Сваи: ЖБИ, дерево, металл
Сваи – это железобетонные, деревянные или металлические стержни, заглубляемые в землю в основании зданий и сооружений.
Сваи используются для передачи нагрузки от фундаментов здания на более глубоко расположенные прочные грунты или же для того, чтобы повысить несущую способность слабых грунтов. Следует отметить, что использование свай позволяет уменьшить объем земляных работ и расход бетона, а также значительно сократить трудозатраты и сроки строительства объектов в целом.
По способу передачи нагрузки на грунт отдельно можно выделить сваи-стойки, передающие нагрузку на прочные грунты, залегающие под слоем слабых, а также висячие сваи, используемые в слабых грунтах и передающие нагрузку на грунт за счет возникающей силы трения между боковой поверхностью сваи и грунтом.
По форме поперечного сечения сваи могут быть квадратными, круглыми, многогранными, прямоугольными, постоянного по длине сечения и пирамидальными, сплошного сечения и полыми.
Сваи могут быть забивными (погружаемыми в грунт в готовом виде) и набивными (устраиваемыми непосредственно в грунте). Достаточно широко в строительстве применяются шпунтовые сваи, погружаемые в грунт свая к свае сплошными рядами. Шпунтовые сваи применяются для ограждения мест производства работ от воды рек и других водоемов или же от грунтовых вод в выемках на суше, а также для предупреждения оползания грунтов. Шпунтовые сваи могут быть как деревянными, так и железобетонными или металлическими. Они могут иметь различную форму поперечного сечения. Шпунтовые сваи имеют продольные пазы или гребни, при помощи которых осуществляется соединение смежных свай в шпунтовом ряду. Именно такое соединение выполняется в целях обеспечения необходимой водонепроницаемости конструкции. Металлические шпунтовые сваи закрепляются между собой при помощи специальных замковых соединений.
Сваи корытообразного и Z-образного профиля обладают высокой жесткостью и очень часто применяются в качестве подпорных стенок.
Деревянные сваи изготавливаются в основном из твердых пород древесины. От повреждения при забивке их верхний конец предохраняется при помощи специального стального кольца или накладного сварного стакана. Клееные деревянные сваи прямоугольного сечения изготавливаются из строганных досок и брусков с применением водостойких клеев. Для увеличения срока эксплуатации деревянные сваи обрабатываются специальными составами. Также сваи могут быть и комбинированными. Такие сваи состоят из двух частей – деревянной и железобетонной.
Наибольшим распространением в строительстве пользуются железобетонные сваи с различной формой поперечного сечения.
При необходимости устройства оснований глубокого заложения широко применяются так называемые сваи-оболочки. При погружении они могут стыковаться до достижения требуемой длины. Призматические и трубчатые железобетонные сваи армируются поперечной и продольной арматурой. Благодаря предварительному напряжению арматуры можно определенным образом снизить общий расход необходимых для изготовления сваи материалов. Для предупреждения возможного разрушения сваи при работе молота верхняя часть сваи армируется сеткой, а непосредственно при забивке на нее надевают специальный металлический наголовник с вкладышем из дерева.
Очень высокой прочностью отличаются металлические сваи. При ударах молота и завинчивании они практически не деформируются и относительно легко проникают даже в достаточно плотные грунты. Однако металлические сваи подвержены коррозии и стоят сравнительно дорого. Изготавливаются они в большинстве случаев из прокатных профилей и труб.
Устройство свайных фундаментов представляет собой комплексный процесс. При установке забивных свай он включает в себя подготовку территории для проведения работ, геодезическую разбивку, доставку на стройплощадку и установку специального оборудования для погружения свай, транспортировку свай от места их изготовления к строительному участку, непосредственно забивку свай, срезку свай по заданным отметкам, при необходимости устройство ростверка (конструкции, объединяющей сваи для их совместной работы), а также вывоз со строительной площадки срезанных остатков свай и демонтаж оборудования.
На сегодняшний день достаточно широко применяется несколько способов установки свай (вибрационный, ударный, при помощи вдавливания, завинчивания и т.д.).
Ударный метод основывается на использовании энергии удара, под действием которой свая своей заостренной нижней частью внедряется в грунт. Ударная нагрузка может создаваться при помощи различных специальных механизмов (дизель-молотов, паровоздушных молотов и т.д.).
Набивные сваи в большинстве случаев устраиваются путем заполнения заранее подготовленных скважин (полостей) бетонной смесью. Если до заполнения скважины бетоном в нее опускают стальной арматурный каркас, то получается железобетонная набивная свая. Вообще, на сегодняшний день применяется достаточно большое количество вариантов решения таких свай. К их основным преимуществам можно отнести отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай, возможность устройства свай любой требуемой длины, а также применимость метода в достаточно стесненных условиях и в случае необходимости усиления уже существующих фундаментов. Набивные сваи могут быть бетонными, железобетонными, песчаными, грунтовыми и т.д. Следует заметить, что также существует возможность устройства набивных свай с уширенной пятой.
При выборе оптимального для каждого конкретного случая вида свай определяющими факторами являются требуемая величина их несущей способности, вид воспринимаемой нагрузки, а также свойства существующих грунтов.
Набивными сваями очень удобно делать фундамент на склонах и другой неровной местности. Главное достать до скальной породы и затем связать и опустить внутрь каркас из арматуры. Как для точечной постройки в городе, так и для горной местности – это идеальное решение. Не нужны большие механизмы.