Призматические сваи

Определение

Призматические сваи — это конструктивные элементы фундаментов с постоянным по длине поперечным сечением в форме квадрата или прямоугольника. Согласно ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия», они относятся к категории забивных и изготавливаются преимущественно из железобетона.

Стандартные размеры поперечного сечения призматических свайных элементов варьируются от 200×200 мм до 400×400 мм, при этом самые популярные размеры — 300×300 мм и 350×350 мм. Длина опор может достигать 20 метров, однако чаще всего применяются элементы длиной от 3 до 12 метров. Выбор конкретных параметров зависит от инженерно-геологических условий строительной площадки и проектных нагрузок.

Призматические сваи изготавливают в заводских условиях методом виброформования или центрифугирования. Для прочности и долговечности их конструкция включает продольное и поперечное армирование.

Основная задача призматических свайных элементов — передача нагрузки от верхних конструкций здания или сооружения на нижележащие, более прочные слои грунта. Высокая несущая способность достигается за счет сопротивления грунта под нижним концом опоры и по боковой поверхности.

Гидробуры и шнеки

Подробнее

Ковши

Подробнее

Сваерезки

Подробнее

Классификация

По методу погружения призматические опоры делятся на забивные, погружаемые вибрационным воздействием и вдавливаемые.

Забивка происходит с помощью ударных механизмов, например, сваебойных установок или вибропогружателей.

Вдавливаемые сваи устанавливаются статическим воздействием, что особенно актуально в условиях плотной городской застройки.

На плотных грунтах дополнительно используют лидерное бурение: перед монтажом свайных элементов гидровращателем или буровой установкой бурят скважины, которые облегчают их погружение.

По характеру работы в грунте различают сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки, как указано в СП 24.13330.2011, передают нагрузку в основном через нижний конец на скальные или малосжимаемые грунты. Висячие сваи передают нагрузку как через нижний конец, так и за счет бокового трения. Выбор типа опоры зависит от инженерно-геологических условий строительной площадки и проектных нагрузок.

Правильно подобрать тип свайного элемента помогут инженерно-геологические изыскания, а также расчеты несущей способности и экономической целесообразности.

Применение

Призматические сваи особенно эффективны в песчаных, глинистых и смешанных грунтах. В слабых почвах они обеспечивают передачу нагрузки на более прочные нижележащие слои. В плотных грунтах могут работать как сваи-стойки, передавая нагрузку преимущественно через нижний конец.

Призматические сваи используют при строительстве жилых или промышленных зданий, мостов, эстакад, причальных сооружений, других объектов инфраструктуры. Они особенно востребованы при строительстве на сложных породах, в сейсмически активных зонах и при высоких нагрузках на фундамент.

Достоинства и недостатки

Призматические сваи могут выдержать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Несущая способность опоры сечением 300×300 мм достигает 600-800 кН в зависимости от грунтовых условий.

Свайные фундаменты из таких элементов эффективны в различных грунтовых условиях, от песчаных до глинистых грунтов, что подтверждается их широким использованием в разных регионах России.

Заводское изготовление гарантирует высокое качество и точность размеров; опора готова принять нагрузку сразу после достижения проектной глубины (в отличие от буронабивных свай, которым нужно время на застывание бетонной смеси).

Призматические свайные элементы экологичны и долговечны (при правильном проектировании и эксплуатации).

Но у них есть свои минусы:

• Их длина обычно не превышает 20 м из-за сложностей транспортировки и монтажа, для больших глубин требуются специальные решения.
• При забивке создается сильное шумовое и вибрационное воздействие, которое может превышать допустимые значения при строительстве в центре города, что требует дополнительных мероприятий по защите окружающей среды. Также при плотной застройке могут возникнуть трудности из-за габаритов сваебойного оборудования.
• Сложность корректировки при отклонениях: в случае значительных отклонений от проектного положения (более 0.2d по СП 45.13330.2017) требуется дополнительное усиление фундамента.
• В сложных грунтовых условиях (например, при наличии валунов) возможно повреждение оголовка сваи, что требует дополнительных мер по контролю качества погружения.