюжет об обосновании выбора железобетонных забивных свай для частного дома, опыт и расчёты:

Коротко о главном

Сваи представляют собой стержни с оголовком и погружаемым заострённым наконечником.

Главное достоинство свайного фундамента заключается в независимости от сезонного замерзания и оттаивания почвы.

Погружение свай проводится ниже уровня промерзания грунта.

Монтаж проводится методом ввинчивания, вдавливания, бурения или забивания заготовок.

Для забивания свай требуется аренда специального оборудования. Плюсы в скорости и надёжности железобетонного фундамента и возможности устройства опорного основания для здания вблизи с уже построенным сооружением. Минусы в высокой итоговой сумме по смете на монтажные работы.

Описание основных методов забивки свай

Строительство любого капитального здания начинается с возведения фундамента. От того, насколько верно выбран его тип и осуществлены монтажные работы, зависит внешний вид, эксплуатационные характеристики, долговечность и безопасность строения. Сегодня все чаще при возведении объектов различного назначения используется свайный фундамент.

Особенности

Забивные сваи опираются на прочные слои грунта, а потому характеризуются высокой несущей способностью. Их использование, кроме того, предотвращает деформирование опасных слоев грунта, что при других условиях чревато неравномерным проседанием строения.

Забивка свай производится в следующие типы грунта:

• рыхлые песчаные и среднепрочные почвы;
• текучие и пластичные супеси;
• туго-, текуче- и мягкопластичные глины и суглинки.

Если сваи выходят за пределы грунта не более, чем на 200 см, то возможно применение данной технологии и на глинистых почвах текучей консистенции.

Для забивки используются разные типы свай. Если говорить о форме сечения, то это:

• круглые (сплошные и полые);
• тавровые;
• квадратные.

В зависимости от применяемого материала выделяют сваи:

• металлические – подходят для строительства крупных объектов из кирпича, на основе деревянного сруба, а также для возведения каркасных домов;

• железобетонные – используются под монолитные промышленные и многоэтажные объекты, рекомендованы под подвижные грунты;
• деревянные – подходят для частных домов, дач, небольших мостов, временных построек.

В зависимости от способа изготовления – монолитные и сварные.

Критерии выбора и особенности деревянных свай определяются по ГОСТ 9463-88. Для прочих изделий существуют нормативные документы.

Вне зависимости от вида сваи, они должны соответствовать следующим требованиям:

• один элемент должен выдерживать большую нагрузку;
• высокая трещиностойкость;
• устойчивость к высокой переменной нагрузке, способность функционировать в сложных гидрогеологических условиях.

Для забивки свай применяется спецтехника, оказывающая на элементы статическую (постоянное вдавливание) или динамическую (удары) нагрузку. Работы предваряются геологическими изысканием и забивкой пробного элемента. Последнее действие позволяет увидеть, насколько точны теоретические предположения о характере грунта, оценить поведение сваи в почве.

После забивки пробного элемента делается перерыв на 3-10 дней (точные сроки зависят от типа грунта), в течение которых продолжают наблюдение.

Если пробная забивка оказалась успешной, производится установка всех опор, организация основания, по окончании которой делается забирка фундамента. Последняя предполагает закрывание надземной части основания с целью его защиты от негативных факторов внешней среды. Забирка может выполняться с применением кирпичной кладки, досок, бетонного раствора. Получившийся цоколь затем облицовывается подходящим материалом.

Главным преимуществом свайного фундамента является, конечно, возможность возведения строений среднего и крупного размера на опасных, склонных к осыпанию и пластичности, почвах. Один элемент выдерживает нагрузку в 1,5 тонны. Это, в свою очередь, позволяет снизить количество свай, а, заодно, и уменьшить смету. Затраты на свайный фундамент окажутся меньшими по сравнению с расходами на организацию ленточного или монолитного аналога.

Важно, чтобы элементы погружались в почву ниже уровня ее промерзания, иначе зимой они будут выталкиваться наружу. Отчасти предотвратить это, а также уменьшить силу давления на элементы позволяет гидроизоляционный слой в виде 2 пластов рубероида.

Помимо очевидного, метод забивки свай имеет следующие «плюсы»:

• расположенные рядом строения не испытывают динамических нагрузок;
• возможность строительства на рельефных грунтах, почвах, имеющих значительный наклон;
• сохранение общего вида ландшафта;
• высокая скорость возведения фундамента, отсутствие необходимости ждать, когда основание наберет прочность;
• подходит для любых типов строений;
• делает почти любой участок пригодным под строительство.

