Особенности фундаментов свайного типа

Техника безопасности

Специфика производства работ по устройству монолитных свай требует соблюдения техники безопасности. Регламентируется она СНиП Ш-А.11-70, и правилами технической эксплуатации используемых инструментов, оборудования, электроустановок.

Обеспечить безопасность может элементарная осторожность: обеспечение касками, спецобувью и одеждой.
Не стоит пользоваться электрическими инструментами тем, кто впервые их видит. Перед их применением нужно убедиться в исправности, при работе не допускать перегрева, не стараться эксплуатировать на пиковых мощностях.
Нельзя производить подобные работы и складировать материалы вблизи с высоковольтной линией

Если под ней приходится проезжать при перевозке, скорость движения должна быть не более 5 км/ч.
Если используется буровая установка, её нельзя устанавливать ближе 3-х метров к бровке отвесного склона.
Во время бурения скважины нельзя очищать инструмент от грунта руками или любыми подручными предметами типа лопаты или лома.
Человек не должен находиться в радиусе перемещения движущихся частей крана или бетононасоса.
Нельзя зачищать кузов машины от остатков бетонной смеси, стоя на бортах или платформе.

Бурить скважины и бетонировать сваи при ветре от 10 м/с запрещено!

Как правильно подбирать для дома, веранды, забора?

Винтовые сваи отличаются от остальных типов такого фундамента более дешевой стоимостью, но при этом ограниченной грузоподъемностью.

Рекомендации по выбору винтовых опор под разные случаи частного строительства:

Диаметр трубы, мм	Размер винтовой части, мм	Несущая способность, т	Назначение
57	180	0,8	Легкие заборы, теплицы, мостики, качели
76	220	1,5	Заборы из кирпича и профнастила, хозблоки
89	250	3,0	Одноэтажные деревянные постройки, веранды
108	300	4,5	Каркасные дома, сооружения из бруса
133	350	7,0	Дома из бревен большого диаметра и газобетона, а также конструкции промышленного назначения

Среди всех забивных опор широкое применение получили ж/б конструкции, которые в отличие от деревянных и металлических столбов, способны выдержать большие нагрузки и служат от 100 лет.

Назначение железобетонных забивных опор:

Длина стержня, м	Сечение, мм	Грузоподъемность, т	Тип постройки
3–4	150х150	10–15	Легковесные постройки, деревянные дома, веранды, заборы, беседки
3–4	200х200	до 20	Кирпичные дома, многоэтажные сооружения из газобетона, промышленные конструкции

В отличие от двух предыдущих типов буронабивные сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Перед тем, как подготавливать скважину, конструктору необходимо проанализировать суммарные нагрузки и геологию почвы.

В соответствии с потребностями в несущей способности фундамента бурят шурфы таких размеров:

Диаметр скважины, мм	Несущая способность одного опорного элемента, т	Назначение постройки
150	1,0	Заборы из сетки рабицы, садовые качели и беседки
200	2,0	Металлические ограждения, пристройки к дому, сооружения хозяйственного назначения
250	3,0	Веранды, каркасные и деревянные одноэтажные дома, гаражи, бани
300	4,0	Малоэтажные дома из брусьев и газобетона
400	7,5	Двух и более этажные здания и другие тяжеловесные постройки.

Длины несущих элементов определяются, исходя из уровня твердых пород, в которые должны упираться нижние концы свай. При этом обязательным остается условие, что глубина фундамента закладывается ниже точки промерзания.

Виды набивных свай

Набивные сваи, армируются в оголовках или сплошным способам, используемым в случаях, указанных ниже. По этому принципу устройство этого типа свай отличается от забивных конструкций, в которых использование арматуры обеспечивает целостность структуры. Опорные элементы, используемые для устройства фундаментов, отличаются между собой по используемому материалу, технологии изготовления и способу устройства.

По используемому материалу различают

• песчаные;
• грунтовые;
• бетонные;
• железобетонные, представляющие собой конструкции из стали с наполнением из бетона;
• песко-бетонные;
• грунтобетонные;
• составные конструкции из железобетона;
• деревянные;
• с оболочками из асбоцемента, синтетики или металла.

По способу заделки

• со свободной поверхностью оголовка;
• с соединением с поверхностью связующего элемента ростверка или основанием в виде нижней плиты перекрытия подвала строения.

По внешнему виду

• одиночные элементы;
• свайные группы;
• расположение опорных элементов в форме ленты;
• в виде связанных между собой элементов, представляющих плоскость.

Технологии изготовления и виды набивных свай

По глубине монтажа

• структуры длиной до 6м;
• объекты, имеющие длину свыше 6м.

