Композитные сваи для фундамента

Обновлено: 18.05.2024

Пять способов сделать винтовые сваи вечными

У многих на счет винтовых свай есть сомнения. Вопросы не только про трудности с утеплением периметра свайного поля, они накладывают ограничения на типы материалов стен, применимые для этого фундамента. Хотя, есть ситуации, где другой фундамент, кроме винтовых свай не применишь (болото или склон). Основные сомнения на счет винтовых свай в их долговечности. Металл в земле, а кто на практике изучал, сколько они прослужат? Ведь кроме обычной коррозии окисления, сталь может подвергаться еще и электрокоррозии, которая еще быстрее разрушает металл.

Особенно плачевна ситуация, когда винтовая часть сваи отделится от трубы и свая потеряет несущую способность, начнет проваливаться. Через сколько это может произойти? 20 лет, 30 лет? Или такого никогда не произойдет?

Применяют диаметр трубы (ствола сваи): 57, 76, 89, 108, 133 мм. И с различным диаметром лопасти под расчетную нагрузку и несущую способность грунтов. Как же их можно защитить от коррозии?

Вот первый вариант сделать винтовые сваи практически вечными, на весь срок эксплуатации дома:

1. Армирование и заливка бетоном ствола сваи

Нужно в этом случаи выбирать сваи увеличенного диаметра – 133 мм. Внутрь вставляется каркас из трех прутов арматуры и заливается бетоном с вибрированием (постукиванием). Оголовок (площадка опирания) приваривается и к трубе (стволу) и к выходящей сквозь площадку арматуре. К тому времени, когда сталь разрушится, бетон будет все еще нести нагрузки от здания.

Так же такой способ применим в тех случаях, кто делают бетонный ростверк с опиранием на винтовые сваи. Но сам ростверк не должен опираться на грунт. Видел примеры, когда на такой конструкции фундамент ставили стены из блоков. А применили его по причине грунтов с плохой несущей способностью (слои торфа толщиной несколько метров).

Вторым способом поделился разработчик системы фасада из блоков в одной из статей:

2. Гальваническая защита

Винтовые сваи, установленные грамотно живут легко до 50 лет. Для тех, кто собирается жить дольше, есть очень хороший и не дорогой способ. Мы его применяли для защиты металлических конструкций в морской воде. Заключается в подключении к свайному полю цинкового электрода. Его надо закопать в землю в самом мокром месте и раз 7-10 лет менять. И сваи будут жить вечно.

3 причины сделать свайно-винтовой фундамент: их реально только три

О свайно-винтовом фундаменте ходит множество мифов и легенд. Одни считают, что винтовые сваи — дешевая и универсальная альтернатива железобетонному фундаменту для дома под ПМЖ. Другие полагают, что металлические сваи с лопастью на конце годятся только для неответственных и легких построек. Например, каркасных дачных домиков, беседок, террас, заборов, хозяйственных блоков. Так ли это на самом деле? Ответы в статье.

Содержание:

«Подводные камни» свайно-винтового фундамента
Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент
Недорогой свайно-винтовой фундамент — миф
Реальная цена свайно-винтового фундамента
В каких случаях оправданно применение свайно-винтового фундамента

Проблемы свайно-винтового фундамента

«Низкая» цена на свайно-винтовой фундамент многим застройщикам отбивает здравый смысл. Слово «низкая», не просто так взято в кавычки. Почему винтовые сваи — это, на самом деле, — недешевое удовольствие, мы расскажем чуть ниже. Сейчас о другом — о негативном опыте использования свайно-винтового фундамента.

Omissa Участница FORUMHOUSE

Пользователи портала дали Omissa советы:

Проверить, не разрыхлён ли грунт вокруг свай.
Приварить оголовки к сваям.
Усилить конструкцию диагональными «укосинами» из стального уголка с полкой 5 см.

Пользовательница последовала этим советам.

Мы обварили сваи уголком и приварили все оголовки. По ощущениям, дом стоит значительно устойчивее, хотя, в углах, чувствуются некоторые вибрации.

Итак, проблема почти решена. Идём дальше.

Artriot Пользователь FORUMHOUSE

Мне построили каркасный дом на винтовых сваях. Размер «коробки» 7000х9000 мм. Диаметр свай 89 мм. Длина всего 2000 мм. Высота свай над землёй не более 700 мм. Получается, что свая закручена на глубину не более 1300 мм. В первый же год сваи стало выпирать. Не сильно, но неприятно. Потом, когда на следующий год грянули морозы, сваи поперло так, что перестали открываться двери в тамбуре. На втором этаже от стен отошел потолок. Помялась металлочерепица. Поднявшиеся углы дома видно невооружённым взглядом. Сваи больше всего выперло по углам и по периметру дома. Летом сваи осели. Думаю, срезать сваи и залить мелкозаглубленную ленту.

На фото ниже заметно, что у дома поднят угол.

