Какие бывают сваи для фундамента?
Elektrik-city.ru

Все об электрике

Какие бывают сваи для фундамента?

Подробный обзор винтовых лопастных свай разных типов

Винтовые сваи – это металлические трубы, полые внутри, на конце которых приварена лопасть, выполняющая функцию бура. Такая опора с винтовым наконечником отвечает за передачу нагрузки от дома, которую провоцирует его вес, на грунт. Благодаря характерному анкерному строению, элемент фундамента надежно закреплен в земле и не выталкивается наверх из-за пучения при промерзании грунта.

Предназначение

Такая разработка появилась неслучайно, ведь всем известно, что для легковесных сооружений зимнее пучение оборачивается серьезной проблемой, особенно если речь идет о строительстве деревянного дома на водянистой глинистой земле. Даже заглубление опоры ниже линии промерзания может не дать желаемого результата, так как малый вес постройки не противодействует существенным силам пучения, действующим на нижний сегмент основы, и она полностью или частично выталкивается вверх. И только благодаря расширению, которым снабжены винтовые сваи типа шуруп, удается избежать подобных неприятностей.

Плотный слой грунта надежно удерживает лопасть, и металлический штырь остается на своем месте. Здесь можно не беспокоиться о разрыве сваи, так как прочностные характеристики стали на растяжение соответствуют 330 – 600 МПа, в то время как силы пучения не превышают 0,2 МПа.

Типовые опоры, их диаметр и выдерживаемый вес

Размеры свай и их длина должны соответствовать категории строения. Типовые размеры конусных опор, задействованных в частном строительстве, имеют следующие параметры:

Первое цифровое значение обозначает диаметр стволовой части (мм), а второе – диаметр винтовой лопасти. Для конструкций, имеющих легкий вес, к которым можно отнести ограждения и садовые постройки, подойдет опора, ствольный диаметр которой равен 76 мм. Забор с кирпичными столбами, дачные пристройки, навесные конструкции и беседки устанавливают на конусы, у которых диаметр составляет 89 мм. Для небольшого деревянного дома из бруса и бревна, а также каркасных построек подходят оцинкованные лопастные стержни чуть большего размера (108 мм). Ну и завершают наш рейтинг самые мощные образцы несущих элементов фундамента (133 мм), с лихвой выдерживающие натиск тяжелой бревенчатой избы и пеноблочного сооружения. Чтобы точно рассчитать размеры необходимых свай с наконечником, нужно знать хотя бы приблизительный вес будущих хором.

Параметры часто используемых опор

Достоинства

Фундамент на сложном ландшафте

Винтовые сваи активно используются в частном строительстве. Такой фундамент с ростверком из бетона или без него отлично подходит для возведения малоэтажных зданий. Он без проблем выдерживает вес небольшого кирпичного или деревянного дома, подсобных сооружений из пенобетона и каркасных хозяйственных построек. Основа с металлическими опорами проста в установке, надежна и доступна по цене. Но самое главное – конструкция может монтироваться на сложных грунтах с различным рельефом в любое время года и при любой погоде. Экофундамент не требует вырубки растительности и под него необязательно проводить вертикальное планирование участка. Стоит отметить, что в некоторых случаях винтовые сваи под фундамент являются единственным и незаменимым решением.

Недостатки

Несмотря на многочисленные плюсы, такие опоры все же имеют и минусы, и в первую очередь – это меньший ресурс, нежели у бетонных элементов аналогичного назначения. Этот недостаток вызван тем, что металлические опоры подвержены коррозии, которую провоцирует влажность почвы. К тому же нередко можно столкнуться с откровенно некачественным товаром, выпущенным недобросовестным производителем, и от этого никто не застрахован. Экономия на материалах, применение сварки, отсутствие антикоррозийной обработки приводят к тому, что столь важный несущий элемент быстро разрушается.

Один из недостатков конструкции

Сколько смогут прослужить трубы, напрямую зависит от марки и толщины металла, степени обработки и состава антикоррозийного средства, качества шва в местах сварки, состава и водонасыщенности грунта. Выбрать действительно качественный товар можно руководствуясь сопроводительными документами:

  • сертификатами;
  • паспортами;
  • протоколами производственных испытаний.

Неправильная эксплуатация, неверно подобранный диаметр опор, некорректно рассчитанный вес постройки или погрешности монтажа уменьшают ресурс изделия на несколько лет. К примеру, вы одновременно используете металлические сваи в качестве опор и заземлителя, но в случае аварийного обрыва нулевого проводника и утечки тока через стальной конус коррозийный процесс многократно усилится, и в первую очередь это произойдет в области сварного шва. Если рядом с участком, в пятидесятиметровой зоне, присутствуют электроподстанции, сотовые ретрансляторы, железнодорожные полотна, а грунт содержит большое количество влаги, свайно-винтовой фундамент будет постоянно подвергаться вредоносному воздействию (блуждающие токи, колебания грунта).