Способы

Особенностью технологии забивки свай является необходимость предварительно бурить скважины нужной глубины. Следующим шагом становится организация ствола сваи. Этот этап может вестись в зависимости от типа грунта одним из трех способов:

• сухой – производится без фиксации стенок опоры;

• с применением глины, что позволяет избежать осыпания скважины;

• с использованием обсадных труб, позволяющих фиксировать опоры.

Кроме того, сам процесс забивки может производиться разными способами:

• посредством удара;
• методом вибрации;
• путем вдавливания;
• методом завинчивания;
• с применением лидерных скважин под опоры.

Иногда на одном фундаменте применяется сразу несколько методов. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Забивание свай подразумевает использование копровой установки или другой спецтехники (например, экскаватора), на который навешивается гидромолот (либо дизель- или пневмомолот) для забивания. Дизельный молот – простой, но эффективный забиватель. Он функционирует вне зависимости от наличия источников энергии, обладает высокой производительностью, атмосферостойкостью.

Данная технология считается одной из самых доступных, поскольку не связана с повышенными финансовыми расходами, может применяться на грунтах любого типа.

Суть забивного метода основывается на энергии удара. С каждым ударом по оголовку элемент все глубже уходит в грунт до тех пор, пока его острие не упрется в твердое основание.

Вибропогружение предполагает снижение трения между боковой поверхностью опор и стенками скважины, поэтому метод требует меньшего напряжения. При вибропогружении вытесняемый грунт должен уплотняться вокруг сваи, поскольку это напрямую связано с прочностью будущего фундамента. Осуществляется с применением погружателей, молотов и специальных установок, обеспечивающих вибрации и деформирование грунта под наконечниками свай и в области их боковых стенок.

Вибропогружатель в данной методике эффективен на влагонасыщенных почвах. Для сухих и плотных грунтов больше подходят вибромолоты пружинного типа.

Технология вдавливания является одной из самых бесшумных. Осуществляется благодаря определенной нагрузке на сваи, из-за чего они буквально «проваливаются» в грунт. Нагрузка исходит от вибропогружателей и гидродомкрата, немаловажно что сваи вдавливаются и под воздействием собственного веса.

Процесс подразумевает несколько циклов углубления и последующего извлечения опоры, пока ее острие не застопорится и не достигнет проектной глубины. Подходит для большинства типов грунтов, в том числе с глубоким залеганием плотных слоев. Данный метод не подходит для свай, вбиваемых на глубину свыше 6 м. Из-за габаритности применяемого оборудования для его размещения требуется участок не менее 500 м кв. Кроме того, это довольно дорогостоящий способ организации свайного фундамента.

Технология завинчивания предполагает использование металлических или железобетонных (ЖБ) свай, которые, помимо наконечника, имеют лопасти. Последние необходимы для погружения, ввинчивания опор в грунт. Такой метод применяется на подтапливаемых и непрочных грунтах, широко используется в городском строительстве, поскольку не создает шума и вибраций, не деформирует слои почв соседних объектов.

Самой тихой безопасной для ландшафта считается методика погружения опор. Она подходит для скальных грунтов, почв в зоне вечной мерзлоты, грунтов с твердыми (до 20%) включениями.

Суть бурозабивного метода сводится к тому, что в грунте делается отверстие (лидерную скважину), диаметр которого меньше диаметра сваи. Высота получившейся скважины соответствует высоте сваи без острия. После этого в скважину забивается опора.

Разновидностью погружного метода является буроопускной. В этом случае диаметр скважины несколько превосходит диаметр свай, поэтому после погружения последней свободное пространство между стенками отверстия и стенками опоры заполняется цементно-песчаной или грунтовой смесью.

Бурение скважины осуществляется с применением копровых установок, оснащенных не свайными молотами, а буровыми вращателями. Последние обеспечивают строго вертикальную направленность бурения, что является ключевым показателем качества бурения.

Этот метод является затратным, поскольку требует привлечения специального оборудования. Однако на некоторых типах грунта, а также в условиях густой застройки он остается едва ли не единственным.

Как выбрать?

Выбор того или иного способа забивки свай в первую очередь определяется особенностями грунта. Так, ударное оборудование недопустимо применять в почвах с твердыми вкраплениями (камнем, щебнем, гравием). Не подойдет метод забивания и при близком расположении стройки с эксплуатируемыми объектами, магистральными трубопроводами. Одним словом, там, где запрещены шумы и вибрации.

Метод вибропогружения оптимален для водонасыщенных и песчаных грунтов, однако недоступен, если речь идет о плотных и малоподвижных, тем более – скальных почв.

Немаловажным критерием выбора является расход свай и, соответственно, стоимость работ. Как правило, для помещений регулярной эксплуатации выбирать приходится между ЖБ и винтовыми сваями. Несущая способность железобетонных опор выше, однако они устанавливаются с тем же шагом, что и винтовые. То есть, сократить их количество не удастся.

Для строительства большого объекта, в том числе загородного коттеджа, следует выбирать ЖБ опоры. Под бани, сараи и хозпостройки, временные объекты покупка ЖБ свай нерационально, можно приобретать и винтовые аналоги. Однако последние не рекомендованы для применения на сильнокислотных почвах, поскольку срок службы свай будет непродолжительным.

А вот для грунтов со значительными перепадами высоты или на обводненных почвах лучше применять винтовые сваи. Железобетонные (даже при использовании составных модификаций) в данном случае имеют тенденцию проваливаться, чего не случается с винтовыми аналогами благодаря их более широкому основанию. Кроме того, последние можно нарастить до необходимой длины – до тех пор, пока основание не упрется в прочные слои.

Если сравнивать трудоемкость методик, то все сваи, устанавливаемые забивным методом, требуют меньшего времени на установку. Как правило, для этого на участок нужно лишь доставить спецтехнику, которая двигается по нему на гусеничном ходу. За смену такие установки способны забивать до 40 свай, то есть создавать целый фундамент в большинстве случаев.

Важный момент – при выборе технологии вдавливания важно оценить размеры участка и используемого для давления на опоры оборудования.

Введение в грунт винтовых свай подразумевает использование электромеханического оборудования или ямобура, с помощью которых в монтажное отверстие устанавливается редуктор, он и обеспечивает вкручивание опор. Если к стройплощадке затруднен доступ или по другим причинам не удается воспользоваться специальным оборудованием, возможна ручная установка свай. Процесс получится длительным и трудоемким.

Советы

Вне зависимости от выбранной технологии и размеров, назначения здания обязательно составляются схемы, в которых отражены несущая нагрузка опор, глубина их заглубления, шаг, диаметр и так далее.

Если в строении предусмотрены тяжеловесные конструкции, например, печи, камины, то под них нужен собственный мини-фундамент. Он не связан с основным основанием и должен возводиться по собственным расчетам.

При забивании сваи своими руками следует помнить, что она должна устанавливаться ниже уровня промерзания грунта и проходить все слабые слои. Только так можно добиться прочности и надежности фундамента свайного типа.

Если нужно забить опору в чересчур плотный грунт на большую глубину, может применяться технология подмывания. Для этого вдоль сваи под напором вглубь скважины подается вода. Она служит для размягчения почв и снижения трения между нею и стенками свай.

Забивают сваи, как уже говорилось, до твердого грунта, глубина которого соответствует проектной документации. При этом важно убедиться, что элемент достиг твердых слоев, а не уперся, например, в камень. В противном случае не избежать перекоса сваи в процессе эксплуатации дома, что влияет на геометрию строения в целом.

Погружение или забивание свай лучше вести в теплое время года, после того, как верхние слои почвы оттаяли. Если провести работы до заморозков не удается, то можно вести их в штатном режиме при условии, что грунт промерз на глубину не более метра.

Если промерзание более значительное, можно использовать специальное устройство – «паровую иглу». Она представляет трубку, на которой имеет отверстие – из него выходит горячий пар. Трубка опускается в скважину, способствуя размораживанию почвы. Для мерзлых грунтов подходит также буроопускной метод с предварительным бурением лидерных скважин.

Попытки забить сваи в мерзлый грунт иными способами в лучшем случае приведут к ее расшатыванию по мере оттаивания грунта, в худшем – к деформациям.

Для забивки свай малого диаметра на небольшую глубину можно использовать ручной молот. Для более масштабного строительства применяют электрический или гидравлический молот. Их стоимость высока, но можно взять в аренду, если речь идет о частном домостроении.

При использовании буроопускного метода следует предварительно позаботиться о вывозе доставаемого в процессе бурения грунта. В противном случае уровень строительства поднимется в среднем на 0,5 м.

Стратегическое значение при лидерном бурении имеет глубина скважины. Она должна быть на полметра короче опоры. В противном случае не удастся обеспечить удерживание сваи грунтом.

О вибропогружении, вдавливании и забивке свай смотрите в следующем видео.