Сваялар — бұл ағаштан, металлдан немесе темір-бетоннан жасалған ұзын тіректер, ғимараттар мен құрылыстардың жүктемесін топырақтың тығыз және сенімді қабаттарына беру үшін арналған құрылыс элементтері. Олар негізді әлсіз, қозғалмалы немесе суға толы топырақтарға орнатылған кезде қолданылады, мұнда дәстүрлі тереңдетілмеген негіздерді пайдалану мүмкін емес немесе тиімсіз.

Қазақстанда геологиялық жағдайлар тасты аймақтардан бастап суға толы төмен жерлер мен шөл шөбі бар құмдарға дейін әртүрлі болғандықтан, сваялар азаматтық және өнеркәсіптік құрылыс саласында негіздер құрылысын ұйымдастырудың маңызды технологияларының бірі болып табылады.

Сваялардың құрылыс саласындағы маңызы

Сваялы іргетастар күрделі және әлсіз топырақтарда ғимараттардың тұрақтылығын қамтамасыз етіп, әртүрлі мақсаттағы және күрделіктегі объектілерді салуға мүмкіндік береді. Сваялардың бірнеше маңызды функциялары бар:

  • Ғимараттың жүктемесін әлсіз, қозғалмалы немесе тоңазытылған қабаттарды айналып өтіп, тұрақты топырақ қабаттарына береді.
  • Ғимараттардың сөндіруін азайтады және олардың тең емес еденге тұруының алдын алады.
  • Топырақтың асты су деңгейі жоғары жерлерде іргетастардың беріктігі мен тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
  • Сейсмикалық белсенді аймақтарда жүктемелерді біркелкі тарату арқасында ғимарат салуға мүмкіндік береді.
  • Батпақтарда, шатқалдарда, жағалау сызықтарында күрделі табиғи жағдайларда құрылысқа негіз болады.

Қазақстан үшін, оның үлкен аумағы мен әртүрлі топырақ жағдайлары ескерілгенде, свайлы іргетас технологиялары тұрғын үйлерді, өндірістік объектілерді, көпірлерді, бөгеттерді және электр желілерін салуда аса маңызды рөл атқарады.

Конструктивные ерекшеліктері свайлардың

Сваялар — ұзынша пішінді элементтер болып табылады, олар топырақта тығыз қабаттарға тірелу немесе свайдың беті мен топырақ арасындағы үйкеліс күші арқылы жұмыс істейді.

Жүктемені беру тәсіліне қарай сваялар былай бөлінеді:

  • Тірек сваялар — жүктемені тікелей тығыз материктік топыраққа немесе жартасқа береді.
  • Асқақ сваялар — ұзындығы бойындағы стержень бетінің топырақпен үйкелісі арқылы жұмыс істейді.

Сваялардың конструкциясы әдетте мына элементтерден тұрады:

  • Діңі (сваяның негізгі бөлігі) — топыраққа батырылатын негізгі бөлік.
  • Ұшы — батырылуды жеңілдететін сүйір ұшы.
  • Құйма немесе табанның кеңеюі (кейбір свай түрлерінде) — төменгі бөлігінде жүктеме көтеру қабілетін арттырады.

Негізгі свай түрлері материалдарына қарай

Материалға байланысты свайлар келесі түрлерге бөлінеді:

Ағаш свайлар

Қатты ағаш түрлерінен жасалады (қарағай, лиственница). Негізінен уақытша құрылыстарға, жеңіл конструкцияларға қолданылады, ағаш топырақ асты су деңгейінен төмен орналасқанда (оттегінің жетіспеушілігі арқылы шіріктен сақтайды).

Артықшылықтары: қолжетімділік, оңай орнату.

Кемшіліктері: шектеулі қызмет мерзімі, төмен жүктеме көтеру қабілеті.

Темірбетон свайлары

Қазіргі заманғы құрылыста ең кең таралған түрі. Олар зауыттық жағдайда ауыр бетоннан жасалып, болат сымдармен күшейтіледі.

Артықшылықтары: жоғары жүктеме көтеру қабілеті, ұзақ қызмет мерзімі, агрессивті ортаға төзімділігі.

Кемшіліктері: ауыр салмақ, орнату үшін ауыр техника қажет.

Металл свайлар

Көбінесе болат құбырлардан немесе екітік профилдерден жасалады. Көпірлер, эстакадалар, қабаттасулар және күрделі инженерлік жағдайларда қолданылады.

Артықшылықтары: жоғары беріктік, үлкен тереңдікке дейін бату мүмкіндігі.

Кемшіліктері: коррозияға сезімталдық, жоғары құн.

Қазақстанда темірбетон свайлары тұрғын үйлер, коммерциялық және өндірістік объектілерде кеңінен қолданылады, ал металл свайлар инфрақұрылымдық жобалар мен ауыр өнеркәсіпте пайдаланылады.

Свайлардың құрылу тәсілі бойынша түрлері

Құрылыс алаңындағы топыраққа батырылу және құрылыс әдісіне байланысты бірнеше свай түрлері бөлінеді:

Құю арқылы орнатылатын свайлар

Құрылыс алаңында арнайы құрылғылар арқылы топыраққа батырылып орнатылады.

  • Қатты және тығыз топырақтарда қолданылады.

  • Свай айналасындағы топырақтың тығыздалуын қамтамасыз етіп, жоғары сенімділікті береді.

Бұрғылау-далалық свайлар

Құрылыс алаңында орындалатын технология: алғашқыда бұрғылау скважинасы жасалады, одан кейін арматура орнатылып, бетон құяды.

  • Қала ішіндегі құрылыс алаңдарында, діріл мен шу деңгейін төмендету қажет болғанда қолданылады.

  • Ұзын әрі үлкен диаметрлі свайлар жасауға мүмкіндік береді.

Қысыммен батырылатын свайлар

Свайлар топыраққа соққысыз, біртіндеп батырылып орнатылады.

  • Қала ортасындағы тығыз құрылыстарда діріл мен шуды азайту үшін тиімді.

Шнек (винт) свайлар

Болаттан жасалған, бұранда тәрізді жалпақтары бар свайлар, олар топыраққа бұралмалы түрде енгізіледі.

  • Жеңіл құрылыстар, уақытша нысандар және күрделі топырақ жағдайлары үшін қолданылады.

Әр технологияның өзіндік ерекшеліктері бар, олар құрылыс алаңындағы геологиялық шарттарға байланысты свай түрін таңдауға әсер етеді.

Свайлы іргетастарды жобалау

Свайлы іргетастарды жобалау бірнеше кезеңнен тұрады:

  • Инженерлік-геологиялық зерттеулер жүргізу;
  • Топырақтың жүк көтергіштігіне байланысты свай түрі мен ұзындығын анықтау;
  • Бір свайдың және барлық свайлы алаңның жүк көтергіштігін есептеу;
  • Свайлардың ара қашықтығын және ғимарат астындағы орналасу схемасын анықтау;
  • Ростверктерді (свайларды біріктіретін конструкциялар) жобалау.

Қазақстанда свайлы іргетастарды жобалау әсіресе әлсіз топырақтар жиі кездесетін Оңтүстік, Қаспий маңы және Солтүстік аймақтарда, сондай-ақ сейсмикалық белсенді аудандарда өзекті болып табылады.

Свайлы іргетастарды қолданудың артықшылықтары

Свайлы іргетастар келесі маңызды артықшылықтарға ие:

  • Әлсіз, біркелкі емес, суға толған немесе шөгуге бейім топырақтарда құрылыс жүргізу мүмкіндігі;
  • Ленточный немесе плиталық іргетастарға қарағанда жер жұмыстарын азайту;
  • Құрылымдардың жоғары сенімділігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ету;
  • Ғимараттардың теңсіз шөгу тәуекелдерін азайту;
  • Кез келген уақытта құрылыс жүргізу мүмкіндігі.

Бұл артықшылықтар Қазақстанның климаттық жағдайында, топырақтардың тереңге қатып қалуы мен маусымдық жер асты суының деңгейінің өзгерістері кезінде сенімді шешімдерді қажет ететін кезде ерекше өзекті болады.

Свайлы іргетастардың шектеулері мен кемшіліктері

Дегенмен, свайлы іргетастардың белгілі бір кемшіліктері де бар:

  • Свайларды орнату үшін арнайы техниканың қажет болуы;
  • Инженерлік-геологиялық зерттеулердің жоғары дәлдік талаптары;
  • Үлкен қиыршық тасты топырақтарда құрылыс жүргізу кезінде туындайтын қиындықтар;
  • Кіші көлемдегі құрылыс жұмыстарында шығындардың көбеюі.

Бұл факторларды нақты жобаға іргетас түрін таңдағанда ескеру қажет.

Қазақстандағы тірек тұғырлар технологияларының даму перспективалары

Қазақстандағы құрылыс саласының қарқынды дамуы аясында тірек тұғырлар технологиялары саласында келесі үрдістер байқалуда:

  • Қала құрылысы жағдайында бұрғылау арқылы құйылатын тірек тұғырлардың қолданылуының өсуі;
  • Отандық кәсіпорындарда заманауи бұрандалы және қақпақты тірек тұғырлардың өндірісінің кеңеюі;
  • Тірек тұғырлардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін коррозияға қарсы жетілдірілген қаптамалардың қолданылуы;
  • Тірек тұғырлар негіздерінің күйін пайдалану барысында бақылау жүйелерінің белсенді енгізілуі;
  • Сейсмикалық белсенділікті ескеретін жобалау шешімдерінің әзірленуі.

Осы үрдістер тірек тұғырлар технологияларын Қазақстандағы тұрақты әрі тиімді құрылыс жұмыстарының ажырамас бөлігіне айналдырады.

Қорытынды

Тірек тұғырлар — заманауи құрылыс саласының негізгі элементі болып табылады, ол ең күрделі жағдайларда сенімді ғимараттар мен құрылыстарды тұрғызуға мүмкіндік береді. Қазақстанда оларды қолдану топырақ пен климаттың ерекшеліктерін еңсеру қажеттілігімен, құрылыс үдерістерін жеделдету және нысандардың ұзақ мерзімділігін арттыру мақсаттарымен байланысты.

Тірек тұғырлардың әртүрлі түрлерінің ерекшеліктерін, оларды орнату және жобалау технологияларын түсіну кез келген ауқымдағы жобаларды — жеке үйлерден бастап ірі өнеркәсіптік және инфрақұрылымдық нысандарға дейін — сәтті жүзеге асыруға мүмкіндік береді.