По расположению относительно горизонтальной поверхности грунта

• части, расположенные вертикально;
• расположение элементов под некоторым углом.

По сечению в горизонтальной плоскости

• Монолитные с круглой формой;
• Выполненные в виде кольцевых элементов.

По принципу передачи усилий в объеме грунта

• анкерного типа, при этом способе устройства, как и в случае с конструкциями, испытывающими напряжения кручения, практикуется использование армирования сплошным способом;
• висячие, осуществляют передачу усилий за счет силы трения, мешающей их перемещению в структуре почвы;
• опорные структуры в виде стоек, представляющие собой связанные между собой в области оголовка отдельные опорные элементы оснований.

Определение набивных свай и их виды

Набивные сваи представляют собой опорные элементы, служащие для передачи и распределения массы сооружения по несущей поверхности грунта, выполненные для поддержки опоры здания. Эти элементы могут выполняться в виде пустотелых конструкций, монтируемых на подготовленный участок почвы и позже заполняемых наполнителем. В другом варианте конструкции изготавливаются в виде уплотняемых элементов грунта, усиливаемых бетонным раствором или без него

При таком исполнении критически важно достичь максимально возможной идентичности материала и технологии изготовления структуре грунта в уплотненном состоянии. В общем случае, конструкция набивной сваи состоит из:

Набивные сваи и их виды

• тела опорного элемента, монтируемого на месте специально подготовленного котлована в виде бетонной, железобетонной конструкции или выполняемого по принципу уплотнения почвы с использованием принципа вертикально перемещающейся трубы;
• оголовка, к поверхности которого монтируется ростверк, соединяющий отдельную сваю или их группу с верхней точкой фундамента здания;
• пяты, представляющей собой опорную поверхность сваи, выполненной в виде уширенной части с целью увеличения плоскости опоры с грунтом.

Особенности

Свайно-ленточный фундамент представляет собой ленточное основание на опорах (сваях), благодаря чему достигается устойчивая конструкция с высоким запасом прочности. В большинстве случаев подобный фундамент создается под крупные малоэтажные строения на «проблемных» грунтах (глинистых, органических, неровных рельефах, водонасыщенных).

Иначе говоря, прочность конструкции обеспечивает ленточный (обычно мелкозаглубленный) фундамент, на который опираются стены, а прочное сцепление с почвой – сваи, забиваемые ниже уровня промерзания грунта.

Подобный тип основания не рассчитан на многоэтажное строительство. Обычно на таком фундаменте возводятся частные дома не более 2 этажей в высоту с применением облегченных материалов – дерева, ячеистых бетонных блоков (газобетона и пеноблоков), пустотелого камня, а также сэндвич-панелей.

Впервые технология стала применяться в Финляндии, где строятся преимущественно деревянные дома. Вот почему комбинированный фундамент является оптимальным для домов из дерева или каркасных конструкций. Более тяжелые материалы потребуют увеличения числа оснований, а иногда и поиска иных решений.

Глубина заложения свай обычно определяется глубиной твердых слоев грунта. Монолитный бетонный фундамент заливается в опалубку, расположенную в траншее 50-70 см глубиной. Прежде чем начинать работы, производят исследование грунта и пробивание пробной скважины. На основании полученных данных составляется схема залегания слоев грунта.

Использование ленточного фундамента на сваях позволяет ощутимо повысить эксплуатационные характеристики строящегося объекта.

Среди преимуществ системы можно выделить некоторые позиции.

• Возможность капитального строительства на «капризных» грунтах – там, где невозможно использование ленточного основания. Однако из-за большой нагрузки объекта не получится использовать только сваи.
• В рассматриваемом типе фундамента удается снизить чувствительность ленточного основания к пучинистым грунтам и подземным водам.
• Возможность защитить ленточный фундамент от подтопления, а также перенести большую часть веса основания на более твердые слои почвы на глубину 1,5-2 м.

• Такой фундамент подходит и для прочных грунтов, подверженных сезонным деформациям.
• Более высокая скорость строительства, чем возведение фундамента с глубоким заложением.
• Возможность получить объект с подвалом, который может служить полезным или техническим помещением.
• Доступность использования материалов, применяемых как для организации фундамента, так и для возведения стеновых конструкций.
• Снижение стоимости и трудоемкости процесса по сравнению с организацией ленточного фундамента.

У такого основания имеются и минусы.

• Увеличение при заливке фундамента количества операций, выполняемых вручную. Это связано с невозможностью использовать экскаваторы и прочую технику для рытья траншей из-за вбитых свай.
• Невозможность использовать получившееся полуподвальное помещение в качестве полноценной комнаты (бассейна, комнаты отдыха), как это возможно при устройстве ленточного фундамента. Этот недостаток можно нивелировать рытьем котлована, однако повышается стоимость и трудоемкость процесса. К тому же такой подход возможен не на каждом типе грунта даже при наличии свай.
• Необходимость проведения тщательного анализа грунта, составление объемной проектной документации. Как правило, эту работу поручают специалистам, чтобы избежать неточностей и ошибок в расчетах.
• Довольно ограниченный выбор стройматериалов для стен – это обязательно должна быть легкая конструкция (например, из дерева, газобетона, пустотелого камня, каркасный дом).

Виды свай, используемых для фундамента

На сегодняшний день различают несколько видов свай, которые могут использоваться для возведения свайного фундамента. Среди них:

• Забивные сваи.
• Винтовые сваи.
• Буронабивные сваи.

Рассмотрим каждый из данных видов подробнее.

Забивные сваи

Данный вид свай придает фундаменту наибольшей устойчивости. Все дело в том, что во время проектирования будущего строения, проектировщики рассчитывают будущий вес здания и разделяют его между всеми сваями. Во время их установки на каждую сваю воздействует такая сила, которую потом ей придется выдерживать. Когда свая перестанет уходить в землю, это может означать то, что она достигла того грунта, на котором строение уже может выстоять.

Дополнительной устойчивости сваи придает уплотненный вокруг нее грунт. Забивать такого рода сваи можно лишь с использованием специального пневматического молота, который в частном домостроении использовать очень дорого. Именно поэтому данный вид сваи не рекомендуется для самостоятельного возведения такого фундамента.

Винтовые сваи

Данный вид сваи представляет собой обычную стальную трубу, на конце которой приварены элементы, которые напоминают резьбу. По сути, такой вид сваи можно сравнить с саморезом, то есть они вкручиваются в землю по тому же принципу что и саморез. Благодаря своим лопастям на концах, увеличивается площадь опоры, что в свою очередь увеличивает прочность и надежность конструкции. В случае если грунт на месте строительства недостаточно плотный и даже неустойчивый, то могут использоваться сваи, на которых по всей их длине приварены лопасти.

Данный вид свай можно использовать как для частного строительства, так и индустриального. Ввинчивать сваи можно как вручную, так и с использованием специальной для этого техники. В случае вкручивания сваи самостоятельно, для этого потребуется несколько крепких человек

Как правило, на другом конце сваи, есть два отверстия, которые позволяют соединить их с техникой для закручивания, при этом, очень важно, чтобы при закручивании сваи она располагалась строго вертикально. Когда свая полностью вкручена до нужного уровня, в трубу сваи заливается бетон и приваривается оголовок, на который в дальнейшем устанавливается ростверк

Следует отметить и некоторые недостатки таких свай:

• Винтовой фундамент требует точного расчета глубины залегания прочного грунта, в противном случае свая не будет устойчива, особенно во время пучения грунта.
• Сваи должны иметь качественные сварные швы, иначе в процессе завинчивания сваи, лопасти могут оторваться или повредиться. Это может привести к потере несущей способности.
• Сваи должны быть покрыты качественным слоем заводской краски, иначе некачественное покрытие может привести к возникновению коррозии.

Буронабивные сваи

Данный вид свай довольно часто применяется в частном домостроении. Для того чтобы их выполнить требуется сделать ручным буром скважины для свай, после чего выполняется опалубка в случае неплотного грунта, который осыпается.

Такие свай гидроизолируют с помощью рубероида или любого другого изолирующего материала (можно использовать асбестоцементные трубы), армируются, после чего бетон заливается прямо в скважину. Сваи устанавливают по всему периметру будущего фундамента, то есть по углам, вдоль наружных и внутренних стен. Количество свай зависит от общего веса будущего строения.

Среди минусов данных свай можно отметить невозможность точно определить достигла ли свая твердого грунта или нет.

Расчет и проектирование свайно-винтового фундамента

Точный расчет винтового фундамента выполняет конструкторское бюро. Этот этап входит в список обязательных работ при подготовке проектно-технической документации на возведение здания. При этом учитываются несколько показателей:

• определяют тип почвы — эта характеристика влияет на выбор свай и прочность фундамента;
• глубина промерзания — к этому показателю добавляют 20-25 см;
• глубина пролегания грунтовых вод;
• проводится расчет несущей способности 1 сваи;
• определяют вес готового здания с учетом строительных материалов.

Расчет и проектирование фундамента выполняет конструкторское бюро.

