Какие сваи лучше применять для фундамента

Как это работает?

Отвечая на этот любопытный вопрос, стоит вспомнить изначальное предназначение строительных свай, а также  условия их применения. Строительные сваи используются для   передачи действующих нагрузок с поверхностных слоев грунта на лежащие ниже слои грунта, обладающие более высокими механическими показателями. Таким образом, возводимое на сваях сооружение (дом, беседка, пирс и т.д.) опирается на прочные нижние слои грунта, что позволяет недорого и быстро решить многие  проблемы на стадии проектирования и возведения фундамента, связанные как с рельефом участка под строительство, так и с проблемами плотности поверхностных грунтов. По этой причине свайные фундаменты, как правило, используют в случае глубоко залегания грунтов с достаточной несущей способностью и/или в случае экономической нецелесообразности использования более дорогих видов видов фундамента (сложный рельеф, быстровозводимые сооружения,  малоэтажное строительство и т.д.).

Классификация

Классификация свай и свайных фундаментов ведётся по самым разным  признакам. По длине сваи  бывают сваи короткие и  длинные. Чем короче свая, тем жестче опора. По форме сечения разнообразие сваи ограничено лишь возможностями геометрии: круглые, пирамидальные, сплошные, пустотелые, тавровые и т.д.  По выполняемой работе различают сваи-стойки (с опиранием на скальный грунт) и сваи висячие (опирание боковой поверхности сваи на грунты в силу трения). По конструкции сваи бывают цельные или составные. По методу погружения в грунт строители выделяют забивные, буровые, винтовые сваи и сваи-оболочки. По типу материалов — сваи металлические, железобетонные,  грунтобетонные и даже… деревянные. Рассмотрим основные из них.

Деревянные сваи

Деревянные сваи используются  в настоящее время нечасто, обычно изготавливаются из хвойных пород дерева. Метод монтажа – древний, как сама жизнь:  забивной метод через погружение в подготовленные направляющие скважины  грунта  с помощью копров или молотов с контролем вертикального уровня.  Главное достоинство деревянной сваи – низкий вес, такая опора не нагружает собой грунт, и  её несущая способность вполне сопоставима с  металлическими и железобетонными сваями (с поправкой на жесткость древесины), что к тому же немало способствует снижению трудоемкости установки свайного фундамента. Помимо того, деревянная свая – дружественная технология к окружающей среде. Короткие деревянные сваи иногда используются для организации пастбищных загонов для домашнего скота или в качестве садовых подпорок, для обустройства декоративных ограждений, создания фундамента хозяйственных построек. При необходимости деревянную сваю можно нарастить, длина наращивания сваи зависит исключительно от бюджета строительства.  Большой недостаток таких свай – недолговечность.  Древесина подвержена гниению, уничтожению насекомыми, истончению под воздействием солнечного света. Для увеличения срока службы деревянные сваи обрабатывают специальными составами, чаще креозотом, но панацей от гниения обработка все-таки не является, хотя и обеспечит дополнительную эксплуатацию сваи на пару десятков лет. Кроме того, строители предлагают решения увеличения износостойкости за счет использования древесных пород  лиственницы и дуба, что, впрочем, делает сваи неоправданно дорогими.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи, конечно, — решение явно посвежее, чем использование деревянных свай. Впервые железобетонные сваи были широко использованы французским инженером Франсуа Геннебик при реализации более 300 проектов во Франции в конце 19 века.  Достоинства железобетонных свай заключаются в высокой несущей способности и прочности  (нагрузки до 60 т, можно поставить трехэтажный каменный дом без малейших рисков обрушения конструкции), а также максимальной влагозащищённости  в сравнении с другими видами свай, используемых в малоэтажном строительстве, ведь бетон очень медленно подвергается разрушениям в почве. Железобетонная свая легко простоит в земле под нагрузкой без разрушений полторы сотни лет.  Монтируются такие сваи обычно забивным, вибрационным или статическим методом при использовании узкоспециализированного строительного оборудования — ударная машина, вибропогружатель, гидравлический гидростатический копер.   В тоже время недостатки такого типа свай заключаются в первую очередь в неоправданной дороговизне строительства фундамента для малоэтажного строительства и, тем более, при строительстве элементов ландшафтного дизайна (беседки, арки и т.д.) или хозяйственных построек (теплиц, солнечных панелей, заборов и т.д.).  Кроме того, этот тип свай невозможно нарастить, и при возникновении необходимости удлинить сваю для достижения прочной точки в нижних слоях грунта (нижний горизонт грунтов чаще всего не является ровным), как и в случае наличия  строительной площадки с крутыми перепадами рельефа, застройщик получает трудноразрешимую проблему.

Грунтоцементные (грунтобетонные) сваи

Грунтоцементные (иное название  — грунтобетонные) сваи изготавливаются без выемки грунта погружением бура с полым стволом на заданную глубину (бурением лидерной скважины), через который подается водоцементный раствор. Раствор смешивается с грунтом, застывает  и образует  грунтобетонную сваю. Эта технология пришла из Италии, Англии, Японии. Водное цементирование чаще всего применяется при возведении подземных сооружений с целью укрепления структуры грунтов  и, в конечном итоге,   для стабилизации подвижных грунтов. Кроме того, грунтобетонные сваи нередко используются для укрепления уже существующих фундаментов старых домов и сооружений. Достоинства грунтобетонных свай в сравнении с другими видами свай заключаются именно в работе с окружающим грунтом: отличные возможности укрепления окружающего грунта, уникальная устойчивость сваи за счет высокой степени сцепления колонны сваи с грунтом, универсальность работы практически с любыми грунтами, в том числе на вечной мерзлоте. Есть и недостатки у грунтоцементном фундаменте: требовательность к узкоспециализированному мощному и весьма дорогому оборудованию для монтажа, при осуществлении бурения гарантировано обводнение близлежащего грунта с последующим подъемом грунтовых вод, а при промывке скважины на поверхность будет вынесена грунтоцементная пульпа, которая не прибавит эстетичности окружающей среде и потребует дополнительных трудозатрат, если предполагается использование поверхностных почв в дальнейшем благоустройстве участка, либо их полная замена. По этой причине  грунтобетонные сваи практически не используются в малоэтажном и ландшафтном строительстве.

Винтовые сваи

Металлические сваи в настоящее время, как правило, представлены винтовыми сваями. Сейчас именно винтовые металлические сваи становятся  золотым стандартом фундаментных технологий в малоэтажном и ландшафтном строительстве. Фундамент на винтовых металлических сваях  — это лаконичная и красивая идея, которая вошла в нашу жизнь не так давно, однако осуществляет победное шествие, достаточно легко потеснив ближайших конкурентов. Винтовая свая – это высокая прочность, надежность, легкость и быстрота  установки, а также высокая экономичность в сравнении со всеми видами современных фундаментов в строительстве частных домов и сооружений. Винтовые сваи обязательно окрашены порошковой краской или оцинкованы, что позволяет не беспокоиться о коррозии металла в самых неблагоприятных (кислых или щелочных) грунтах. Винтовая свая – легкая конструкция, которая не потребует использования мощной и энергозатратной  техники для установки, достаточно воспользоваться гидравлическим ручным инструментом или малогабаритной самоходной машиной для закручивания винтовых свай, с которыми без проблем справятся пару человек. Такие сваи при помощи оборудования быстро и правильно устанавливаются (к примеру, для изящной беседки буквально за пару часов), и  что немаловажно — без ущерба для лужайки или цветника  по соседству.  Некоторое время считалось, что каменистый грунт является прямым препятствиям для использования винтовых свай. Однако, технологии не стоят на месте, и в настоящее время разработаны способы закручивания винтовых свай даже в сложные грунты, имеющие на разных уровнях грунта скалистые породы. Винтовые сваи не рекомендуется устанавливать в зонах высокой сейсмической активности, несмотря на то, что последние испытания показывают устойчивость винтовой сваи при землетрясении по шкале интенсивности в 7 баллов.  Вероятно, в будущем именно винтовые сваи будут осваивать новые и новые регионы нашей планеты в связи с растущей вместе с населением потребностью в быстровозводимом и экономичном домостроении.

Вывод

Фундаментные сваи – многообразная строительная технология, которая стремительно развивается в самых разных направлениях  и завоёвывает популярность благодаря универсальности предлагаемых решений. Подводя итог, нетрудно заметить, что каждая свая имеет свои преимущества и недостатки, которые нивелируются в одних  условиях и ярко выделяются в других. Грамотная оценка строительной площадки, грунтов, рельефа, а также целей и задач строительства объекта  поможет правильно подобрать сваи для организации прочного, устойчивого и долговечного фундамента.