Олег 52 Пользователь FORUMHOUSE

У меня двухэтажный каркасник размером 9х11 м на свайно-винтовом фундаменте. Дом жилой. Фасад отделан штукатуркой. Грунты просадочные, пучинистые. Через год часть свай просела от 2 до 5 см. Самое интересное, что фундамент закрутила фирма с именем. Предварительно сделал инженерно-геологические изыскания и дал их свайщикам, но, видно, всё без толку. Фундамент уже ремонтировали по гарантии. Сваи нарастили. Закрутили дополнительные сваи диаметром 133 мм. Подвели двутавровые балки, но гарантий, что просадок дальше не будет, нет. Продолжать «игру» со свайно-винтовым фундаментом не хочу. Надо как-то укрепить фундамент железобетонной лентой мелкого заложения. Как это сделать? Дом поднимать нельзя, т.к. дорогой мокрый фасад треснет.

Обратите внимание на фото ниже. Вокруг сваи, из-за вырытого перед закручиванием сваи приямка, провалена почва. В этом месте постоянно собирается вода и, далее, как по направляющей, бежит по стволу сваи вниз, под землю, где замачивает грунт.

Свайщики, чуть отвернись, роют глубокий приямок. Почти везде, где я видел свайно-винтовой фундамент, земля вокруг свай провалена. Если сказать монтажникам, зачем так делают, то они отмахиваются. Мол: «Всегда так строим. До плотного грунта еще далеко (все сваи длиной 2.5 м и более), а от боковых нагрузок укосины помогают».

Airstats Пользователь FORUMHOUSE

У Олег 52 низкая несущая способность грунта под сваями. Кроме лопастей, их толком ничего не держит, грунт неплотный, боковое трение слабое. Вообще считается, что только с 4 метров заглубления сваи удерживаются в грунте боковым сдавливанием и трением. Лучше залить МЗЛФ и сделать утеплённую отмостку.

Topos предложил Олег 52 смонтировать дренаж и защитить периметр дома от осадков. Олег 52 решил воспользоваться советами участников портала и залить «ленту» под домом. Ведь для строительного рынка в РФ характерен лозунг: «Хочешь сделать как надо - сделай САМ!».

Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент

Вы можете сказать, что все вышеперечисленные проблемы со свайно-винтовым фундаментом возникли из-за грубых нарушений, допущенных в ходе строительства. Отчасти это верно. На портале есть множество тем, где у людей трещат ленты и проседают плитные фундаменты, в которые вбуханы кубометры бетона. Но, на устройство свайно-винтового фундамента, огромное влияние оказывает т.н. «человеческий фактор». Слишком много халтурщиков, в сезон, хочет заработать на сваях. На первый взгляд — работа нехитрая и простая, но, это только кажется.

Игорь3 Пользователь FORUMHOUSE

Я занимаюсь ремонтом фундаментов и передвижкой домов. Часто слышу про сваи, что качаются, тонут или, их выпирает. Технология свайно-винтового фундамента тут ни при чём. Причины аварийных ситуаций — неграмотный расчет и неправильный монтаж винтовых свай, усугубленный особенностями грунта.

В отличие от машинного вкручивания свай, при ручном монтаже, строители могут устать или просто схалтурить, что негативно скажется на качестве свайно-винтового фундамента.

По мнению Игорь3 дом на сваях качается если:

Сваи недостаточно заглублены.
Строители вырыли слишком глубокий приямок.
Сваи слишком высоко подрезаны над грунтом и нет диагональных «укосин».
Выбран малый диаметр свай.
Недостаточное количество свай.
Слабонесущий грунт.

Сваи просели если:

Под сваями слабонесущий грунт.
Не сделан расчёт несущей способности сваи, и, что ВАЖНО, грунта под лопастью сваи.

Итак, основа надежного свайно-винтового фундамента — конструкторский расчёт и данные геологии на участке, а не определение длины и диаметра свай по телефону или по принципу «так сделали соседу». На первый взгляд кажется, что все вопросы решаются просто — заказывается инженерно-геологическое изыскание. Затем собираются нагрузки от будущего строения на грунт, делается расчёт и выбираются сваи. На этом этапе застройщиков ожидает «подводный камень», который может полностью обнулить идею сделать качественный свайно-винтовой фундамент.

al185 Супер-Модератор FORUMHOUSE

Любителей упрощенного «расчета» нагрузок через вес дома ждет неприятный сюрприз — риск неравномерных осадок по осям. На самом деле, грамотный сбор осевых нагрузок показывает - они сильно разные по осям. У каркасников в 1-2 этажа, нагрузки на периметр в диапазоне 10-25 кН/м = 1-2,5т/м и на внутренние до 40-50 кН/м= 4-5т/м.

Внутренние стены в строении всегда более нагружены, чем внешние.

Теперь найдите конструктора, кто сможет сделать грамотный расчет свайно-винтового фундамента, со сбором осевых нагрузок, и расчетом конструкции по СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Есть такой?

Если ленточные и плитные фундаменты отчасти могут компенсировать неравномерную осадку, и перераспределить нагрузку без возникновения аварийной ситуации, то сваи осаживаются каждая сама по себе.

Ещё один «миф», что свайный фундамент можно рассчитать путём пробного завинчивания сваи и, тем самым, исследовать грунт на участке.