Оценка несущей способности

Для каждой сваи указывается ее несущая способность. Так, для опоры диаметром 108 мм этот показатель достигает 5-9 т. Ориентироваться только на эти характеристики не следует, т. к. диапазон составляет 4 т.

На это значение влияет и несущая способность почвы, которая изменяется в зависимости от ее типа. Определить вид грунта для дальнейших подсчетов можно 3 способами:

1. Геологическими изыскательскими работами. В ходе их проведения эксперты пробуривают на участке скважину, берут образцы земли и изучают их. Этот способ дает максимально точные результаты и имеет минимальный поправочный коэффициент — 1,2. Минусом этого варианта является высокая стоимость.
2. Вкручиванием пробной сваи. Во время установки опоры проверяют крутящий момент. Поправочный коэффициент в этом случае немного выше — 1,25. Недостаток этого метода заключается в необходимости привлечения специалистов.
3. Бурением скважины своими силами. После достижения нужной глубины из отверстия извлекают грунт и классифицируют его. Поправочный коэффициент достигает 1,6-1,7, однако финансовые затраты минимальные.

Оценка нагрузок

Под нагрузкой принято понимать вес готового строения вместе с мебелью и снежным покровом на крыше в зимнее время. Расчет лучше поручить опытным специалистам, однако приблизительные данные можно вычислить самостоятельно.

Для расчета потребуется несколько показателей:

1. Площадь стен (внешних и внутренних) и материал.
2. Площадь междуэтажных перекрытий и материал, из которого они изготовлены.
3. Площадь крыши и разновидность кровельного материала.
4. Вес ростверка. Его рекомендуют учитывать только в том случае, если сваи обвязываются железобетонной конструкцией. При использовании деревянного бруса такой ростверк можно не учитывать.

Число свай

Чтобы рассчитать количество опор, суммарное значение нагрузки при строительстве делят на возможную нагрузку 1 сваи. Если полученное число дробное, то его округляют в большую сторону. Например, результат 14,7 будет округлен до 15. Количество опор, полученное в результате расчета по формуле, является минимальным, но не окончательным. Некоторые корректировки вносят с учетом проекта здания

При этом важно учитывать план постройки и материал, используемый для строительства:

1. Шаг 3000 мм при установке опор применяют, если дом будет из бруса, бревен или построен по каркасной технологии.
2. Шаг 2000 мм рекомендуется для более тяжелых конструкций, например, дома из шлако-, газо- или пенобетона.
3. Шаг 3000-3500 используют при возведении легких ограждений.

При расстановке свай важно соблюдать несколько требований:

1. Опоры должны быть по углам дома и в местах, где несущие стены примыкают к внешним или пересекаются между собой.
2. В местах прохождения капитальных и наружных стен опоры должны располагаться на равном друг от друга расстоянии. Шаг рассчитывают с учетом строительных материалов.
3. Пристройки к дому должны иметь отдельный фундамент, не связанный с опорой дома. В целях экономии можно использовать сваи меньшего диаметра.
4. Если в доме будет камин, печь или котел, то в этом месте устанавливают 2 дополнительные опоры.

Чтобы рассчитать количество опор, вычисляют нагрузку на одну сваю.

Возведение свайного фундамента своими руками

Ростверк — часть свайного фундамента, задача которой заключается в объединении головных участков буронабивных свай во время заливки. Помимо этого бетонирование ростверков позволяет создать прочную опорную конструкцию для возводимых элементов дома.

Схема армирования бетонного пояса (ростверка).

Свайно-ростверковый фундамент является одной из разновидностей свайно-ленточного фундамента. Особенность его заключается в возможности поднятия ленты фундамента над поверхностью земли в среднем на 15 см и наличии расширения на нижних концах ростверков, которое исключает смещение грунта во время его замерзания и оттаивания.

Бетонирование ростверков осуществляют на не особо прочных грунтах, подверженных сильным сжатиям. Возвести дом или любое другое здание на тех участках, где нецелесообразно создавать ленточный фундамент, позволяет заливка ростверков.

Схема опалубки ленточного фундамента.

Бетонирование ростверка обойдется гораздо дешевле заглубленного ленточного. Изобрели данный вид фундамента в Финляндии для того, чтобы строить легкие каркасные или деревянные дома. В России ростверки поначалу использовали даже при строительстве тяжелых кирпичных сооружений, пытаясь сэкономить на материалах. Как итог, уже сегодня эти дома пришли в полную негодность.

Потому нужно запомнить, что заливка ростверка возможна только при возведении домов из легких материалов, во всех остальных случаях такой фундамент может стать причиной обрушения. В настоящее время ни одна проектная организация не возьмется за составление проекта и постройку каменного дома на таком фундаменте, так как придется нести ответственность за такую работу.

• металлический. В этом случае сваи связываются швеллером или двутавром. Для несущих стен применяется широкий швеллер, позволяющий уложить блоки непосредственно на металл, а все остальные сваи связываются более узким швеллером, сечение которого не превышает 20;
• бетонный. Сваи монтируются только под несущие стены. Но в этом случае требуется вырыть траншею, глубина и ширина которой должна соответствовать размерам ростверка;
• подвесной. Технология создания такого ростверка схожа с бетонным, единственное, что его отличает, это прохождение бетонной ленты по верху сваи. При этом она не касается земли.

Свайно-забивной фундамент.

Как правило, при его строительстве используют железобетонные сваи. Они имеют квадратное сечение и заостренный конец. Однако эти опоры не такие надежные, как металлические трубы, устойчивость которых обеспечивается наличием лопастей.

Как известно, железобетонные опоры производят на заводе. При их производстве используется качественный бетон, и осуществляется их предварительное армирование. В свою очередь, сваи могут иметь разную длину, благодаря чему их можно применять почти на всех типах грунта, за исключением скалистых.

Свайно-забивной фундамент. Кликабельно.

Более того, выделяют следующие особенности этого типа фундамента:

— является достаточно устойчивым при неблагоприятных природных условиях;

— благодаря армированию выдерживает разного рода нагрузки;

— погружение свай в грунт осуществляется специальной техникой. Несомненно, это говорит о малой трудоемкости их монтажа;

— отсутствует необходимость в предварительном бурении скважин либо выкапывании траншеи.

Установка свайного фундамента.

1) Подготовка участка к постройке.

2) Осуществление разметки участка.

3) Подготовка дороги для подъезда спецтехники, которую будут использовать при забивании свай.

4) Забивание железобетонных свай. Как известно, существует два способа их забивания: ударный и вибрационный. Может быть использован любой из этих способов.

5) Установка ростверка.

Монтаж свай. Кликабельно.

Преимущества винтового фундамента

Как и у любого другого типа основания, у свайно-винтового есть плюсы и минусы. Итак, вот основные преимущества конструкции:

1. Низкая стоимость. Конечно, на затраты серьезно повлияет тип почв и особенности самой постройки. Однако выгода в любом случае остается существенной. Затраты на монтаж свайного фундамента обычно на 20-40% ниже, чем на обустройство других оснований: ленточного, плитного.
2. Простота монтажа. На большинстве видов почв установку свай, в кратчайшие сроки и не применяя дорогостоящего оборудования, могут провести 3-4 человека.
3. Высокая скорость выполнения. Для монтажа потребуется 1-2 дня, тогда как временные затраты на другие типы фундаментов составят до 1-2 недель. Конечно, на скорость процесса оказывают существенное влияние: профессионализм работников, тип почв и наклон участка.
4. Возможность обустройства на участках с большим уклоном. Причем на стоимость монтажа это практически не влияет. В то же время для других типов основания наклон становится большой проблемой и в разы увеличивает затраты.
5. Отсутствие перерыва в работе. После монтажа для ленточного и монолитного фундамента нужно время на усадку и застывание бетона. Свайное основание исключает данную потерю времени. Продолжать строительство можно сразу после ввинчивания труб.
6. Защита от воды. Благодаря конструкции влага из почвы не попадает на элементы самого строения.
7. Возможность осуществления установки в любое время года. И если при обустройстве, например, ленточного фундамента потребуется прогревать бетон и использовать противоморозные добавки, то в случае с винтовым основанием такая необходимость отпадает.
8. Отсутствие дополнительных расходов. Во время строительства никто не застрахован от возможных проблем. Причем трудности могут быть связаны не только с нарушением технологий, но и с некачественными материалами. Иногда это может быть обнаружено на этапе непосредственно строительства дома. При работе с бетонными фундаментами устранение подобных недочетов обойдется в круглую сумму и потребует немало времени. Если же выбран винтовой фундамент, то исправление недостатков будет существенно проще.
9. Простота изменения проекта или планировки. Наращивание основания не потребует больших затрат, сил и средств.
10. Минимум отходов. Во время работ над другими типами фундамента, на участке скапливается большое количество строительного мусора. Особенные трудности возникают, когда на участке посажен газон. Сохранить его в первозданном виде практически невозможно. Свайно-винтовой фундамент исключает такие проблемы. Для его монтажа не требуется подъезд тяжелой техники (за исключением случаев строительства на скалистой местности), а после установки практически не остается отходов.

https://youtube.com/watch?v=OTclSt07PYM