Как забивают свайный фундамент

Как происходит забивка свай при строительстве дома

Возведенные на качественном фундаменте здания отличаются не только надежностью и долговечностью, но и большими затратами времени, солидной трудоемкостью и высокой стоимостью. Особенно это касается сооружений, построенных на плитных или ленточных основаниях. В промышленности и при строительстве многоэтажных домов эти вопросы частично решаются за счет применения забивных опор, длительное время недоступных для индивидуальных застройщиков. Однако забивка свай – технология, обладающая рядом преимуществ перед традиционными способами обустройства фундаментов, – в конечном итоге распространилась и на частные дома.

Как правильно забивают сваи

При забивке нужно следить, чтобы отдельные сваи не упирались в камни

Свайный фундамент обустраивают там, где высока возможность деформации или разрушения постройки при наличии циклического замерзания/оттаивания грунта. Чтобы избежать негативных последствий этих процессов, сваи должны быть забиты на глубину, которая превышает уровень промерзания почвы. Кроме того, забивая сваи, необходимо пробить слабые грунты и достичь твердого основания.

Забивая опору на небольшую глубину, нужно быть уверенным в том, что она не уперлась в камень. Ведь при возведении постройки нагрузка на сваи возрастет и они постепенно погрузятся в почву немного глубже. При этом свая на камне погрузиться ниже не сможет, что вызовет перекос фундамента и всей постройки.

Преимущества и недостатки забивных свай

Преимущества забивных жб свай

Технология закладки фундаментных оснований с помощью забивных свай все чаще используется при возведении частных жилых домов и при обустройстве построек хозяйственно-бытового назначения. Связано это с преимуществами, характерными только для этого вида фундаментов:

• универсальность;
• оперативный монтаж – полноценное основание можно подготовить за 1-2 дня;
• минимальный объем земляных работ, что сокращает расход строительной смеси на 20-30%;
• проведение работ в любое время года:
• высокая несущая способность, устойчивость к деформациям и долговечность основания дома.

Свайные фундаменты возводят в любых климатических условиях и на любом грунте. Не имеет значения и рельеф местности, где предполагается вести строительные работы.

Если при закладке обычного бетонного основания кладку стен начинают только через 20-25 дней, то при обустройстве свайного фундамента к строительным работам можно приступать немедленно.

Недостатки, присущие свайным фундаментам:

• Необходимость тщательной геологической разведки территории, выделенной для строительства. Ошибки, допущенные при проведении изыскательных работ, могут в дальнейшем обернуться деформацией фундамента.
• Требования, касающиеся расстояний до близрасположенных строений.
• Необходимость применения узкоспециализированной техники. В некоторых случаях допускается забивать сваи при помощи ручного молота.

В доме, возведенном на свайном фундаменте, обустроить подвал и/или цокольный этаж не представляется возможным.

Разновидности свай и способы их забивки

Этапы установки буриъекционной сваи

Сваи, на базе которых возводят фундаменты, считаются самой надежной опорой. Они надежно фиксируют основания частных и многоэтажных зданий в самых различных грунтах. В строительстве применяются сваи, изготовленные из разных материалов, и в грунт их погружают разными способами.

Существует 4 вида забивных свай:

• железобетонные;
• металлические;
• деревянные;
• буронабивные (буроинъекционные).

Металлические сваи изготавливают как в промышленных, так и в домашних условиях. Этому способствует их простая конструкция (труба, острие, оголовок), а также высокая универсальность металла, который прочнее дерева и технологичнее бетона.

Железобетонные сваи представляют собой арматурный каркас, залитый бетоном. Они могут иметь различную форму (круглую, квадратную, и пр.). Нижний торец опоры сформирован в виде острия, а верхний оформлен так, чтобы перед забиванием на него можно было надеть специальный оголовок из прочной стали, защищающий сваю от разрушения при ударе молота.

Деревянные сваи диаметром до 40 см изготавливают из твердых пород дерева (дуб, кедр и др.). Заглубляемый конец такой опоры оснащают металлическим острием, а верхнюю часть защищают от растрескивания специальным металлическим обручем. Если требуется свайный фундамент особой прочности, применяют «пакеты» – связку из нескольких свай, которые забиваются в грунт как единое целое.

Буроинъекционные сваи – это конструкции, изготавливаемые непосредственно при закладке фундамента. Сначала в местах установки проделывают отверстия, в которые вставляют обсадные трубы, заполняемые бетонным раствором. Для придания такой трубе необходимой прочности ее необходимо армировать заранее подготовленным каркасом.

Способы забивки

От способа забивки сваи в грунт зависит скорость закладки фундамента и эффективность использования специальной техники. На практике чаще всего используют ударный метод и метод лидерного бурения.

• Ударный метод – наиболее распространенная технология забивки опор. Заглубление осуществляется при помощи ударов специальным молотом (копром). Для облегчения этого процесса существуют специальные механизмы и машины, которые имеют разную мощность и другие технические характеристики.
• Метод лидерного бурения используется для ускорения процесса забивания свай. Применяют его, когда грунт на строительной площадке оказывается слишком плотным. Годится этот метод и при закладке фундамента в мерзлой почве. В местах установки опор предварительно бурят скважины, диаметр которых немного меньше диаметра свай. Глубина скважин при этом должна быть на 0,5 м меньше, чем глубина заглубления опоры. Затем в эти скважины забиваются сваи.

Если заглубление свай ударным способом невозможно (реконструкция старинных зданий, строительные работы в районах с плотной жилой застройкой или рядом с домами, находящимися в аварийном состоянии и пр.), используют менее распространенные способы, например, метод вибрации или вдавливания.

Чем забивают сваи

Машины для забивки свай

Для погружения забивных опор в грунт промышленностью выпускается большое количество разнообразной техники. Как правило, такие машины собираются на базе бульдозеров, автокранов или экскаваторов, передвигающихся на гусеничном или колесном ходу.

Забивают опоры в грунт при помощи сваезабивателя. Принцип его работы заключается в нанесении молотом ударов по торцу сваи, установленной в нужном направлении.

Ударный механизм оснащается молотом:

• работающим за счет энергии, получаемой при сгорании дизельного топлива;
• с гидравлическим приводом, который обеспечивает подъем и опускание ударной части молота.

При возведении легких построек хозяйственного назначения допускается использование ручного молота, в котором ударная часть с помощью простого блочно-тросового механизма вручную поднимается на определенную высоту. Падая, он за счет ускорения свободного падения с силой ударяет по торцу опоры, постепенно загоняя ее в грунт. Такой копр можно оснастить барабаном и наматывать трос вручную или при помощи электродвигателя.

Существует машина, принцип действия которой заключается в создании вибрации, направленной вдоль оси опоры — вибропогружатель. Вибрации создаются специальным устройством, которое закрепляется на оголовке сваи. Конструктивно оно состоит из вращателя и пригруза со смещенным центром тяжести. Приводится такой механизм в действие гидроприводом или электромотором. При этом создаваемая вибрация обеспечивает все условия для погружения сваи в грунт.

В распоряжении строителей имеется сваевдавливающая установка, с помощью которой опора плавно вдавливается в грунт. Чтобы свая вошла в плотные слои, процесс вдавливания завершается нанесением нескольких ударов по ее оголовнику.

Источник

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.

Источник