Виды свай и принцип их погружения

Свайный фундамент дешев, долговечен и прост в обустройстве. Поэтому свайные конструкции используются в процессе сооружения и жилых домов, и промышленных построек, и даже малых архитектурных форм. Ведь более дешевого и прочного основания попросту не существует.

В этой статье мы расскажем о том, какие бывают виды свай и способы их погружения в грунт. Такие сведения пригодятся не только заказчикам строительства свайных оснований, сторонникам строительства своими руками. Ведь свайный фундамент можно построить и силами одного-двух человек.

Разновидности свай

Сортамент свай разделяется по двум признакам, а именно:

• По типу конструкционного материала, расходуемого в процессе создания опоры.
• По типу технологии, применяемой в процессе погружения опоры в грунт.

Причем оба способа классификации взаимосвязаны – то есть, сваи из конкретного материала можно монтировать в грунт только конкретным способом. Поэтому, в большинстве случаев, основу классификации сортамента свай составляет именно конструкционный материал.

По этому признаку все опоры делятся на:

• Сваи из дерева.
• Металлические сваи.
• Железобетонные или бетонные сваи.

И далее по тексту, мы рассмотрим особенности сортамента опор из каждой группы, попутно коснувшись и технологий, применяемых в процессе монтажа свай.

Деревянные сваи

Опоры из дерева используются при строительстве малых архитектурных форм и небольших сооружений временного типа (бытовок, бань, сараев и так далее). Впрочем, на деревянных сваях может базироваться и многоэтажная постройка (хороший пример – старинные дома Венеции).

В наши дни повсеместному распространению венецианской технологии препятствует массивность многоэтажных объектов из железобетона и кирпича. А вот дома из бруса или каркасные строения на деревянных опорах монтируются без проблем.  Да и цена на деревянные сваи существенно ниже стоимости стальных или бетонных опор.

В итоге, старейшая разновидность свай – деревянные опоры – продолжает пользоваться достаточно устойчивой популярностью.

Сортамент свай из дерева

Сортамент деревянных опоры можно классифицировать по типу пиломатериала, используемого для производства свай. То есть, деревянные опоры бывают сосновыми, дубовыми, еловыми и так далее. Причем сваю изготавливают из непрофилированного бревна, сняв кору и обрубив сучья со свежеспиленного дерева.

На стройплощадку сваи поставляются в виде цельных или сборных опор. Диаметр цельной сваи колеблется в пределах от 18 до 25 сантиметров. Нижний торец сваи сточен на конус, длина которого равняется полутора-двум диметрам опоры. Длина самой сваи достигает 16 метров. Минимальная длина деревянной опоры – 4,5 метра.

Способы погружения деревянных опор

Верхняя часть сваи защищена особой накладкой – наголовником. Этот элемент защищает опору от возможных деформаций: ведь основным способом установки свай является вбивание опоры в грунт. Причем перед вдавливанием или вбиванием сваи тело опоры пропитывают особыми составами, препятствующими гниению древесины.

В итоге, технология монтажа деревянных опор выгладит следующим образом:

• Вначале сваю грунтуют специальным составом.
• Далее в месте инсталляции опоры высверливают, ручным буром, метровую шахту, необходимую для калибровки опоры по вертикали.
• После этого сваю вставляют в шахту и вбивают в грунт копром или молотом.

Таким образом, все деревянные сваи относятся к классическим разновидностям забивных опор, погружаемых в грунт вдавливанием или прессованием.

Железобетонные сваи

Существует две разновидности опор из армированного стальным прутом бетона:

• Литые сваи, заливаемые в опалубку, смонтированную в шахте основания.
• Готовые сваи, поставляемые на стройплощадку в виде железобетонной балки.

Причем высокими несущими способностями обладают оба варианта. Однако первая разновидность опор – литая свая обойдется  дешевле второго варианта — железобетонной балки, которая, в свою очередь, монтируется намного быстрее набивного монолита.

Сортамент готовых свай из железобетона

Готовые, монолитные железобетонные сваи выпускаются в виде многоугольных или круглых балок. Минимальный размер такой сваи – квадрат с габаритами 20 на 20 сантиметров, максимальный размер – квадрат 40х40 сантиметров. Максимальная длина готовой сваи из железобетона – 12,5 метров. Более крупные габариты не оправданы с технологической точки зрения.

Поскольку транспортировка и хранение забивных железобетонных свай больших размеров экономически неоправданна. Ввиду сложности процесса перевозки, полгрузки-разгрузки и хранения чрезмерно габаритных свай.

Впрочем, если вертикальные опорные элементы  монтируются на глубину более 12 метров, то в этом случае используются не монолитные опоры, а железобетонные сборные сваи. Эта разновидность опор похожа на трубу с толщиной стенки не менее 4 сантиметров. Такие трубы вбивают или монтируют в скважины и соединяют между собой с помощью специальной технологии.

Сортамент литых свай из железобетона

Классификация литых свай практически невозможна. Ведь такие конструкции имеют практически любые габариты и любые формы сечения. Размерный ряд таких опор (диаметр, габариты и глубина погружения) определяется исходя из конструкторских расчетов архитектора проекта.

Способы погружения железобетонных опор

Технология монтажа железобетонных опор в грунт зависит от принадлежности к монолитному или литому типу сортамента. Ведь монолитные оборы относятся к забивному типу свай, а литые – к буронабивному типу вертикальных опорных конструкций.

Железобетонные забивные сваи погружаются в грунт под ударами копра. Причем нижний торец опоры защищает оформленное в виде четырехгранной пирамиды основание.

На практике эта технология реализуется в два этапа:

• Вначале на месте монтажа сваи высверливают полутораметровое отверстие для калибровки вертикали опоры. После чего в отверстие монтируют, окованным торцом вниз, саму сваю.
• Далее к опоре подводят копр или кран с молотом, который вбивает сваю в грунт на нужную глубину.

После завершения операции шахту калибрующего отверстия можно заполнить бетонным раствором. Набивные сваи заливают в предварительно обустроенную и армированную опалубку.

То есть весь процесс установки буронабивной сваи выглядит следующим образом:

• В грунте высверливают шахту.
• В шахту монтируют опалубку – трубу из рубероида.
• В опалубку вставляют армирующую колонну, сваренную из четырех вертикальных прутов с горизонтальными перевязками.
• Свободное пространство опалубки заполняют бетоном марки М250 или М300.

Такая технология монтажа свай, в большинстве случаев, используется при обустройстве основания с монолитным ростверком.

Сваи из металла

Как таковых металлических свай попросту не существует. То есть, специально такие опоры никто не производит. На роль металлической сваи, в большинстве случаев, претендует либо обсадная труба, либо двутавровая балка или швеллер.

Впрочем, изготовление металлических свай, все же, предполагает некоторую предварительную подготовки стандартного металлопроката. Например, швеллеры сваривают попарно, получая, таким образом, трубу квадратного профиля. Ну а если на конец обсадных труб наварить лопасти, то получатся винтовые сваи – особый вид опор, используемый в процессе упрощенного монтажа.

Сортамент металлических опор

Как уже говорилось: металлические опоры это всего лишь обсадные трубы, двутавровые балки и швеллеры.

Поэтому сортамент подобной продукции формируется из стандартных представителей указанного металлопроката.

Причем при отборе труб, швеллеров и балок необходимо помнить о том, что минимальный диаметр сваи не должны быть менее 20 сантиметров. Максимальные габариты, в свою очередь, не должны превышать 40 сантиметров в диаметре.

Причем, с учетом тех неприятностей, которые несет коррозия металлических свай, оптимальный вид металлопроката под такие опоры – это обсадная, оцинкованная труба.

Способы погружения металлических опор

Металлические опорные элементы погружаются в грунт либо путем продавливания сваи сквозь почву, либо путем ввинчивания опоры.

Ввинчиваемые сваи заворачивают в грунт с помощью бурильных машин или ручных воротов. Причем таким образом можно углубиться в землю почти на 20 метров!

На практике эта процедура выглядит следующим образом:

• В грунте сверлят центрирующее отверстие (0,5-1 метр глубиной).
• В отверстие вставляют сваю, на вершине которой закреплен хомут под ворот.
• В хомут вставляют ворот и, вращая в нужном направлении, погружают опору в грунт.

Причем реверс в таком случае – недопустим. Поскольку снижает опорные характеристики основания.

Забиваемые сваи погружают в землю прессом или копром. Впрочем, при должном старании и глубине менее пяти метров можно использовать и ручные молоты. Ну а сам процесс забивки свай из металла не отличается от аналогичной технологии, применяемой при погружении деревянных или железобетонных изделий.