На мой взгляд и любого конструктора — этот метод — лотерея из области экстрасенсорики и уфологии.

Причина в том, что на усилие при пробном закручивании сваи влияет время года. Например, данные ранней весной, когда грунт находится во влагонасыщенном состоянии, т. е. в период максимального ухудшения свойств основания, будут отличаться от данных полученных при пробном завинчивании сваи летом — в конце августе, когда воды мало или зимой.

Состояние грунта при пробном завинчивании действительно только на момент самого завинчивания. Этот метод не учитывает сезонное, долговременное (карст, подтопление) и техногенное ухудшение свойств основания.

При нормальном инженерно-геологическом исследовании выявляется практически все свойства залегающих пластов, в том числе и мощность, и возможность выявления просадочных линз. Выявляются пласты более стабильные и пригодные для восприятия нагрузок. Так же определяется и начальное просадочное давление, коэффициент фильтрации и другие свойства грунта, которые пробным закручиванием не определить.

Проектирование свайных фундаментов без соответствующих достаточных данных инженерно-геологических изысканий не допускается.

Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование грунта.

Запомните! На свайно-винтовой фундамент можно поставить даже каменный дом, например, из газобетона. Вопрос лишь в том, если отбросить цену такого фундамента, выдержит ли грунт под лопастью эту нагрузку, при небольшой площади отпирания всех свай, по сравнению с ленточным или плитным фундаментом.

Площадь опирания винтовой «108» сваи, с диаметром лопасти 300 мм – 0.07 м²
Площадь опирания винтовой «133» сваи, с диаметром лопасти 350 мм – 0.09 м²
Площадь опирания только части МЗЛФ, шириной 600 мм и длиной 1 м – 0.6 м²

Т.е. площадь опирания всего лишь 1 погонного метра ленточного фундамента, с шириной подошвы 0.6 м, = 6-8 винтовых свай! Причём при конструировании свайно-винтового фундамента не принимаются в расчет силы трения сваи о грунт в той части длины ствола, примерно 1.5-2 м, которая находится в зоне промерзания.

Дешевый свайно-винтовой фундамент — это миф

Если зайти в интернет и забить в поисковике запрос «стоимость свайно-винтового фундамента под ключ», то, в зависимости от региона и жадности продавцов, выйдут следующие цифры:

Фундамент 6х6 м – 26 — 30 тыс. руб.;
Фундамент 9х9 м – 45 — 55 тыс. руб.;
Фундамент 10х10 м – 70 — 90 тыс. руб.

Примечание: Стоимость усредненная.

Звучит заманчиво, не так ли? Кто из застройщиков не хотел бы сэкономить на фундаменте. Особенно, если прибавить стандартные плюсы «винтов», которые озвучивают свайщики:

Срок службы фундамента – более 100 лет.
Монтаж за 1 день и в любое время года.
Свайный фундамент дешевле монолитного в 2-3 раза.

А теперь спустимся с небес на землю. Что входит в эту стоимость? Скорее всего вам предложат стандартный размер свай, с количеством, рассчитанным на глазок и пролётами по 3 м. Т. е. "базовая" свая под легкий дом:

диаметр ствола - 108 мм;
длина сваи - 2500 мм;
диаметр лопасти - 300 мм,
толщина стенки трубы 4 мм;
+ оголовок 20х20 см + монтаж.

А теперь прибавьте к стоимости свайно-винтового фундамента «допы»:

Участок с уклоном? Грунт слабый? Придётся закручивать сваи большей длины. Платите.
В доме планируется камин? Тогда потребуется больше свай. Платите.
Сваи слишком высоко обрежут по высоте от земли и нужно усиление диагональными «укосинами»? Платите.

Список можно продолжать, но, самое главное, что в итоге получит заказчик, реальный фундамент, или незаконченную конструкцию, которую затем придётся доводить до ума? Что мы имеем ввиду? Прибавляйте к стоимости:

Вам потребуется обвязать сваи и сделать перекрытие, например, брусом и деревянными лагами.

Утеплить перекрытие теплоизоляцией, например, каменной ватой. Причем слой придётся брать потолще, т. к. снизу всё продувается. Если сэкономить, то зимой будет ледяной пол.
Смонтировать пароизоляцию.
Настелить черновой пол, например, из ОСП.
Оставлять дом на сваях, как на «ножках», некрасиво. Здравствуй забирка! Т. е. сваи придётся дополнительно чем-то обшивать снаружи, например, плоскими листами шифера, чтобы затем, наклеить на них плитку.

Прямое сравнение цены за свайно-винтовой фундамент с утеплённой плитой — ошибка.

Фундаменты следует сравнивать в комплексе, за полностью готовый «0» цикл. Т. е., каждый из фундаментов должен быть доведён до равной степени строительной готовности. Есть готовое основание первого этажа, на которое будут монтироваться стены. Торец цокольной части фундаментов подготовлен под облицовку камнем, плиткой или штукатуркой и т. д.

Дешевизна свайно-винтового фундамента — иллюзия, т. к. в стоимости не учтена цена перекрытия и забирки.

