Располагаться в земле сваи могут в вертикальном или наклонном положении

Сечение свай может иметь форму круга, квадрата, многоугольника или быть полыми.

- по форме поперечного сечения – рис 11.4 (а, б, в – типовые)

- по форме продольного сечения

- по способу армирования на сваи:

1) с ненапрягаемой арматурой и с предварительно напряженной продольной арматурой

2) с поперечным армированием и без него

По несущим нагрузкам сваи подразделяются на:

сваи-стойки, оказывают давление на грунт, передавая ему все нагрузки, действующие на сваю.

висячие, оказывают давление на грунт своими боковыми гранями за счет силы трения между сваей и грунтом.

По расположению в плане фундамента сваи могут быть одиночными для отдельных колонн, кустовыми, ленточными для возведения стен и в виде целого свайного поля.

В строительстве крупных объектов сваи и свайные фундаменты погружаются в грунт разными способами:

забивкой;

бурозабивкой;

буроопусканием;

завинчиванием;

вибропогружением;

вдавливанием;

с подмывом в нижней части сваи грунта, комбинированным – электростатическим, виброударным и другими.

Ударным способом, в основном, забиваются сваи при помощи сваебойных установок. Для такого метода подходят все грунты, кроме скальных пород. Вдавить сваю в грунт можно, только если он по своей структуре мягкий.

Вибрацией погружают сваи, если на участке грунты влажные, пластичные или сыпучие.

Винтовые сваи можно использовать на грунтах любой структуры. Здесь, кроме силы вдавливания, используется сила вращения. Конструкция сваи своим внешним видом напоминает огромный шуруп, так как на металлической полой трубе приварено винтовое ребро, заостренное книзу.

В жилищном малоэтажном строительстве свайный фундамент забивной практически не применяется. Его с успехом заменяет фундамент из буронабивных свай, которые устраиваются непосредственно на месте строительства. Для этого в размеченных местах бурят скважины, в которые устанавливают арматурные каркасы и заливают бетон необходимой марки.

Если в месте устройства свай грунт сыпучий, то в скважину вставляется рубероидная или толевая рубашка. Иногда устанавливают обсадную трубу, которую после застывания бетона вынимают из скважины, или оставляют в земле, тем самым повышая прочность залитой сваи.

Применение свайных фундаментов имеет свои преимущества:

свайные фундаменты могут возводиться на грунтах любой сложности;

снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи;

уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента;

производить фундаментные работы можно круглый год, не исключая зимний период;

конструкции, возводимые на свайных фундаментах, отличаются особой стойкостью к паводкам, подвижкам грунта вследствие зимнего вспучивания.

Однако, несмотря на все преимущества свайных фундаментов, возводятся они крайне редко в индивидуальном жилищном строительстве по причине высокой стоимости транспортных расходов на доставку свай и из-за использования сваебойной техники.

Классификация фундаментов происходит по многочисленным признакам, это зависит:

от вида свай;

от расположения свай — отдельностоящие сваи, расположенные кустом, ленточное расположение, сплошное поле свай;

от типа сопряжения сваи со строящимся зданием- с устройством ростверка или без него;

от вида ростверка – высокий или низкий;

от конструкции ростверка – монолитный, сборный или комбинированный;

от вида соединения ростверка со сваями – жесткое, свободное опирание, с устройством сейсмических поясов.

Среди типов свайных фундаментов наиболее часто применяются железобетонные сваи, которые сочетают в себе свойства висячих свай и свай-стоек.

При возведении каркасных многоэтажных зданий применяются свайно — плитные фундаменты. Такое решение конструкторов обусловлено в тех районах, где сейсмическая обстановка неустойчивая и есть риск подвижек грунта при землетрясениях. Суть этого инженерного изобретения заключается в создании необходимой жесткости свай и железобетонной плиты, которые обеспечивают совместную деформацию элементов фундамента при сейсмических нагрузках.

Свайно-плитный фундамент

Сваи устраиваются кустовым методом, после чего делается ростверк с выпуском арматуры для последующего крепления тонкой железобетонной плиты. Между ростверком и бетонной плитой устраивается шов из герметичного материала, который обеспечивает независимость осадки здания, гидроизоляцию конструкции, одновременно реагирует на сейсмические изменения в почве.

Свайный фундамент под колонны, если проектом дома таковые предусмотрены, делается безростверковым. Под колонны используются готовые конструкции в виде железобетонных стаканов, оголовков или насадок.

Для небольших по своей массе строений – заборов, навесов, каркасных домов применяются сваи колонны. Это забивная свая круглого или квадратного сечения, которая является продолжением колонны и в надземной части здания или сооружения. В этом случае устраивать ростверк не требуется.

Железобетонные свайные фундаменты могут иметь мо­нолитную и сборную конструкцию. Монолитные в свою очередь изготовляют прямоугольного и квадратного сечения. Размеры квадратных свай варьируются в пределах от 20×20 см до 40×40 см, прямоугольные конструкции обычно обладают размерами сторон 25×50 см или 20х40 см.

Длина сваи определяется без учета размеров заострения и назначается кратной 0,5 м, если речь идет о конструкциях длиной в 3-6 м и кратной 1 м для более длинных свайных систем. Широко используются квадратные сваи, имеющие цилиндрическую полость внутри и размер 25×25 см или 30×30 см при толщине стенки не менее 4 см.

Продольное армирование железобетонных свай выполняется с помощью стальной стержневой арматуры обычно периоди­ческого профиля с диаметром более 12 мм. Поперечное армирование выполняется низкоуглеродистой проволокой или катанкой толщиной более 5 мм. Шаг укладки поперечной арматуры на концах сваи равен 5 см, в середине увеличивают до 10 см. Концы продольной арматуры отгибаются к оси и объединяются в пучок, который в дальнейшем заключается в обойму.

В случаях ведения строительства свайных фундаментов на твердых грунтах заостренная часть усиливается сталь­ным башмаком. Главная часть конструкции, на которую приходится ударная нагрузка при забивке, усиливается 3-мя сетками, размещаемыми на расстояниях 50 мм друг от друга, перпендикулярно оси.

В целях повышения качества изготовления составлены ГОСТы на следующие конструкции забивных железобетонных свай сплошного квадратного сечения:

с ненапрягаемой арматурой длиной 3 — 16 м. сечением от 200 х 200 до 400 х 400 мм;

с напрягаемой арматурой из высокопрочной проволоки длиной 3 — 16 м, сечением от 200 х 200 до 400 х 400 мм;

с напрягаемой стержневой арматурой длиной 9 — 20 м, сечением от 300 х 300 до 400 х 400 мм;

с напрягаемой прядевой арматурой длиной 11 — 20 м: сечением от 300 х 300 до 400 х 400 мм;

без поперечного армирования с напрягаемой арматурой длиной 3 — 12 м, сечением 250 х 250 и 300 х 300 мм.

Разработаны также чертежи типовых конструкций свай квадратного сечения с круглой полостью длиной 3 — 8 м сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм по серии 1.011-6 и полых круглых свай диаметром от 400 до 800 мм и свай-оболочек диаметром 1000 — 1600 мм по серии 1.011-5. Полые круглые сваи и сваи-оболочки в соответствии с типовыми чертежами разработаны цельными длиной 4 — 12 м и составными, т. е. состоящими из отдельных секций, наращиваемых в процессе погружения. Соединение отдельных секций указанных составных свай осуществляется с помощью сварных или болтовых стыков. Элементы этих стыков предусмотрены в виде стальных закладных деталей, устанавливаемых в процессе бетонирования по торцам секций составных свай.

Полые круглые сваи диаметром до 800 мм применяются с открытым и закрытым нижним концом.

На последней стадии погружения полой круглой сваи оставляют ненарушенным грунтовый сердечник высотой не менее двух наружных диаметров сваи.

Сваи, открытые снизу, могут иметь различную конструкцию обрамления нижнего конца. Если сваи намечается погружать сквозь толщу слабых грунтов, не имеющих посторонних включений, с опиранием на малосжимаемые грунты без большого заглубления в них, то нижние концы свай допускается не обрамлять стальными ножами, ограничившись усилением их на высоту двух наружных диаметров путем уменьшения шага поперечной (спиральной) арматуры.

Сваи-оболочки погружаются с открытым нижним концом вибропогружателями без выемки или с выемкой грунта (частичной или полной) из внутренней полости.

Внутренняя полость свай-оболочек заполняется бетоном на всю высоту или только в нижней части, а также частично песчаным грунтом, а в верхней части — бетоном. Решение о том или ином виде заполнения принимается в зависимости от величины действующих на сваи нагрузок, характера грунтовых напластований, глубины заложения подошвы ростверка, глубины промерзания грунтов и т.п.

Железобетонные и бетонные сваи, железобетонные сваи-оболочки и сваи-столбы следует проектировать из тяжелого бетона.

Марка бетона по прочности на сжатие для забивных свай и свай-оболочек должна приниматься не ниже проектной, установленной государственными стандартами на сваи и сваи-оболочки.

Для набивных свай, свай-столбов и различных видов забивных свай без предварительного напряжения, на которые отсутствуют государственные стандарты, должен предусматриваться бетон проектной марки не ниже М200, а для предварительно-напряженных — не ниже М300.

Примечание. Для коротких набивных свай (длиной менее 3 м) допускается предусматривать применение (тяжелого бетона проектной марки не ниже М100.