Преимущества и недостатки видов свайных фундаментов


Преимущества и недостатки видов свайных фундаментов

В настоящее время существует три основных вида свайного фундамента, это забивные железобетонные, металлические винтовые и буронабивные сваи. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим все плюсы и минусы:

betonnyiy-rostverk

Забивные ж/б сваи

Метод забивания свай обеспечивает высокий темп строительства с возможностью применения свай заводского изготовления, что технологически не предусмотрено в случае с буронабивными и винтовыми сваями.

Кроме этого, сокращение производственного цикла устройства свайного фундамента еще на один этап (изготовление свай), значительно повысит надежность (безотказность) строительного процесса.

Забивание готовых свай обеспечивает высокий темп строительства независимо от погодных условий (осадков или близкого расположения уровня грунтовых вод). В процессе погружения свай методом забивания происходит уплотнение грунтов вокруг сваи (грунтовая обойма) и, как следствие, отсутствует выемка грунта. Исчезает необходимость лишних финансовых затрат на его вывоз, что удешевляет стоимость строительства и не ухудшает его экологичность.

Превышение усилия погружения сваи над прочностью тела сваи (ложный отказ), приводит к ее разрушению. Дальнейшее устройство сваи методом забивки становится невозможным. Не погруженную часть сваи удаляют, а над ее погруженной частью проводится освидетельствование на предмет достижения требуемой несущей способности. В случае отрицательного результата, рядом забивают дополнительную сваю (дубль), таким образом, доводя несущую способность фундамента в конкретном месте до проектного значения.

zabivka-4

По степени воздействия на материал сваи, забивка является более грубым (разрушающим) методом, в отличии от вдавливания. В результате этого приходится терпеть значительные финансовые издержки на устройство дополнительной сваи и доведение несущей способности фундамента в конкретном месте до проектного значения. Зона уплотнения грунта вокруг сваи распространяется в плоскости, пропорциональной к продольной оси сваи, на расстояние, равное 2-3 диаметрам сваи. Этот вид работ добавляет несущую способность каждой забиваемой свае. Забивку свай проводят в большинстве типов грунтов, кроме скального твердого грунта. Таковой может быть использован в качестве опорного слоя для нижних концов свай. К существенным недостаткам забивания свай можно отнести достаточно высокий уровень шума.

uplotnenie-grunta

По сравнению с другими методами, забивание свай отличается значительным уменьшением материалоемкости за счет большей несущей способности одного куба сваи. Такой эффект обеспечивает одна выгодная особенность данной технологии: в процессе забивания происходит значительное уплотнение грунтов вокруг сваи, это увеличивает несущую способность и уменьшает стоимость свайного фундамента, выполненного с использованием этой технологии. Забивание свай заводского изготовления, в отличии от буровых свай, не имеет ограниченных сроков на их использование, точнее, использования свежей бетонной смеси, которая затвердевает в короткие временные сроки.

vintovaya-svaya

Винтовые сваи

Несмотря на совершенность современных строительных технологий, все они имеют как свои достоинства, так и недостатки. Исключением не являются и винтовые сваи, плюсы и минусы которых раскрыты в этом материале. Винтовые сваи широко применяются в современном строительстве для организации фундаментов различных типов зданий и конструкций. Винтовая свая представляет собой трубу из толстостенного металла, на конце которой находится одна или несколько лопастей. Лопасти выполняют одновременно несколько функций. Они позволяют монтировать сваю в грунт методом вкручивания. Также лопасть является опорой, на которую передается вес здания. Дополнительно лопасть выступает в роли ограничителя, который не дает вытолкнуть сваю из грунта в результате пучения почвы в холодное время года. Винтовые сваи предназначены для усиления и укрепления фундамента частного дома. По способу монтажа винтовых свай разделяют ручное вкручивание и механизированное. Выбор технологии монтажа зависит от типа используемых свай. Выбор же самих свай зависит от типа здания, для которого они будут служить опорой. Также на выбор свай влияет тип грунтов, в которые они будут устанавливаться.

Ручной монтаж осуществляется при помощи специального приспособления, которое способно передавать и усиливать крутящий момент на сваю. Ручной способ монтажа позволяет установить сваи длиной до 4 метров в обычные грунты, применяя для этого мускульную силу четырех человек. Контроль вертикальности погружения сваи осуществляется при помощи специального уровня.

Для монтажа свай механизированным способом используется специальное оборудование, которое приводится в действие гидравликой. Контроль за процессом монтажа осуществляет человек, однако аппаратура позволяет снизить отклонения от заданных параметров до минимума.

Технология монтажа винтовых свай сводится к следующим этапам вне зависимости от способа:

  1. Пробное бурение с целью определения состава и характеристик грунта
  2. Разметка территории в соответствии с произведенными расчетами
  3. Поочередная установка свай
  4. Обрезка свай по уровню основания здания

Дополнительно может применяться стяжка свай между собой при помощи швеллеров. Также в некоторых случаях применяется бетонирование свай для укрепления общей конструкции. Как уже упоминалось выше, любой строительный материал имеет свои недостатки.

Основные недостатки винтовых свай:

gnienie-vintovoy-svai

  • При плохом качестве свай может иметь место их ускоренная коррозия;
  • При монтаже свай в каменистые грунты может понадобиться дорогостоящая техника;
  • При монтаже возможно повреждение сваи на сварных швах, частичный обрыв лопасти, который невозможно определить, так же появление сколов и царапин защитного лакокрасочного покрытия. Такие повреждения намного ухудшают несущую способность и значительно снижают долговечность сваи;
  • При монтаже свай происходит процесс рыхления почвы, что тоже значительно сокращает несущую способность;
  • При ручном монтаже велика вероятность отклонения сваи от вертикали, которое может быть вызвано препятствиями в виде камней или корней деревьев;

Есть и другие недостатки винтовых свай, однако, их можно исключить при использовании качественного и сертифицированного материала.

К достоинствам винтовых свай можно отнести следующее:

  • Скорость организации фундамента, которая позволяет сдавать объекты раньше срока на 30%;
  • Сравнительная дешевизна свайного фундамента, которая возможна благодаря серийному производству свай;
  • Возможность строительства на водянистых грунтах. Сюда также можно отнести строительство на слабых песчаных и ледяных грунтах.

Из всего этого можно сказать, что как и любой другой строительный материал, винтовые сваи плюсы и минусы имеют почти в равных количествах. Однако, в большинстве случаев их применяют только там, где значение имеют именно плюсы. В некоторых случаях свайно-винтовой фундамент является единственной возможностью организовать постройку здания.

zalivka-buronabivnyie-svai

Набивные сваи

«Фундамент на буронабивных сваях» – из самого названия, уже можно примерно судить о конструкционных особенностях, данного типа строительных оснований. Фундамент буронабивной, состоит из двух основных элементов: буронабивные сваи и ростверк фундамента. Данный тип основания, можно отнести к свайному фундаменту. Только сваи здесь не забиваются в грунт, а создаются в специальных отверстиях (скважинах).Буронабивными сваями принято называть сваи из литого бетона, устраиваемые в полостях, образованных бурением грунта без обсадных труб. Сохранность стенок скважин обеспечивается связностью глинистого грунта, а в неустойчивых грунтах (в том числе в песчаных, насыщенных водой) — бурением под глинистым раствором.

Для образования ствола сваи применяют бетон с осадкой конуса 18 см. Бетонирование производится с помощью вертикально перемещаемой трубы — ВПТ. Емкость приемной воронки должна быть не менее емкости трубы.

buronabivnaya-svaya

Перед началом бетонирования труба полностью заполняется литым бетоном, который внизу удерживается донной крышкой. В течение всего процесса бетонирования труба должна быть заполнена бетоном, а бетон в скважине должен возвышаться над нижним концом трубы не менее чем на 2 и не более чем на 4 м. Процесс бетонирования ведется непрерывно. Применение вибрации для уплотнения бетона не допускается во избежание его расслоения и обваливания стенок скважины и перемешивания грунта с бетоном.

Достоинствами буронабивных свай являются:

  • возможность создания глубоких опор (до 30 м и более) с прорезкой практически любых грунтов;
  • большая несущая способность;
  • возможность выполнять работы в любое время года и производить их без сотрясения окружающего грунта.

ryihlenie

В то же время буронабивные сваи имеют и существенные недостатки. Главный из них — несовершенство технологии бурения — необходимо использовать одновременно два крана (один для подвески бетонопровода, другой — для подачи бетона) и наращивать трубы бетонопровода, а это вызывает задержки в работе и удорожает стоимость свай. Кроме того, контроль цельности ствола осуществляется только путем сопоставления расчетного и фактического объема бетона и не является достаточно надежным. Нет возможности определить и качество контакта между подошвой сваи и грунтом основания (образование слоя взрыхленного или разбухшего (в глинах) грунта). И, наконец, грунт вокруг ствола не уплотняется, из-за чего трение на боковой поверхности оказывается значительно меньшим, чем у забивных свай.