Alfamayonez Пользователь FORUMHOUSE

У меня дом на свайно-винтовом фундаменте. «Ножки» ничем не зашивал. Пол утеплён – задул 20 см эковаты, но всё равно холодно, ветер всё выдувает. Буду утепляться по периметру.

В итоге участник портала отвёл воду от дома, закрыл цоколь и грунт пенопластом толщиной в 10 см. По его словам, разница в комфорте «до» и «после» разительна. Дальше он будет делать утеплённую отмостку.

Реальная цена свайно-винтового фундамента

А теперь настоящие цены на свайно-винтовой фундамент.

ibragimova Пользователь FORUMHOUSE

Мы построили заказчику каркасный дом площадью 280 кв. м на свайно-винтовом фундаменте за 450 тыс. руб. Цена — без учёта обвязки деревом, но с учётом усиления металлом. Всего закрутили 60 свай, диаметром 108 мм, длиной от 3000 до 4500 мм. Заказчик сначала хотел построить дом из газобетона на ленточном фундаменте, но, за ленту ему насчитали 2 млн. руб.

Забиваем сваю из стеклопластиковой арматуры — эксперимент

К нам обратилась одна строительная компания с предложением поучаствовать в эксперименте — изготовлении забивной сваи с каркасом из композитной стеклопластиковой арматуры.

В общем-то, от нас требовалось только связать каркас для сваи.

Всего, в рамках эксперимента было изготовлено несколько свай. После надлежащих испытаний, приступили к самому суровому тесту — погружению в землю.

Как забивалась свая с каркасом из стеклопластиковой арматуры смотрите на видео:

Свайный фундамент

В статье речь пойдёт о технологии возведения свайных фундаментов. Рассмотрим основные виды свай, выясним, из каких элементов состоят, как они монтируются, для каких условий разработаны. Разберёмся в механике работы свайных фундаментов, осмыслим все «за» и «против».

Великое переселение народа, потянувшегося к природе, идёт своим чередом — загородное строительство сейчас переживает настоящий бум. Жители мегаполисов уверенно и планомерно осваивают загородные территории, всё плотнее застраивая их. К сожалению, далеко не всегда нам достаётся понравившийся участок с приемлемым рельефом и «хорошими» грунтами. Оказывается, что все лакомые куски либо кому-то уже принадлежат, либо в этой местности от земли стабильности вовсе ждать не приходится — торф, плавуны или, того хуже, мерзлота какая-нибудь. Но выход, конечно же, есть всегда, в данном случае на помощь пришли технологии промышленного и многоэтажного гражданского строительства — это свайные фундаменты, которые всё чаще применяются при возведении частных домов.

Особенности применения свайных фундаментов

Идея установки сооружений на сваях не новая, технология известна людям уже несколько столетий, но на новый виток развития она вышла во второй половине девятнадцатого века, когда вместо деревянных стоек начали использовать забивные, набивные и винтовые конструкции, выполненные из комбинации стали и бетона. Свайный фундамент имеет свою чёткую специализацию, некорректно было бы говорить о его преимуществах перед другими вариантами организации основания дома и сравнивать их по каким-либо характеристикам. В условиях, для которых он разрабатывался, свайный фундамент не имеет конкурентов, его невозможно надёжно заменить иной конструкцией. Сваи могут использоваться на любых типах грунта, кроме, пожалуй, скальных пород и оснований с очень сильными горизонтальными подвижками, однако, технологически и экономически целесообразно применять их:

для строительства зданий на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
там, где верхние слои естественного основания характеризуются слабой несущей способностью (торфяники, плавуны), тогда как плотные грунты расположены довольно глубоко;
при большой глубине промерзания (северные широты, вечная мерзлота);
на крутых склонах;
если масса строения слишком велика (например, многоэтажные здания из тяжёлых материалов).

Если рассуждать о технологических и функциональных особенностях свайных фундаментов, то тут можно сформулировать следующие пункты, многие из которых логически следуют один из другого:

Универсальность и вариативность (огромное количество технических решений, всегда есть выбор для любых условий).
Большая несущая способность.
Практически не нужен ручной труд (допустима полная механизации процессов).
Индустриализация (возможно использование элементов, полностью изготовленных в заводских условиях, минимизирован «человеческий фактор»).
Высокая скорость возведения.
Возможность строить в любое время года.
Полное отсутствие или минимизация земляных работ.
долговечность (особенно применимо к железобетонным конструкциям).
относительная экономичность (небольшая материалоёмкость — сниженное потребление бетона, нет необходимости изымать и перевозить большие массы земли).

Принцип работы и конструкция свайного фундамента

Свайный фундамент — это группа свай, расположенных под всем зданием в виде «свайного поля», или под конкретными элементами строения (рядами, «кустами», поодиночке).

В большинстве случаев, в верхней части сваи объединяются в единую систему с помощью ростверка — совокупности балок (ригелей), решётки (рамы) или цельной плиты. Кроме стабилизации отдельных столбов фундамента, ростверк предназначен для равномерного распределение нагрузок здания, поэтому является несущим элементом. В зависимости от того, опирается он на грунт (возможно, даже заглублён), или между поверхностью и балкой/плитой есть зазор, ростверк подразделяют на: низкий и высокий. Низкий ростверк также может участвовать в передаче давления на грунт (пусть и в небольшой степени), но он подвержен силам пучения и не может использоваться на опасных в этом плане грунтах, или под ним устраивают сложные подушки. Высокий ростверк не принимает прямого участия во взаимодействии грунт/здание, поэтому не выталкивается расширяющимися грунтами и не движется «на отрыв» по отношению к сваям. Нельзя сказать, что ростверк является неотъемлемой частью свайного фундамента, так как есть конструкции с единичными оголовками для каждой сваи.

Любая свая представляет собой длинный стержневидный элемент (иногда с расширениями в различных частях), через пяту и боковую поверхность которой на грунт передаются нагрузки от надземной части дома. Конечно, здесь можно провести некую параллель со стойками столбчатого фундамента, вот только закладываются сваи на порядок глубже, и благодаря своей длине (читай: большой суммарной площади боковых поверхностей) действуют на основание, используя ещё и существенную силу трения.

Интересно, что сваи устанавливаются не только строго вертикально, некоторые из них могут располагаться под определёнными углами к отвесной оси, что позволяет повысить пространственную жёсткость всего фундамента, так как часть его элементов по-разному работает на сжатие, изгиб, растяжение. По механике взаимодействия с грунтами сваи разделяют на:

стойки — прорезают нестабильные слои и подошвой опираются на плотный малосжимаемый пласт с хорошей несущей способностью (гравий, скальные породы);
фрикционные (сваи трения, висячие) — при забивании уплотняют грунт в рабочей зоне и предают нагрузку на слабое основание только за счёт сил трения, опорное действие нижнего конца сваи незначительно.

Заглубляются сваи различными способами, поэтому по технологии погружения в грунт сваи разделяют на несколько классов, которые могут охватить, так сказать, основной ассортимент выбора в гражданском строительстве:

Забивные сваи — готовые элементы, которые устанавливаются в естественное основание без выемки грунта, путём их вдавливания, вибропогружения, забивания молотами.
Набивные сваи изготавливаются на строительной площадке путём заполнения скважины бетонной смесью. Скважина может быть как пробуренной, так и отжатой (вытеснение и уплотнение).
Винтовые сваи представляют собой стальные трубы с лопастями в нижней части. Они ввинчиваются в грунт, после чего заполняются изнутри бетонной смесью.
Сваи-столбы — готовые изделия погружаются в пробуренную скважину.
Сваи-опоры — готовые изделия устанавливаются на дне котлованов, в шурфах или траншеях, после чего фиксируются обратной засыпкой.
Инъекционные сваи получают, закачивая в грунт мелкозернистый бетон под высоким давлением.
Кессонные (погружаемые, колодезные) сваи утапливаются в основание под собственным весом или с применением дополнительной огрузки. Параллельно с погружением изнутри оболочки выбирается грунт.

Некоторые методы погружения свай предусматривают использование различного вида оболочек, которые могут выполнять определённую роль. Так, для неглубоких буронабивных свай активно применяются неизвлекаемые трубы из рубероида, являющиеся и гидроизоляцией подземной части, и опалубкой наверху. В технологии вертикально перемещаемой трубы оболочка выступает опалубкой, она удаляется из выемки параллельно с монолитными работами. Трубобетонные и сваи-трубы имеют оболочку, которая выполняет несущую функцию. Большинство свайных стволов оболочками не оборудуются — имеем прямой контакт «бетон/грунт».

Материалы для изготовления свай применяются самые традиционные:

Деревянные сваи начали использоваться одними из первых, и нужно сказать, что вполне успешно. Например, при строительстве опор мостов в Санкт-Петербурге применяли брёвна хвойных пород древесины диаметром 20–40 см, некоторые из которых неплохо сохранились до нашего времени. На сухих грунтах деревянные сваи могут долгое время нормально выполнять свою функцию, тем более с новыми видами обработки, но тягаться в долговечности с ЖБ изделиями они, конечно, не способны.
Железобетонные сваи самые популярные на данный момент. Это готовые изделия длиной от 3 до 12 метров, чаще всего они имеют сплошное квадратное сечение (от 20x20 до 40x40 см), хотя есть и другие варианты — круглое, призматическое, треугольное, сложное. Арматурный каркас для готового изделия ЖБИ необходим, в основном, чтобы выдерживать изгибающие нагрузки, но для забивного погружения металл также помогает противостоять ударным нагрузкам, поэтому на концах сваи количество поперечной конструкционной арматуры увеличено.
Бетонные сваи не имеют армирования по всему телу, но в верхней части стальные каркасы применяются.
Бутобетонные сваи могут содержать в своей массе до 30% бутового камня.
Металлические сваи представляют собой трубы круглого или прямоугольного сечения.
Довольно распространены комбинации различных материалов, например, стальная труба винтовой сваи заполняется бетоном, или на деревянное бревно насаживается металлический наконечник с лопастями.

Конкретный вид сваи и технологию её погружения выбирают в зависимости от многих факторов, основными из которых являются:

масса и конструкция здания;
несущая способность каждого элемента свайного фундамента;
характеристики естественного основания;
условия работы на стройплощадке (высокая плотность застройки, стеснённость …).

Несмотря на то, что в частном строительстве используются далеко не все перечисленные выше сваи, чаще всего для решения определённой задачи подходит несколько вариантов свайных фундаментов, тогда из доступных выбирают наиболее выгодный экономически. О них мы далее и поговорим.

Возведение свайного фундамента

Строительство свайного фундамента начинается с тех же самых подготовительных операций, что и при создании любого другого. Рабочая зона очищается от растительности и снимается слой дёрна, подготавливаются подъездные пути, выполняются операции водоотвода и водопонижения, в полном объёме завозятся материалы и решаются прочие логистические вопросы. Далее в натуру выносятся отметки осей здания и места расположения каждой скважины. Подробно подготовительную стадию нулевого цикла мы описали в статье «Ленточный фундамент. Часть 2: подготовка, разметка, земляные работы, опалубка, арматура» .

Естественно, предварительно на участке проводятся инженерно-геологические изыскания, на основании которых выявляются все основные свойства имеющихся грунтов — их послойный состав, несущая способность (сжимаемость), степень и характер увлажнения (водный баланс). Параллельно с геологоразведкой рассчитывается эксплуатационная нагрузка от надземной части здания, которая будет прилагаться к грунтам.

Отдельное внимание уделяется условиям производства работ. Такие нюансы, как наличие поблизости других зданий, которые могут быть повреждены, или стеснённое пространство на стройплощадке, могут кардинально повлиять на выбор конкретной технологии.

Полученные данные рассматриваются в комплексе, они станут отправной точкой при разработке проекта свайного фундамента. Конструирование свайного фундамента будет заключаться в следующих моментах:

определение несущей способности грунта и нагрузок от строения;
выбор типа (сечение, материал, конструкция) свай;
рациональный выбор технологии погружения (в том числе специфика оборудования);
расчёт необходимого количества свай и характера их расположения;
расчёт глубины погружения;
проектирование ростверка (высота/глубина заложения, материал, сечение);
моделирование работы фундамента — сравнение возможных деформаций с допустимыми;
экономическое обоснование.

По мере развития цикла статей, мы неоднократно затрагивали проблемы разработки фундаментов и там, где возможно, давали практические рекомендации на этот счёт: «Ленточный фундамент. Часть 1: типы, грунты, проектирование, стоимость» или в разделе «Проектирование столбчатого фундамента» предыдущей публикации «Столбчатый фундамент» . В случае со свайными фундаментами ситуация обстоит намного сложнее, в первую очередь, из-за того, что, раз уж мы выбрали и начали рассчитывать сваи, значит мы по определению имеем дело с очень проблемными грунтами и сравнительно тяжёлым домом. Поэтому поручить создание рабочего проекта лучше специализирующимся на этом организациям, которые для расчётов используют моделирующие компьютерные программы и руководствуются действующими ГОСТами.

Погружение готовых свай

Мы уже отмечали, что сваи, которые производятся в заводских условиях (как правило, это изделия ЖБИ) и уже в готовом виде погружаются в основание, называются забивными. Этот вариант свайного фундамента отличается повышенной несущей способностью, так как грунт возле ствола уплотняется. Побочным эффектом вытеснения грунта можно считать возникающее динамическое напряжение в основании, как следствие, ряд ограничений по условиям производства работ. Вообще, индустриальность заводских свай (в отличие от набивных) обеспечивает всепогодность и высокий темп строительства фундамента, удобство логистики, малую зависимость от водонасыщенности грунтов, высокую несущую способность (из-за уплотнения) и небольшую материалоемкость.

Процесс забивки свай в грунт осуществляется с помощью массивных молотов (масса ударной части от 1,5 до 9 тонн), установленных на тяжёлой самоходной технике. Обычно используются гидравлические и тросовые экскаваторы, гусеничные краны, которые имеют поворотную направляющую мачту и перемещающийся по ней дизельный, механический или гидравлический молот. В качестве сваебойного оборудования также могут применяться вибропогружатели и вибромолоты, вдавливающие установки.

Цикл погружения забивной сваи выгладит следующим образом: машина захватывает сваю и подтаскивает её — свая поднимается и заводится в раму копра — ударная часть молота воздействует на изделие и забивает его в грунт. Способов воздействия несколько.

Если применяется дизельный молот, то тут основная работа осуществляется циклично, по принципу ДВС (ударник сбрасывается с высоты, происходит воспламенение топливной смеси, подъём молота осуществляется за счёт отдачи).

Опускание и подъём рабочей части гидромолота происходит за счёт гидравлики — сбрасывания и отдачи нет, что позволяет тонко регулировать частоту и усилие забивания.

Тяжёлые вибропогружатели закрепляются на оголовке сваи и сообщают ей колебания, направленные вдоль оси её ствола. Работа вибрирующего оборудования осуществляется за счёт гидростанции или электрического двигателя с эксцентриковым механизмом.