Типы лопастных свай

Винтовые сваи бывают двух типов: сварные и литые оцинкованные типа шуруп, а разделяются они в зависимости от метода интеграции наконечника.

Сварной наконечник

В первом случае мы имеем дело с эконом-вариантом, изготовленным из трубы и приваренной к ней винтовой лопасти. Часто подобные изделия бывают некачественными, так как их можно запросто изготовить кустарным способом, соответственно, и цена на них подозрительно низкая. Именно такие виды винтовых свай вызывают массу недовольных отзывов, что и неудивительно, ведь они портят экофундамент из бетона и служат мало.

Малейшая погрешность во время сваривания лопасти и трубы приведет к тому, что во время завинчивания в плотном грунте свая отклонится от вертикали. В худшем случае лопастные изделия типа шуруп разрываются в месте сварочного шва. Естественно, устойчивость дома будет нарушена и рано или поздно он перекосится или просядет.

При ручном закручивании вы отчетливо почувствуете отрыв: несущий элемент будет с особой легкостью проворачиваться, но в землю так и не уйдет. Гораздо опаснее то, что низкосортная опора со временем деформируется подобным образом из-за ржавчины или повреждения шва. После разрыва между трубой и наконечником вся нагрузка неравномерно перейдет на соседние сваи, отчего под ростверком появится проседание, и дом приобретет статус аварийного.

Если уже и использовать дешевые экземпляры с приваренным наконечником, то только для монтажа ограждений и времянок.

Начиная строительство дома, для своего же блага интересуйтесь у подрядчика, какие опоры, литые или сварные, он использует в своей работе.

Литой наконечник

Литые оцинкованные наконечники производятся по специальной технологии из качественной стали, благодаря чему конструкция сваи получается цельной. Тело таких опор составляют оцинкованные трубы с приваренным стальным наконечником. Лопастные элементы данного вида, диаметр трубы у которых равен 108 мм, длина составляет 2,5 м, а толщина металла соответствует 4 мм, имеют вес в 35 кг при несущей способности до 6 тонн. Их цельнолитые наконечники имеют толщину основания 13 мм (диаметр 300 мм, в отличие от сварных – 5 мм) и отличаются геометрической точностью. Литые оцинкованные винтовые сваи для бетона дороже сварных на четверть, что объясняется большей надежностью и гораздо лучшими качественными показателями.

Если вы хотите выбрать действительно надежную опору, обратите внимание на литые оцинкованные изделия, у которых ствол покрыт полимерным составом. Здесь необязательно наконечник должен быть обработан антикорром, так как вследствие трения о грунт при ввинчивании полимер может стереться до самой металлической основы, да и плотные слои грунта практически не содержат кислород, так что о коррозии можно не волноваться много лет.

Стальные винтовые сваи типа шуруп, усиленные литым наконечником, надежны, они плавно и легко погружаются в сложный мелкокаменистый грунт, а экофундамент с их применением послужит долговечной и качественной опорой для постройки не одно десятилетие. Специалисты отмечают, что при правильном монтаже и корректной эксплуатации фундамент из бетона, вес которого опирается на усиленные конусы, способен простоять более века.

Покупая оцинкованные винтовые сваи типа шуруп с цельнолитыми наконечниками, также не теряйте бдительности, ведь сейчас подделки и брак буквально заполонили строительный рынок. Нарушение заводского технологического процесса, отсутствие послелитьевой термообработки, использование низкосортной стали или невыдержанный диаметр трубы приведут к плачевным последствиям, поэтому снова напомним о документах, которые обязательно нужно проверять, ведь приобретая бракованное изделие, вы рискуете многим, в том числе и здоровьем.

Даже хорошо залитый экофундамент из бетона не выдержит вес дома, если опоры будут бракованными. Ни в коем случае не игнорируйте спецтехнику, контролирующую силовой момент завинчивания, а также потрудитесь после установки испытать под давлением винтовые сваи по всем правилам с соблюдением технологии.

Напоследок хотелось бы отметить толстостенные сваи, созданные на основе насосно-компрессорной трубы. Именно они могут составить конкуренцию изделиям с литым наконечником. Характеристика их качества высока, что свидетельствует о надежности и долговечности. Ствол такой опоры имеет толщину до 7,5 мм – аналогичные трубы широко используют в газовой отрасли, ведь они абсолютно не подвержены коррозии и имеют огромный ресурс.

Трубы для промышленных объектов

Теперь, когда мы рассмотрели популярные виды винтовых свай, которые служат опорой для бетона, известна их стандартная длина, вес, который они способны выдержать, осталось рассчитать их количество и выбрать диаметр в соответствии с будущей постройкой, после чего можно приступать к строительству.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты классифицируются по ряду признаков: материал изготовления свай, конструкция ростверка, форма сечения сваи, способ распределения нагрузки, расположение свай относительно друг друга, метод монтажа фундамента. Выбор каждой из разновидностей определяется особенностями грунта и характеристиками здания, для которого создается свайная конструкция.

Тип ростверка

Ростверк не является обязательной конструкцией – здание может опираться непосредственно на оголовки свай. Но его установка позволяет обеспечить фундаменту дополнительное укрепление.

По местоположению ростверк может быть:

  • Висячим. Располагается над уровнем грунта на высоте 1-1.5 м. Висячие ростверки лучше всего подходят для небольших частных домов.
  • Заглубленным. Монтируется ниже нулевой отметки грунта на песчаную подушку.
  • Наземным. Находится на уровне поверхности.

По способу установки ростверки подразделяются на:

  • Сборные. В большинстве своем представлены в виде стальных балок, скрепляемых сварным методом. Хорошо подходят для строительства зданий с небольшим сроком эксплуатации (беседки, веранды).
  • Сборно-монолитные. Состоят из деталей с «замочными» соединениями, которые в ходе монтажа собираются и скрепляются в монолитную конструкцию. Используются в строительстве многоэтажных домов и промышленных сооружений.
  • Монолитные. Являются единой конструкцией в виде замкнутой или незамкнутой ленты. Хорошо подходят для строительства жилых малоэтажных домов.

Ростверки могут иметь деревянную опалубку или обходиться без нее. Подробнее об изготовлении опалубки читайте в отдельной статье: (здесь будет ссылка)

Разновидности конструкций свай

Сваи изготавливаются из таких материалов, как:

  • Железобетон. Самый распространенный вариант. Установка железобетонных фундаментов наиболее проста, так как предполагает использование бурового метода, при котором свайная конструкция создается непосредственно в грунте. Также возможна установка готовых железобетонных конструкций с винтовыми нарезками.
  • Металл. Металлические сваи представлены швеллерами, трубами, свариваемыми между собой рельсами и двутаврами. Они отличаются простотой установкой в грунт и используются там, где железобетонные конструкции монтировать невозможно. Основным недостатком таких свай является подверженность коррозии. Металлические трубы могут быть полыми, а могут заполняться бетонной смесью.
  • Дерево. В качестве сырья используются хвойные породы дерева или дуб. Деревянные сваи способны выдерживать нагрузку средней силы, как правило, они используются в условиях вечной мерзлоты, где процессы гниения существенно замедляются. В других регионах использование деревянных фундаментов ограниченно, так как воздействие влаги ускоряет их гниение и сокращает срок службы.
Читать еще:  Какой фундамент лучше для дома из керамзитоблоков?

Металлические винтовые сваи.

Выделяются следующие формы сечения:

  • Квадратные.
  • Круглые полые и заполненные.
  • Прямоугольные.
  • Тавровые (в форме буквы «Т»).
  • Двутавровые (сходные по форме с буквой «Н»).

Для укрепления конструкции опорные пяты свай расширяются, но возможен их монтаж без расширения. Опорные пяты могут быть:

  • Разбуриваемыми с долотом для уширения забоя.
  • Выпрессовываемыми.
  • Камуфлетными – пята расширяется с помощью химического или электрического взрыва.

Выпрессовываемые и камуфлетные методы создания пят позволяют получить надежные опоры больших размеров, они применяются для строительства тяжелых промышленных и жилых зданий.

Методы монтажа свайных фундаментов

Забивание сваи в грунт с помощью спецтехники.

Выделяются следующие способы погружения свай в грунт:

1) Забивание. Этот способ предполагает использование вибропогружателей или больших молотов. Наконечнику сваи придается заостренная форма, а ее верхняя часть защищается стальным кольцом во избежание повреждения при вбивании. Такие работы невозможно проводить самостоятельно, требуется дорогое строительное оборудование, что делает метод малоприменимым в частном строительстве.

2) Завинчивание. Это более простой способ, который предполагает использование свай с винтовыми нарезками. Винтовые сваи чаще всего изготавливаются из металла. Главным достоинством метода является возможность проводить работы самостоятельно – сваи вручную закручиваются в землю по аналогии с саморезами, также их можно закручивать с помощью электродрели с насадкой-мультипликатором.

3) Бурение. В земле формируется скважина, которая заливается бетоном, затем проводится его армирование. Перед заливкой бетоном буровое отверстие уплотняется вибратором. Недостатком метода является необходимость выполнения земляных работ, но неглубокую скважину можно пробурить самостоятельно с помощью простого оборудования. Основным достоинством способа является низкая вероятность повреждения конструкции и возможность дополнительного укрепления опорной пяты.

Использование самоходной буровой машины.

Существуют два способа сцепления свай с грунтом: опорный и висячий. Опорные сваи удерживаются за счет давления пяты на землю, они отличаются надежностью и низкой вероятностью просадки в условиях несжимаемого грунта (крупнообломочные, твердые).

Висячие сваи удерживаются за счет трения своих боковых граней с землей, что обеспечивается наличием нарезок и насечек на них. Висячие конструкции используются, если грунт обладает достаточной сжимаемостью для возникновения трения между боковыми гранями и землей, а прочные слои грунта залегают слишком глубоко, чтобы на них можно было опереть пяту сваи.

Расположение свай относительно друг друга определяет форму конструкции фундамента:

  • Одиночные сваи забиваются на расстоянии 1-1.5 м друг от друга.
  • Свайное поле предполагает равномерную установку конструкций по всей площади фундамента с последующим монтажом общего ростверка. Такие поля монтируются для тяжелых и больших промышленных зданий.
  • Групповые сваи концентрируются только в определенных участках здания, где на фундамент приходится наибольшая нагрузка.
  • Свайная сеть предполагает дополнительное укрепление конструкций балками, устанавливаемыми между основными сваями.

Бетонные сваи в грунте.

Разнообразие свайных фундаментов отличается своей шириной. Можно выбрать конструкции, подходящие практически для любых зданий, типов грунта и климатических условий. Но определенные разновидности фундаментов имеют конструктивные ограничения, не позволяющие проводить их самостоятельную установку в сфере частного строительства.

Типы и размеры свайно — винтовых фундаментов

Строительство на сваях всегда использовалось человечеством с давних времен. И если раньше для этого использовали бревна, то с ростом промышленности появились другие материалы, более прочные. Фундамент на винтовых сваях, как отдельная категория фундаментов, появилась в конце 19 века. Но широко ее применять не стали.

Востребованность на этот вид конструкций появилась только в конце 20 века, когда строительство частных домов стала достоянием большого числа людей. Особенно это коснулось России.

Видео

Видео о характеристиках и назначении винтовых свай.

Достоинства и недостатки

Начинать говорить о достоинствах свайно — винтового фундамента надо с позиции простоты проводимого процесса. Ведь для этого не нужна специальная техника, хотя именно с ее помощью монтажный процесс ускоряется до максимума. Ведь, что собой представляет данная разновидность фундаментных конструкций? Это металлическая труба, на конце которой установлен бур. Трубу вкручивают в грунт до необходимой глубины.

После установки всех свай их обвязывают металлическими или деревянными профилями (швеллер, двутавр,брус), которые образуют ростверк здания. На него и укладывают стеновые и напольные конструкции. Здесь нет опалубки, почти нет бетонного раствора, нет длительного времени, которое выделяется на высыхание бетонной смеси. Такой фундамент под дом небольших размеров можно смонтировать за один день.

При этом установку свайно — винтового фундамента своими руками можно провести на любых видах грунтов. Это касается регионов и с болотистой местностью, и вечной мерзлотой, и на участках с подтоплением весной. Но чаще всего его устанавливают на участках с уклоном, где работы по сооружению фундамента из бетона требуют особого подхода, больших финансовых и трудовых затрат. Ведь углублять сваи можно на любое расстояние, все зависит от длины трубы. Поэтому очень удобно выставить их в одной горизонтальной плоскости в независимости от рельефа местности.

И еще несколько преимуществ:

  1. Проводить монтаж можно в любое время года.
  2. Нет необходимости исследовать грунт на уровень пролегания грунтовых вод.
  3. Фундамент для дома из винтовых свай не подвергается негативному воздействию пучения грунта.
  4. Для свайно — винтового фундамента нет надобности выкапывать большой котлован или рыть траншеи, что снижает затраты на его сооружение.
  5. Он не будет тянуть капиллярную влагу из почвы, что гарантированно сохраняет стены дома.
  6. В пространстве между полом и грунтом можно запланировать прокладку коммуникационных сетей.
  7. Срок службы зависит от технических характеристик труб – их толщины, металла и способа защитного нанесения.
  8. Давно подсчитано, что такая конструкция дешевле бетонной на 30 — 40%.

К минусам свайно — винтового фундамента можно отнести некачественное изготовление самих свай. Сегодня их изготавливают и кустарным производством в небольших цехах, где за качество никто не отвечает. Но есть и более серьезные недостатки:

  1. Вкручивать винтовые сваи в каменистую или скальную породу очень сложно, а иногда и просто невозможно. Если принято решение использовать их на таких участках, то приготовьтесь к большим сложностям.
  2. Обязательно обустраивается система водоотведения, что приводит к увеличению бюджета.
  3. Коррозию металла никто не отменял. И хотя винтовые сваи обрабатываются защитными покрытиями, природа делает свое дело. Особенно это относится к участкам с повышенной химической активностью. Поэтому фундаменты СВФ не рекомендуется сооружать вблизи железных дорог, разрабатываемых шахт, высоковольтных линий электропередач.
  4. Полноценный подвал под домом, установленным на винтовые трубы, не получить.

Недостатков свайно винтового фундамента немало. Но если правильно выбрать сваи по техническому назначению, если грамотно провести их монтаж, то можно гарантировать их высокую несущую способность и длительный срок службы.

Этот элемент фундаментной конструкции делится на четыре вида:

  1. С одной лопастью, которая закреплена в нижней части трубы.
  2. С двумя лопастями. По сути, это все тот же первый вариант, только на определенном расстоянии от нижней лопасти установлена еще одна. Эта модель имеет повышенную несущую способность, но вручную ее заглубить очень сложно.
  3. Узколопастные. Конструкция бура напоминает длинный конус с резьбой. Такие сваи применяются на каменистых грунтах.
  4. Небольших размеров две лопасти, идущие одна за другой и соединенные в одну конструкцию. Используют эту модель в регионах с вечной мерзлотой.

Типоразмер

В зависимости от нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент, а также в зависимости от состава грунта сваи выбираются по диаметру трубы. Ее размеры варьируются в диапазоне 57 — 133 мм. Понятно, что чем больше этот размер, тем больше лопасти бура. В таблице ниже приведены соотношения диаметров трубы и лопастей.

Диаметр трубы, мм Диаметр лопасти, мм Значение несущей нагрузки, кг
57 150 800
76 200 3000
89 250 4000-5000
108 300 5000-9000
133 350 14000

Что касается стенки трубы, то она выбирается из диапазона 3,5 — 6 мм и зависит от тех же нагрузок и твердости грунта. При этом необходимо добавить, что наконечник с лопастями изготавливается по разным технологиям. Они бывают литыми или сварными. Первые прочнее и надежнее, поэтому их чаще используют в твердых грунтах и вечной мерзлоте.

Антикоррозионное покрытие

Это немаловажный критерий выбора. В заводских условиях винтовые сваи обрабатывают разными защитными составами. Это может быть цинкование (холодное и горячее), покраска, нанесение полимеров и смол.

Из все предложенных вариантов предпочтение лучше отдать оцинкованному покрытию, нанесенному методом холодного цинкования, полиуретановому слою или эпоксидному. Если сваи были приобретены без защитного нанесения, то его надо будет провести своими руками. При этом можно подземную часть обработать хорошим материалом, а надземную недорогим.

Расчет и проектирование

К устройству свайно — винтового фундамента надо подходить с точным расчетом его элементов. Конечно, точный расчет может сделать специалист, но прикидку под силу сделать любому.

Из таблицы выше понятно, по какому принципу надо подбирать сваи в зависимости от действующей на нее нагрузки. Но здесь не учтен вид грунта на участке, потому что и он имеет свою несущую способность. Если сооружается свайный фундамент своими руками, то определить, какой грунт на участке, тоже можно самостоятельно.

Надо пробурить шурф на глубину забивания свай, достать оттуда грунт и по внешним признакам определить, какой он. В нижней таблице показаны значения несущей способности разных грунтов на разных глубинах. Их и надо использовать при выборе свай.

Теперь надо оценить нагрузку, которая будет действовать на фундамент. Сделать это сложно самостоятельно, поэтому придется обратиться к специалисту или воспользоваться онлайн -калькуляторами.

Итак, будем считать, что общая нагрузка от здания известна, по первой таблице определяется несущую способность выбранной сваи. Теперь надо первый показатель разделить на второй, получится количество необходимых свай. Обязательно стойки устанавливаются под углы здания и в местах соединения стен внутри дома. Расстояние между сваями (остальными) разбивается равномерно. Но иногда в расчеты приходится включать нормативы по расстановке опор.

  1. Под деревянные и каркасные дома стойки устанавливаются с шагом 3 м.
  2. Для газо — и пенобетонных конструкций, а также сооруженных из шлакоблоков, с шагом 2 м.
  3. При различных типах ограждений – 2,5 — 3,5 м.
Читать еще:  Какой фундамент выбрать для дома из газобетона?

Правила установки

Расчищать весь участок под строительство нет необходимости. По установленным местам монтажа делаются углубления садовым буром. Глубина приямков – 50 — 70 см.

Туда вставляется свая и начинает закручиваться. Если используется ручной способ, то в верхней части трубы делается сквозное отверстие, куда вставляется лом. На него с двух сторон надеваются небольшого диаметра трубы, которые будут выполнять функции рычагов. Двое крутят трубу, один контролирует, чтобы она входила в землю вертикально ровно. При этом на каждой стойке заранее отмечается краской глубина установки. Как только дошли до метки, заглубление останавливается.

Когда все сваи будут установлены, надо провести их выравнивание. То есть, их верхние торцы должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Самый простой способ – использовать лазерный уровень, световые линии которого покажут, где надо подрезать выступающие части стоек. Резку проводят болгаркой.

Если лазерного уровня нет, то используют шпагат, который натягивается между угловыми сваями. Его выставляют по горизонту с помощью строительного уровня в каждом направлении. После чего точно также выравниваются и промежуточные элементы фундамента.

На этом можно сказать, что свайный фундамент своими руками установлен. Но остается еще несколько операций. В первую очередь внутрь труб надо залить бетонный раствор. Это может быть:

  1. Обычный пескобетон в готовом виде марки М 300 или М 400.
  2. Товарный бетон с классической рецептурой.

И последняя операция – установка оголовков на верхние торцы труб, которые будут выполнять функции подставок под ростверк. Их просто приваривают к трубам. Размеры пластин варьируются от 10 х1 0 см до 3 0х 30 см.

Заключение по теме

Отношение людей к винтовым свайным фундаментам разное. Кто — то считает, что их можно использовать только под легкие сооружения, кто — то гарантирует, что они выдержат и многоэтажный каменный дом. Нет смысла спорить, ведь плюсы и минусы свайно — винтового фундамента, описанные выше, все давно расставили по местам.

Просто надо обозначить, что в России эти конструкции используются достаточно широко, отсюда и споры вокруг них, и большое количество вопросов, как сделать, как правильно выбрать, и так далее. Хотя надо отдать должное, что если грамотно подойти к вопросу выбора свай и их монтажа, то можно гарантировать их достаточно длительный срок службы.

Свайный фундамент – характеристики, классификация и особенности устройства

Срок эксплуатации любого строения зависит от качества устройства его основания. Одной из разновидностей фундамента является свайный фундамент. Рассмотрим, что собой представляет, чем отличается, плюсы и минусы, как классифицируется, особенности технологии, где можно делать, а где нет.

Что такое свайный фундамент?

Представляет собой опору, которая принимает на себя вес сооружения и предает его твердому грунту при помощи погруженных в него свай и сформированного сверху ростверка или уложенной фундаментной плиты. Конструкцию иллюстрирует схема свайного фундамента с ростверком.

Основные понятия:

Свая – ключевой элемент свайного фундамента, который может быть изготовленный из разных материалов. Размеры определяются потребностью заказчика и могут быть от 3 до 20 метров длиной и до 400 мм. в диаметре.

Обвязка верхняя – горизонтальная часть свайного фундамента. Задача верхней обвязки фиксировать сваи и перераспределять нагрузку строения равномерно. Обвязка может быть выполнена в виде ростверка или фундаментной плиты.

Ростверк (ростверковая лента) – это бетонная лента (железобетонная рама), которая опирается на сваи, распределяя нагрузку от несущих конструкций дома. Выделяют монолитный, сборный и сборно-монолитный ростверки.

Фундаментная плита (ростверковая плита) – плита перекрытия, уложенная на верхние части свай. Служит основанием для строения.

Предпосылки к использованию свайного фундамента
Рекомендован – при глубоком расположении плотного грунта и слабой несущей способности верхнего слоя почвы (плывун, торфяник, пылевидный грунт, глина, лессовидный грунт);
– при высоком уровне грунтовых вод;
– на пучинистых грунтах;
– при значительной глубине промерзания (свыше 2 м.п.);
– при наличии склонов (включая склоны с крутым углом);
– для строений значительной массы (превышающей 350 тонн);
– при желании сохранить природный ландшафт рытьем котлована или невозможностью произвести выемку грунта (небольшой размер участка, нет доступа к месту застройки, сложность со складированием вынутого грунта, сжатые сроки строительства и т.п.);
– при желании сократить расходы на строительство.
Возможен – любые типы грунта
Исключен – грунт скальных порот

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Типы и виды свай для фундамента

Разнообразие свай, вызванное разными условиями их применения, можно классифицировать следующим образом:

Признак Детализация Значение классификации
1 по типу монтажа – забивные
– набивные
– винтовые
Помогает определить, каким способом будет выполнено погружение сваи в почву
2 по характеру работы – опорные
– висячие
Помогает определить внешний вид сваи
3 по материалу – железобетонные
– стальные
– деревянные
Помогает определить число
и место расположения свай
4 по типу размещения – одиночно стоящие
– сформированные в свайные ленты
– сформированные в свайные кусты
Помогает рассчитать число свай
и место их установки
5 по способу монтажа – вертикальный
– наклонный
Помогает определить количество свай
и способ их установки в зависимости от несущей способности грунта

Классификация необходима для определения числа, внешнего вида сваи, места их расположения под строением, а также для определения необходимости применения техники и её вида. Ниже сравнительный обзор свай и ключевые параметры отличия.

1. По типу монтажа:

  • набивные (буронабивные) сваи изготавливаются непосредственно на месте строительства. Для их устройства необходимо пробурить скважины, армировать их и залить бетоном. В частном строительстве данный вид свай применяется только для возведения легких зданий;
  • забивные сваи. Представляют собой железобетонные конструкции (в редких случаях металлические и деревянные), изготовленные в заводских условиях. Отличительная черта – высокая несущая способность и необходимость использовать специальную технику для погружения (сваебойные работы). Глубина погружения – до 20 метров. Применение копровых установок позволяет погрузить сваю на достаточную глубину и при этом исключить отклонение сваи в процессе забивания. Данный тип свай подходит для строительства домов любой этажности и массы;
  • винтовые сваи. Характеризуются наличием стальной спирали, навитой на стержень. Винтовые сваи предназначены для индивидуального строительства. Это обусловлено тем, что длина винтовой сваи не превышает 6 м., что сказывается на её несущей способности. Используется для строительства деревянных домов, домов из пеноблоков, газобетона и каркасных строений. Популярность среди частных застройщиков объясняется тем, что сваю можно вкрутить в грунт самостоятельно.

2. По типу действия:

  • опорные (сваи-стойки). Стойки используются в случае наличия прочного грунта под слабыми слоями. Этот вид свай отличает гладкая поверхность и широкое основание. Они передают нагрузку дома непосредственно на основание;
  • висячие (сваи трения). Сваи применяются, когда прочный грунт находится далеко и вести глубокие земляные работы нерентабельно или уровень залегания грунтовый вод незначителен. Этот вид свай отличает рифленая поверхность, которой они цепляются за почву, передавая, таким образом, на нее нагрузку от дома.

3. По материалу:

  • железобетонные (монолитные или полые). Расчетный срок службы свай из бетона с армированием составляет 100 лет. Изготавливают заводским способом или заливают на месте обустройства свайного фундамента. Последний вариант подходит для индивидуального строительства, поскольку позволяет исключить применение дорогостоящего оборудования. Данный вид свай может быть оборудован винтом для упрощения монтажа;
  • стальные. Для изготовления применяется прокатный профиль или труба. Толщина стенки сваи – 8-12 мм. На рынке представлены варианты свай из двутавра, опоры коробчатого сечения и т.п. Усилить стальную сваю небольшого сечения призван наконечник, наваренный на нижнюю часть сваи.

    Для защиты от коррозии стальные сваи нуждаются в дополнительной защите. В качестве защитных составов применяется битум, каменноугольная смола, специальные составы. Стальные сваи не получили широкого распространения в силу следующих причин: значительный вес (нужен кран для установки), большой расход металла, необходимость обработки;

  • деревянные. Сваи из дерева имеют диаметр 220-340 мм и длину до 8,5 м.п. Для изготовления используются только твердые породы хвойной древесины (ель, сосна, лиственница). Сбег (разность диаметров возле корня и кроны) сохраняется. Сегодня древесину применяют крайне редко из-за подверженности гниению и биологической активности.

4. По типу размещения:

  • сформированные в свайные ленты. Лента может состоять из одного или двух рядов свай. Задача конструкции передавать нагрузку дома на прочное основание;
  • одиночно стоящие. В этом случае свая устанавливается под отдельно стоящие элементы, например, колонны здания;
  • сформированные в свайные кусты. В этом случае сваи размещаются группами. Данный способ установки выбирают в случае наличия слабого грунта или близко расположенных грунтовых вод. Зачастую свайные кусты формируются в местах, где предполагается значительная нагрузка, например, укрепление большого дверного проема (въезд в гараж).

5. По способу монтажа:

  • вертикальный. В подавляющем большинстве случае сваи устанавливают строго вертикально;
  • наклонный. Применяется в случае действия значительных горизонтальных сил. В частности, если участок отличается значительным уклоном и существует вероятность подвижки грунта, например, при весеннем таянии снега или обильных осадках.

Рекомендуем – технология устройства свайного фундамента (особенности монтажа)

Свайный фундамент – плюсы и минусы

В числе преимуществ свайного фундамента можно выделить:

  • исключение риска просадки здания вследствие пучения почвы или подтопления. Сваи опираются либо на твердый грунт, либо имеют рифленую поверхность, что позволяет им передавать нагрузку от здания через боковые стенки на почву;
  • применимость практически на всех видах грунтов. При этом фундамент будет обладать надежностью, устойчивостью и отличной несущей способностью. Использовать свайный фундамент показано даже в регионах с высокой сейсмической активностью. Все благодаря тому, что сваи устойчивы к сгибающим и выталкивающим воздействиям;
  • сокращение трудоемкости выполнения работ;
  • снижение расхода бетонной смести и армирующего металла;
  • существенное снижение объема земляных работ, за счет отсутствия необходимости рытья траншеи или котлована. Этот факт позволяет также обойтись без вывоза вынутого грунта или его складирования, а также без обратной засыпки;
  • возможность отказа от выполнения «мокрых работ» при использовании стальных или железобетонных свай заводского производства;
  • сокращение временных расходов на постройку основания;
  • отсутствие ограничения на время проведения работ. Свайный фундамент можно обустраивать в любое время года, в т.ч. зимой. Данный вид фундамента рекомендован для применения в северных регионах России;
  • экономичность обустройства. Особенно в сравнении с ленточным и плитным типами фундаментов.

В числе недостатков стоит выделить следующие:

  • сложность подведения коммуникаций;
  • невозможность устройства подвала под домом на сваях;
  • необходимость тщательного расчета и проектирования свайного поля. Как правило, этот вид работ поручается специалистам, что приводит к дополнительным затратам;
  • необходимость сооружения ростверка или ростверковой плиты;
  • сложность изготовления цоколя;
  • необходимость привлечения техники для установки свай, их доставки и разгрузки.

Что нужно знать до начала работ:

  1. полную нагрузку, создаваемую весом дома. В расчет берется статическая нагрузка и запас в 15-20% на динамическую нагрузку и неучтенные нагрузки, которые могут возникнуть в дальнейшем. Например, вследствие решения построить мансарду над домом;
  2. особенности грунта. Для определения его несущей способности целесообразно заказать дополнительное исследование;
  3. место размещения грунтовых вод;
  4. шаг установки свай. Этот параметр определяется в процессе расчетов на основании вышеперечисленных. Стандартным считается шаг в 2,5-3 м. для свайного ленточного фундамента. Помимо внешних несущих стен сваи располагаются также под внутренними несущими стенами, в местах пересечения несущих стен (внешних и внутренних), по углам и в местах установки «тяжелых» элементов конструкции, колонн, камина и т.п.

Срок эксплуатации

Длительность эксплуатации свайного фундамента зависит от:

  1. правильного выбора вида свай и их качества;
  2. точности расчетов;
  3. соблюдения требований монтажа.

Расчетный срок службы для свайного фундамента на железобетонных сваях составляет 100 лет. На стальных сваях – около 70-ти. Здесь важную роль играет наличие и характер дополнительной обработки металла. Для фундамента из деревянных свай – зависит от породы древесины и условий эксплуатации.

Заключение

Несмотря на малую распространенность свайного фундамента в индивидуальном строительстве, он будет незаменим при необходимости выполнить строительство фундамента в короткие сроки.

Свайный фундамент своими руками на ЖБ сваях

При высоком УГВ и неустойчивом грунте фундамент для частного дома часто приходится делать из свай. Использовать другие варианты в такой ситуации оказывается слишком нерационально. Они будут получаться либо слишком дорогими, либо недолговечными из-за повышенной влажности почвы. Железобетонный свайный фундамент буронабивного типа более дешев и прост в исполнении. Его без проблем можно сделать самостоятельно.

Содержание

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент – это вертикальные опоры из железобетона, погруженные в грунт. Сверху их обычно связывают ростверком либо монолитной плитой, которые служат основанием для стен дома. В зависимости от типа свай они в почву забиваются, закручиваются либо просто погружаются в заранее высверленные в земле отверстия.

Схема одного из видов с подземным ростверком

Железобетонный ростверковый вариант по внешнему виду и общей конструкции – прямой аналог ленточного фундамента. Только “лента” здесь меньших размеров и лежит не в грунте, а на сваях. Это отлично защищает ростверк от влаги и пучения. Причем вся энергия сезонного расширения/сжатия пластов почвы проходит мимо свайных опор. Они изначально погружаются ниже уровней промерзания грунта, стоя на плотном неподвижном основании.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

На висячих сваях;

На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

Винтовые (вкручиваемые) стальные.

Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

Плюсы и минусы свайного основания

У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.

Среди плюсов рассматриваемого варианта можно выделить:

Возможность устройства там, где классические варианты нельзя сделать из-за высокого УГВ, пучинистого грунта или большой глубины промерзания;

Высокая скорость и предельная простота работ при самостоятельном их выполнении;

Экономичность – выбрав фундамент на сваях, во многих случаях можно сэкономить до трети выделенных на обустройства опоры для дома средств;

Минимум земляных работ – для ленточного либо плитно-монолитного аналога копать земли придется в разы больше.

Минусы у свайного фундамента следующие:

Сложность проведения расчетов при проектировании;

Возможность применения только для легких зданий;

Необходимость утепления пола и невозможность устройства подвала.

Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.

Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.

И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.

Буронабивной свайный фундамент своими руками

Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.

Устройства выполняется в пять этапов:

Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.

Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.

Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.

Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.

Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.

Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.

В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector