Железобетонные сваи: типы и технические характеристики

В современном строительном деле используется множество разновидностей изделий из армированного бетона. Плиты и балки, перекрытия и подколонники, готовые блоки и сами колонны – этот список можно растянуть на целую страницу.

Но в этой статье мы хотели бы рассказать о конкретной разновидности ЖБИ – железобетонных опорах. Ведь стены большей части современных, многоэтажных построек поддерживают именно забивные составные железобетонные сваи и жби колонны.  Да и прочие разновидности железобетонных свай не остаются без внимания, как застройщиков, так и заказчиков строительства.

Поэтому в данной статье мы рассмотрим сортамент подобной продукции, попутно затронув и  тему обустройства основания с помощью некоторых разновидностей ЖБИ.

Железобетонная свая: разновидности сортамента

Из железобетона можно изготовить следующие разновидности опор:

• Монолитную забивную сваю без внутренних пустот, погружаемую без выемки грунта. Причем монолитные стержни из железобетона можно вбить в грунт молотом, вдавить прессом или вибрационной насадкой.
• Пустотелую сваю оболочкового типа, погружаемую с выемкой почвы (в предварительно обустроенную скважину).
• Набивную сваю, заливаемую в опалубку, погруженную в заранее высверленную шахту.

Принадлежность к каждой разновидности отражает маркировка железобетонных свай, но указанные типажи опор, в свою очередь, разделяются на множество разновидностей типовых сортаментов, о которых стоит поговорить особо.

Монолитные забивного типа сваи подразделяются на следующие разновидности сортамента:

• Круглые, квадратные, тавровые, трапецеидальные опоры (по форме поперечного сечения).
• Составные или целые сваи (по особенностям конструкции опоры)
• Грушевидные, камуфлетные, заостренные или тупые опоры (по форме нижнего торца).

Оболочковые сваи подразделяются на следующие разновидности сортамента:

• Опоры с поперечной арматурой и без нее (по способы армирования).
• Квадратные с круглой полостью и круглые с аналогичной полостью опоры (по форме поперечного сечения).
• Целые или составные сваи (по конструкции).
• Призматические — расширяющиеся или сужающиеся к низу — или цилиндрические — с ровными стенками — опоры (по форме продольного сечения).

Набивные сваи подразделяют на следующие разновидности сортамента:

• Набивные сплошного типа, без утолщений тела опоры.
• Набивные с утолщениями в придонной части опор.

Словом, формы сечения, типы конструкции, габариты и цена железобетонных свай – могут быть разными, как и сфера применения подобных опор. Однако все сваи производятся из одного и того же набора конструкционных материалов: стали типа А1-А111 и бетонов марок В7,5 – В22. Поэтому характеристики различных единиц сортамента подобной продукции практически идентичны. И далее мы поговорим именно об общих качествах опор из ЖБИ.

Технические характеристики железобетонных свай

Большая часть характеристик свай, а равно и любых других железобетонных конструкций, определяется маркой бетона, используемого при изготовлении опоры.

То есть, чем выше марка бетона, тем прочнее получится изделие. Ведь цифры в маркировке сорта смеси указывают на предел прочности на сжатие (в МПа). Причем в производстве свай используют бетон класса В7,5 (он же – М100) и выше. Таким образом, минимальная прочность на сжатие определяется по этой разновидности раствора.

Морозостойкость и влагостойкость свай определяется по тому же принципу. То есть, эти характеристики зависят от марки бетона и определяются по соответствующим ГОСТам. Причем характеристики морозостойкости и влагостойкости указываются в маркировке изделия, после литер «F» и «W», соответственно. Например, у марки В7,5 эти показатели равны, как минимум, 50 циклам замораживания оттаивания (F50) и давлению в 2МПа со стороны водного столба (W2).

Ну а вес железобетонных свай определяется, в первую очередь, габаритами опоры. И чем больше габариты, тем больше масса ЖБИ. Кроме того, на вес изделия влияет и тип бетона: ведь плотность тяжелых сортов (2,5 тонны/м3) выше, чем аналогичная характеристика обычного бетона (1,8 тонны/м3).

Достоинства и недостатки свай из железобетона

К неоспоримым достоинствам бетонных и железобетонных свай любого типа сортамента можно отнести следующие характеристики таких изделий:

• Длительный период эксплуатации. Если монтаж изделия прошел без нарушений технологии, то опора проживет почти 100 лет. Причем ремонт железобетонных свай (как капитальный, так и плановый) в это время не проводится.
• Высокие прочностные характеристики. Железобетонная опора, пронизанная нитями напряженной или ненапряженной арматуры, выдерживает вес даже многоэтажных строений, сооруженных из тяжелых панелей.
• Устойчивость конструкции. Бетонная свая погружается в грунт на значительную глубину, что позволяет опереться о слои грунта с максимальной несущей способностью. Из этой же особенности можно вывести еще одно достоинство — применимость ко всем типам грунта.
• Возможность монтажа опор на сложном рельефе. Фундамент, а точнее его свайную часть, можно набрать из опор разной длины. Поэтому крутой уклон участка для таких оснований – не помеха.

К недостаткам свай из ЖБИ можно причислить только значительную массу подобной продукции. Эта характеристика усложняет процесс установки и транспортировки свай.

Технология погружения железобетонных свай

Для погружения опоры в грунт к ее оголовку нужно приложить статическое или динамическое усилие.  Причем статическое давление, исходящее от прессов, вибропогружателей и прочих инструментов, будет предпочтительнее ударной динамической нагрузки, исходящей от копра или иного механического молота.

Ну а конкретная технология, обеспечивающая погружение опоры в грунт, определяется по принадлежности сваи к конкретному типу сортамента.

Погружение забивных и оболочковых свай

Например, забивные и оболочковые опоры погружают в грунт под действием молота, вдавливающего или вибровдавливающего аппарата. Усилие со стороны инструмента или аппарата проецируют на оголовок опоры, а вертикальное положение контролируют с помощью направляющих или гидроуровня.

Эта технология обеспечивает максимальную скорость монтажа. Однако ударная нагрузка может разрушить саму сваю или ее часть. Кроме того, ударные технологии отличаются еще и высоким уровнем шумового загрязнения. Поэтому забивные сваи погружают только в районах, удаленных от жилых массивов и высотных зданий.

Погружение набивных и буронабивных свай

Набивные  сваи инсталлируют в заранее обустроенное отверстие. То есть, в самом начале нужно пробурить шахту, а затем, в эту шахту вводят готовую опору или опалубку, которую заполняют армирующим каркасом и раствором бетона.

Такая технология применяется буквально везде. Она не связана с риском  высокого шумового загрязнения и не требует присутствия на стройплощадке тяжелой строительной техники (кранов, копров и так далее). Поэтому набивные и буронабивные железобетонные сваи можно монтировать даже в черте города.

Альтернативный вариант – набивка в погружаемую (под ударами молота или вибропогружателя) инвентарную трубку с заостренным наконечником.  Или набивка в скважину, выбитую в грунте специальной машиной. Этот способ погружения набивных опор сравним по скорости с монтажом забивных конструкций.

Однако такой способ погружения обладает не только достоинствами, но и недостатками забивных технологий (в первую очередь – высоким уровнем шумового загрязнения). Поэтому в случае погружения набивных опор выбирают хоть и продолжительную, но, все же, тихую  набивку в скважину.