В конструкции вдавливающих машин СВУ основными элементами являются: гидроцилиндры рабочего хода и хода обратного движения, а также грузовая рама для навешивания анкерного груза. Принцип действия таких установок — приложение постоянного статического давления.

Ударная забивка свай по праву считается самым быстрым и недорогим методом погружения (примерно от 300 рублей за погонный метр), однако, он сопровождается значительным уровнем шума и вибрации грунта, поэтому не может использоваться в условиях плотной застройки или, например, в оползневых зонах. Ещё один важный момент — нужна довольно крупная площадка (где-то 15x35 метров).

Заглубление свай вдавливанием применяется, если строительная площадка располагается в исторической части города, вблизи ветхих или аварийных строений, на подвижных грунтах. Несомненным плюсом вдавливания является высокая точность погружения сваи, сохранение целостности её оголовка, возможность замера несущей способности каждого элемента фундамента в реальном времени, компактность (можно работать в стеснённых условиях — площадка размером 10x10 метров, до ближайшего строения — от 1 метра). Вдавливанием могут погружаться также угловые и боковые сваи. Данная технология несколько дороже — примерно, от 800 рублей за метр погонный.

Принципы силового погружения готовой сваи мы рассмотрели, это, так сказать, основное действие. Однако нужно заметить, что перед началом массового погружения скважин на площадке устанавливаются пробные сваи, которые после выдержки в несколько дней (от 1 до 10, в зависимости от характеристик грунта) подвергаются опытным испытаниям. Свая либо ударяется молотом (динамический метод), либо ступенчатым образом нагружается (статический метод), после чего производятся замеры осадки. Целью данного этапа является определение фактической несущей способности каждого элемента свайного фундамента. На основании полученных результатов, либо подтверждаются проектные расчёты, либо производится корректировка длины, сечения, количества, системы расположения свайного поля.

Для оптимизации процесса погружения готовых свай может применяться лидерное бурение. Эта процедура позволяет снизить нагрузки на грунт, уменьшить шумы и вибрацию, применять более длинные скважины, пройти песчаные слои толщиной более 2 метров. Скважины имеют диаметр меньший, чем сечение ЖБИ изделия, они по глубине на 0,5–1 метр не доходят до расчётной отметки погружения сваи.

Если свая во время погружения стопорится (явление называется «отказ»), то излишек её надземной части удаляют, а заглублённая часть испытывается на соответствие проектной несущей способности. При получении неудовлетворительных результатов, поблизости устанавливается дополнительная, дублирующая свая.

После создания свайного поля бетон всех свай срезается по одной высоте, элементы арматурного каркаса могут сохраняться и отгибаться для перевязки с конструкцией ростверка.

Выбирая организацию для возведения свайного фундамента, в обязательном порядке необходимо учесть характеристики оборудования подрядчика — массу (удельное давление ходовой части на основание), особенности молота.

Изготовление набивных свай

Набивные сваи производятся из бетона прямо на строительной площадке. Такие фундаменты сложнее в изготовлении и дороже (от 23000 рублей за кубический метр), во время возведения они сильно зависимы от погодных условий и водного баланса грунта. Плюсом монолитных свай можно считать возможность строительства вблизи зданий, а также внутри строений (для реконструкции, усиления фундамента). Кроме того, появляются варианты не применять на участке тяжёлую технику — иногда можно обойтись моторизованным или даже ручным буром (если проектный диаметр до 30 см). Добавим, что при организации расширения пяты удаётся существенно повысить несущую способность сваи и фундамента в целом. Принципиально процесс возведения распространённой буронабивной сваи состоит из следующих операций:

С помощью шнека с забурником в грунту изготавливаются скважины. Есть много вариантов получения скважины ударным способом — путём вытеснения грунта вибротрамбованием, забиванием извлекаемых/неизвлекаемых оболочек.
В скважину помещается арматурный каркас.
Домкратами в полость заводят бетонолитную трубу, сверху на которую устанавливается приёмная воронка.
Бетон подаётся в скважину, труба по мере заполнения скважины извлекается.
Бетон уплотняется механическим трамбованием, пневмо- или гидропрессованием.
Формируется оголовок сваи (инвентарный кондуктор).
Свая отстаивается до полного затвердевания бетонной смеси.
При необходимости, оголовки свай обрезаются до проектной высоты.

Винтовые сваи

Этот тип свай стоит особняком, так как является полноценным классом по конструкции и способу погружения. Винтовая свая представляет собой стальную трубу (диаметр 50–300 мм, толщина стенки от 3–6 мм, длина цельного изделия до 12 метров) с заострённым концом, к телу которой приварена специальная лопасть, а к торцу надземной части — металлический оголовок. Многие производители покрывают свои изделия антикоррозийными составами на основе эпоксидных смол, срок службы качественных винтовых свай заявляется ими, как «150 лет и более».

Технологическими и функциональными достоинствами фундаментов на винтовых сваях принято считать:

высокую скорость возведения;
безударное погружение;
возможность ручного монтажа;
точность установки;
отсутствие земляных работ;
сейсмоустойчивость;
высокую сопротивляемость силам морозного пучения (гладкая боковая поверхность с малой суммарной площадью).

Монтируются винтовые сваи ввинчиванием, причём применение дополнительно действующей вертикально огрузки не является обязательным. Поэтому погружение винтовой сваи может производиться мотоинструментом или даже вручную. Если необходимо (песчаные прослойки, большая глубина), может применяться лидерное бурение вспомогательных скважин. Также как и забивные сваи, этот способ погружения позволяет уплотнить грунт вокруг ствола. В зависимости от диаметра изделия, площади лопасти, толщины стенок, каждая свая может выдерживать давление от 1 до 30 тонн.

Установленные сваи изнутри заливаются бетоном прочностью от М300 и выше. Для улучшения несущей способности полость крупной трубы может армироваться стальным каркасом.

После установки всего свайного поля, тела винтовых свай подрезаются по высоте, на них монтируются и провариваются оголовки необходимой конструкции, которая зависит от типа ростверка (для бруса или первого венцового бревна, для железобетонной перемычки, для монолитной плиты).

Примерно так мы видим современные свайные фундаменты. Конечно, описать удалось далеко на все типы свай, но для того, чтобы понять, в каком направлении двигаться и в результате сделать правильный выбор, информации должно хватить. Следующий на очереди у нас плитный монолитный фундамент.

Особенности композитной арматуры для свай

Строительство с использованием свай подразумевает постоянное развитие и разработку, в особенности с учетом географических особенностей некоторых районов России. Новые разработки в области строительных технологий позволяют обеспечивать качество и надежность разнообразных типов конструкций, а также экономят денежные средства застройщикам. Одна из таких технологий – это композитная стеклопластиковая арматура. Она имеет не только низкую стоимость, но и обладает множеством других преимуществ.

Преимущества композитной арматуры

Еще совсем недавно владельцы болотистых участков стремились продать их даже по заниженной цене. Застройщики тоже без особой охоты занимались строительством на подобных землях. Это обусловлено тем, что при строительстве сооружений на болотистых грунтах требовалось большое количество стальной арматуры, которая стоит весьма недешево. При этом построенное сооружение могло эксплуатироваться менее 60 лет. Научно-технический прогресс и композитная арматура позволили решить эту проблему.

Такая арматура имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими строительными элементами:

легкость (легче металлических аналогов в 4 раза и имеет меньшую плотность, при равноценной замене, композитный материал легче металла в 9 раз),
экономичность и удобная транспортировка (стеклопластиковая арматура с диаметром менее 10 мм выпускается с завода в скрученном виде, 100 метров бухты О8 весят около 7,5 кг и имеют внешний диаметр порядка 1 метра, 20 бухт арматуры весят не более 150 кг, такой вес легко можно увезти на обычном микроавтобусе или в багажнике грузовой машины, а при заказе металлической арматуры необходим специальный автотранспорт большого тоннажа),
отличные показатели прочности на разрыв (это качество обеспечивает возможность использования композитной арматуры меньшего диаметра, при этом замена будет считаться полноценной),
легкость и простота монтажа (вязка этого типа арматуры требует минимум рабочей силы, обрезать ее можно практически любым инструментом, предназначенным для резки),
невысокая стоимость (по сравнению с аналогами композитная арматура почти на 50% дешевле),
возможно изготовление высокопрочной, качественной арматуры любой длины.

Отличные технические характеристики позволяют сделать композитные элементы качественными, прочными, долговечными и надежными.

Качественные характеристики

Стоит отметить, что физико-механические свойства стеклопластиковой арматуры, можно без преувеличения назвать уникальными. Основными такими свойствами являются:

устойчивость к коррозии – отказ от использования металла обеспечивает долговечность готовой конструкции без появления коррозии,
низкая теплопроводность – в 10 раз более низкая теплопроводность по сравнению с металлической арматурой, что позволяет исключить варианты промерзания бетона,
стойкость к воздействию кислот и щелочей,
радио- и магнитопрозрачность – пропускает любые радиоволны, возможность использования в любых помещениях мобильные телефоны и сети Интернет,
отличные показатели прочности при любом напряжении – даже после нахождения в скрученном состоянии,
изделие потом легко, прямо и ровно разматывается,
диэлектричество – композитная арматура не является проводником электротока, что исключает возможность короткого замыкания и проявления малых токов в каркасе.

Недостатки композитной арматуры

Как и любой другой вид строительных материалов, композитная арматуры имеет свои недостатки. Стоит сказать что они несушественны, но все же имеют место быть. И их необходимо учитывать, так как в некоторых случаях они играют важную роль. Наиболее явные минусы:

нет возможности использовать электросварку при монтаже,
при нагреве выше 600 градусов теряется прочность, так как размягчаются волокна, связывающие материал,
невысокие показатели модуля упругости – эти показатели по сравнению со стальной арматурой ниже в 4 раза, что требует произведения перерасчетом при использовании элементов в несущих перекрытиях и конструкциях.

Также важно помнить о том, что придать на строительной площадке композитной арматуре резкий изгиб невозможно, поэтому необходимые формы стержней сложных элементов производят из металлической арматуры.

Читайте также: