Сваи появились практически одновременно с человеческой цивилизацией. Как только люди стали строить дома, они стали применять сваи для укрепления строений. Тогда сваи выглядели как деревянные колья, часто закованные в железо со стороны острия. С развитием металлургии появились металлические (чугунные или железные) сваи, а в ХХ веке получили распространение железобетонные и винтовые конструкции.
Главное назначение свай — прорезка поверхностных слабых слоёв грунта с целью передачи нагрузок на нижние, более устойчивые слои. Свайный фундамент рационально устраивать в двух случаях:
По своей конструкции сваи состоят из пяты, оголовка, ствола, башмака, наконечника и других элементов в зависимости от типа сваи.
При устройстве фундаментов может быть использована одна свая (односвайный фундамент), кучно расположенные сваи числом от 2 до 16 (свайный куст) и большое количество свай (свайное поле). Свайный фундамент комбинируется с ленточным или плитным, образуя комбинированный фундамент, препятствующий общей и неравномерной осадке строений.
Классификация свай включает в себя несколько критериев:
Кроме того, внутри каждой группы есть своя классификация, позволяющая получить представление о широте ассортимента свай и их функциональных возможностях. Рассмотрим виды свай по методу погружения в грунт:
По способу опоры на грунт сваи делятся на сваи-стойки, опирающиеся пятой на скальные и малосжимаемые слои, и висячие сваи, которые опираются на сжимаемые слои боковой поверхностью и пятой. Есть и анкерные сваи, которые раскрывают опорную лопасть после погружения в грунт, что позволяет им воспринимать как вдавливающие, так и выдёргивающие нагрузки.
Что касается видов свай по материалу изготовления, то можно выделить следующие группы:
Железобетонные сваи. Это наиболее распространённые забивные сваи, имеющие длину до 12 м при сечении до 30×30 см и до 16 м с сечением 40×40 см. По способу армирования ж/б сваи выпускаются с ненапрягаемой продольной арматурой и с предварительно напряжённой продольной арматурой. По форме сечения они бывают квадратные, прямоугольные, квадратные полые и круглые полые. По геометрии пяты ж/б сваи могут быть заострёнными и тупыми, а по конструктивным особенностям — цельные и составные.
Деревянные сваи. Производятся из длинномерного леса хвойных пород, используются при малых и средних нагрузках в слабых грунтах. Согласно требованиям ГОСТ-9463, диаметр деревянных свай должен составлять 22–34 см, а длина — 650–850 см, с сохранением естественной коничности (сбега) брёвен. Нижние концы деревянных свай заостряются в виде трёх- или четырёхгранной пирамиды и защищаются металлическим башмаком, а верхние концы — бугелем.
Металлические сваи. Их производят из высокопрочных сталей и делят на винтовые, шпунт Ларсена и шпунтовые трубы. Винтовые сваи представляют собой стальные стержни с винтообразными лопастями в нижней части. Они могут быть монолитными и сварными, делиться по числу витков лопастей — это влияет на применение свай в различных типах грунта.
Шпунт Ларсена выглядит как металлопрокат корытообразной формы с пазовыми замками на торцевых частях. Длина одной секции составляет от 5 до 20 м — их соединение образует монолитные стены, не пропускающие воду. В отличие от шпунта Ларсена, шпунтовые трубы имеют полую форму и такие же замки — благодаря своей форме они образуют ещё более прочные и устойчивые шпунтовые стенки.
Сфера применения свай зависит от их классификации. Железобетонные забивные сваи применяют в промышленном и гражданском строительстве — они становятся надёжными опорами для зданий, мостов, ЛЭП.
Буровые сваи применяются в зависимости от способа установки: буронабивные сваи применяются при высоких вертикальных или горизонтальных сосредоточенных нагрузках, на площадках со сложными инженерными или геологическими условиями. Буроинъекционными сваями укрепляют старые основания зданий в случае опасности оседания грунта. Буросекущие сваи применяются для устройства сплошной стены, выполняющей функцию шпунтового ограждения котлована, фундамента и стены подвальной части здания.
Металлические винтовые сваи становятся фундаментом для малоэтажных зданий, опорами для заборов и рекламных щитов. Шпунтовый металлопрокат применяется для укрепления стенок котлованов, набережных и резервуаров. Деревянные сваи находят своё применение в частном домостроении — их малый вес и способность не нагружать собой грунт позволяют сократить площадь подошвы деревянного фундамента.
Главное назначение свай — прорезка поверхностных слабых слоёв грунта с целью передачи нагрузок на нижние, более устойчивые слои. Свайный фундамент рационально устраивать в двух случаях:
- Грунт с достаточной несущей способностью расположен существенно ниже уровня земли.
- Невозможность увеличения фундамента под очень тяжёлым строением — многоэтажным зданием или мостом.
По своей конструкции сваи состоят из пяты, оголовка, ствола, башмака, наконечника и других элементов в зависимости от типа сваи.
При устройстве фундаментов может быть использована одна свая (односвайный фундамент), кучно расположенные сваи числом от 2 до 16 (свайный куст) и большое количество свай (свайное поле). Свайный фундамент комбинируется с ленточным или плитным, образуя комбинированный фундамент, препятствующий общей и неравномерной осадке строений.
Классификация свай включает в себя несколько критериев:
- методы погружения в грунт;
- способы опоры на грунт;
- материал изготовления.
Кроме того, внутри каждой группы есть своя классификация, позволяющая получить представление о широте ассортимента свай и их функциональных возможностях. Рассмотрим виды свай по методу погружения в грунт:
- Забивные. Они погружаются в грунт без его предварительной выемки с помощью копровых установок ударного, вибрационного и вдавливающего типа.
- Сваи-оболочки. Их устанавливают вибрационным методом с предварительной выемкой грунта.
- Буровые. Это железобетонные сваи, которые погружают в предварительно пробуренную скважину методом бетонирования.
- Винтовые. Лёгкие металлические сваи, вкручиваемые в грунт.
По способу опоры на грунт сваи делятся на сваи-стойки, опирающиеся пятой на скальные и малосжимаемые слои, и висячие сваи, которые опираются на сжимаемые слои боковой поверхностью и пятой. Есть и анкерные сваи, которые раскрывают опорную лопасть после погружения в грунт, что позволяет им воспринимать как вдавливающие, так и выдёргивающие нагрузки.
Что касается видов свай по материалу изготовления, то можно выделить следующие группы:
Железобетонные сваи. Это наиболее распространённые забивные сваи, имеющие длину до 12 м при сечении до 30×30 см и до 16 м с сечением 40×40 см. По способу армирования ж/б сваи выпускаются с ненапрягаемой продольной арматурой и с предварительно напряжённой продольной арматурой. По форме сечения они бывают квадратные, прямоугольные, квадратные полые и круглые полые. По геометрии пяты ж/б сваи могут быть заострёнными и тупыми, а по конструктивным особенностям — цельные и составные.
Деревянные сваи. Производятся из длинномерного леса хвойных пород, используются при малых и средних нагрузках в слабых грунтах. Согласно требованиям ГОСТ-9463, диаметр деревянных свай должен составлять 22–34 см, а длина — 650–850 см, с сохранением естественной коничности (сбега) брёвен. Нижние концы деревянных свай заостряются в виде трёх- или четырёхгранной пирамиды и защищаются металлическим башмаком, а верхние концы — бугелем.
Металлические сваи. Их производят из высокопрочных сталей и делят на винтовые, шпунт Ларсена и шпунтовые трубы. Винтовые сваи представляют собой стальные стержни с винтообразными лопастями в нижней части. Они могут быть монолитными и сварными, делиться по числу витков лопастей — это влияет на применение свай в различных типах грунта.
Шпунт Ларсена выглядит как металлопрокат корытообразной формы с пазовыми замками на торцевых частях. Длина одной секции составляет от 5 до 20 м — их соединение образует монолитные стены, не пропускающие воду. В отличие от шпунта Ларсена, шпунтовые трубы имеют полую форму и такие же замки — благодаря своей форме они образуют ещё более прочные и устойчивые шпунтовые стенки.
Сфера применения свай зависит от их классификации. Железобетонные забивные сваи применяют в промышленном и гражданском строительстве — они становятся надёжными опорами для зданий, мостов, ЛЭП.
Буровые сваи применяются в зависимости от способа установки: буронабивные сваи применяются при высоких вертикальных или горизонтальных сосредоточенных нагрузках, на площадках со сложными инженерными или геологическими условиями. Буроинъекционными сваями укрепляют старые основания зданий в случае опасности оседания грунта. Буросекущие сваи применяются для устройства сплошной стены, выполняющей функцию шпунтового ограждения котлована, фундамента и стены подвальной части здания.
Металлические винтовые сваи становятся фундаментом для малоэтажных зданий, опорами для заборов и рекламных щитов. Шпунтовый металлопрокат применяется для укрепления стенок котлованов, набережных и резервуаров. Деревянные сваи находят своё применение в частном домостроении — их малый вес и способность не нагружать собой грунт позволяют сократить площадь подошвы деревянного фундамента.