Свайный фундамент под тяжелый дом

Обновлено: 08.05.2024

Дом на сваях – особенности и технология возведения

Первым этапом при возведении любой серьезной постройки является устройство фундамента. Фундамент является основой дома, от которой зависит прочность и долговечность здания. Любые, даже самые прочные стены, установленные на ненадежном основании, не простоят долго.

Дом, установленный на сваях. Дом, установленный на сваях.

О свайном фундаменте

Многие домашние мастера используют в качестве фундамента сваи для дома. Популярность столбчатого основания можно очень просто объяснить: его очень легко, быстро, а главное дешево устанавливать, и эти факторы являются решающими для большинства домашних мастеров.

Такой фундамент представляет собой столбы, установленные по периметру здания, которые соединены между собой бетонной или металлической перемычкой – ростверком.

Многие домашние мастера, узнав о преимуществах данной технологии, не раздумывая, решаются возводить домик на сваях. И это оказывается одной из главных ошибок, поскольку такой тип основания может использоваться далеко не всегда, и его сфера применения является более узкой, нежели у ленточного фундамента .

Дома, которые могут быть установленными на сваях

Столбчатый фундамент обладает довольно низкой несущей способностью, а потому он может использоваться в качестве основания для таких конструкций:

Одноэтажные дома из бревна и бруса.
Каркасно-щитовые постройки. Поскольку такие конструкции являются легкими, то допускается выстраивать их в два этажа.
Дачный домик из пеноблоков также можно возвести на столбчатой конструкции, поскольку данные строительные блоки отличаются небольшим весом.
Если речь идет о кирпичных постройках, то допустимо использовать данный тип основания под строения небольших размеров. Однако это является нежелательным.

Преимущества и недостатки

Свайный фундамент с металлическим ростверком. Свайный фундамент с металлическим ростверком.

Услышав о возможности возвести сваи под дом, строители задаются вопросами: «будет ли теплым пол в доме на сваях?», «насколько надежной может быть такая постройка?», «как называется такое основание и как его правильно устанавливать?».

При правильном подходе все ваши опасения окажутся беспочвенными, и такой фундамент будет ничуть не хуже ленточного, однако для этого вам следует знать о его особенностях.

Преимущества

Как говорилось выше, такие основания отличаются высокой скоростью и простотой установки. Вы сможете без особого труда возвести данную конструкцию своими руками, при этом ей понадобится около недели на отстаивание, после чего можно продолжать строительство дома (ленточному фундаменту для набора прочности необходим месяц).
Невысокая цена, а именно вдвое ниже, чем монолитной конструкции.
Экономия времени на земельных работах, поскольку основание не требует никакой подготовки грунта.
Дом на высоких сваях не боится затопления вследствие проливных дождей и паводков. К тому же к таким конструкциям очень просто подводить коммуникации.
Существует возможность установить дом на воде на сваях, что является очень удобным для определенного типа местностей.

Недостатки

Недолговечность. Средний срок службы таких конструкций составляет около 70 лет, что вдвое меньше, чем у кирпичных оснований.
Подвальные помещения или сложно, или и вовсе невозможно обустроить.
Небольшая несущая способность.
Невозможность установки таких конструкций на подвижных грунтах, а также в местностях, которые характеризуются значительными перепадами высоты.

Что потребуется при возведении фундамента

Ручной бур. Ручной бур.

Для установки дома на металлических сваях вам потребуются такие инструменты:

Ручной бур.
Бетономешалка.
Ручной инструмент, который есть в арсенале каждого домашнего мастера.

Материалы, которые понадобятся в работе:

Асбестоцементные или металлические трубы.
Асбестоцементные трубы не подвержены коррозии, и в отличие от металлических не боятся повышенной влажности.
Металлические опоры отличаются большей прочностью, чем асбестоцементные.

Совет!
Дабы защитить металлические трубы от влажности, их рекомендуется обмазать горячей битумной мастикой.
Можно также обернуть их несколькими слоями рубероида, что создаст дополнительный гидробарьер.

Бетонный раствор.
Арматурные прутья.
Доски для формирования опалубки ростверка.

Особенности проведения монтажных работ

На фото – разметка столбчатого фундамента. На фото – разметка столбчатого фундамента.

Перед непосредственным осуществлением монтажа проводится разметка участка. Определяется периметр будущего фундамента и места расположения опор. Опоры должны располагаться на расстоянии не больше 2,5 метра друг от друга. Идеальным считается полтора метра. Естественно, чем ближе друг к другу вкапываются опоры – тем прочнее будет основание.

Совет!
Опоры обязательно должны располагаться на углах здания, под несущими стенами, а также всеми нагруженными элементами, к примеру, под печью.

Устанавливаем опоры

Вашему вниманию полная инструкция по монтажу опор:

Роем скважины относительно разметки. Подошва скважины должна располагаться сантиметров на 30 ниже линии промерзания грунтов. Если готовить о нашем климате, то это около полутора метров.
Помещаем трубу в подготовленную скважину. Чаще всего в данных целях используются трубы диаметром 20 см.

Совет!
Труба не должна более чем на полметра выступать из земли.
Оптимальная высота – 30-40 см.

Далее в трубу следует вбить два или четыре арматурных прута с расстоянием 6-7 см. Стержни должны быть на 60 см длиннее трубы: на 30 см они погружаются в землю и настолько остаются над опорой.

Совет!
Перед тем, как поместить арматуру в опору, стержни следует обработать защитными составами.

Теперь выставляем трубу с прутьями по уровню.
Заливаем опору бетонной смесью. При этом заливка производится и снаружи, и изнутри. Выступающие края арматуры будут использованы в дальнейшем для того, чтобы установить ростверк.

Заливаем столб бетоном. Заливаем столб бетоном.

Это основной, но не единственный способ установки опор. Для неустойчивых грунтов часто применяется другой способ, который предполагает формирование уширения внизу опоры.

Рассмотрим его поподробнее:

Формируем песчаную подушку. Смешиваем песок с мелким гравием в пропорции 1:1.
Засыпаем смесь в скважину, слоем 10-15 см.
Далее кладем слой гидроизоляции из двух листов рубероида.
Устанавливаем трубу в скважину.
Заполняем трубу на 1/3 бетоном.
Ждем, пока опора немного приподнимется вследствие вытекания бетона снизу. Вытекая, раствор создаст расширение, которое укрепит конструкцию опоры.
После поднятия, устанавливаем в ней стержни, которые не должны выступать из неё.
Выставив трубу по уровню, необходимо заполнить её бетоном до краев.
После того, как опора заполняется раствором, в неё помещается шпилька, которая имеет резьбу и на 30 см выступает из опоры. Наличие резьбы упрощает монтаж ростверка.

Устанавливаем ростверк

Опалубка для железобетонного ростверка. Опалубка для железобетонного ростверка.

После того, как залитый в сваи раствор наберет прочность, необходимо установить на опоры опалубку из деревянных досок.
Внутрь опалубки укладываем арматурный каркас. Такой каркас может состоять как из двух, так и из четырех продольных труб, прочно скрепленных поперечинами при помощи проволоки или посредством сварки.
Прочно закрепляем арматурный каркас, связывая его при помощи проволоки с выступающими из труб стержнями.
Заливаем опалубку бетоном точно также, как и при формировании ленточного фундамента.

Совет!
Высота ростверка над землей должна быть не менее, чем 30 см.
Ширина ростверка обычно больше толщины стен здания, что в большинстве случаев составляет 40 см.

Сборка каркаса дома

Собираем каркас. Собираем каркас.

После того, как ростверк отстоится, вы можете приступать к установке стен.

Мы рассмотрим основные особенности возведения каркасно-щитовой постройки.

Опорная коробка может быть собрана из бруса или из сбитых вместе досок, что будет значительно легче, если учитывать самостоятельное возведение каркаса.
Особое внимание уделяйте связке соседних балок. Если балка хорошо подогнана и сбита – то это является залогом прочности и долговечности. Лучше всего соединять части каркаса при помощи шурупов. В таком случае время сборки несколько удлинится, однако и конструкция получится более прочной.
Не забываем прокладывать под опорные лаги, расположенные на сваях, листы рубероида для гидроизоляции.
Вертикальные опоры укрепляются при помощи специальных скоб. Изготовить их очень просто: берем отрезом арматуры около 50 см в длину, заостряем его с обоих концов и загибаем в форме буквы «п». При этом верхняя планка должна быть длиннее боковых.
Вбиваем такие опоры в соседние горизонтальные и вертикальные балки, что значительно укрепит каркас.
После установки половых лаг следует застелить пол приготовленными досками.

Обшивка стен

Если говорить об обшивке, то здесь присутствует несколько вариантов. Можно использовать для обшивки плиты ОСВ, что значительно упростит конструкцию каркаса. В первую очередь в таком случае вам не придется устанавливать продольные укосины и П-образные скобы, поскольку сами ОСВ-плиты отлично поддерживают правильную геометрию дома, минимизируя количество усиливающих балок, присутствующих в стенах.

Для внешних стен следует использовать плиты ОСВ-3. Они способны прекрасно выдерживать нагрузку в среде повышенной влажности. Высокая прочность плит достигается вследствие того, что каждый слой щепы в данном случае расположен в определенном направлении.

Обшивку плитами следует начинать от угла и продолжить по всей поверхности стены. Крепление осуществляется шурупами.

Свайный фундамент под тяжелый дом

Строительство тяжелых домов на неустойчивом или торфяном грунте достаточно дорогая затея, если применять традиционный фундамент. Ведь чтобы соорудить надежное основание нужно будет провести множество земляных работ с применением разного рода спецтехники. После того как место под железобетонный фундамент будет готово придется еще потратиться на доски для опалубки, арматуру для железного пояса и конечно же, на большое количество бетона. Если подсчитать все затраты на такое основание для тяжелого дома, то они будет соизмеримы практически с ценой постройки самого дома.

Но не нужно отчаиваться, в этот век современных технологий существует намного экономичнее способ, который позволит сохранить до 60% денежных средств, выделенных на традиционный фундамент. Разработка этой конструкции началась еще в конце XIX столетия, после чего винтовые сваи начали прогрессивно использовать военные.

И только в наши дни ведущие инженеры поняли, что такой фундамент не менее надежен при этом значительно дешевле железобетонного. После этого они разработали и внедрили технологию строительствотяжелых домов на винтовых сваях. Таким методом довольно успешно пользуются не только застройщики большого масштаба, но и применяется в частном строительстве коттеджей на плохом и ненадежном грунте.

Винтовые сваи используются и для тяжелого дома

Как известно, что тяжелые дома требуют фундамент с повышенной прочностью, поэтому к этому нужно подходить очень серьезно. Некоторые полагают, что, кроме традиционных ленточных оснований или комбинированных столбчатых, для домов из тяжелого материала просто не существует других фундаментов. Но это ошибочное утверждение, винтовые сваи бывают намного надежнее, особенно это заметно на неустойчивом грунте. А при правильной установке такое основание не дает усадки, трещин, деформаций зданию, в отличие от железобетонного фундамента. Если при строительстве не было нарушена технология, а сами сваи были изготовлены согласно ГОСТу, то можно гарантировать что такой фундамент может простоять более 100 лет.

Уникальность и осуществление монтажа

Винтовые сваи под тяжелый дом должны быть изготовлены из высококачественной стали толщиной не меньше 4,5 мм. Диаметр трубы должен составлять от 159 мм, толщина винтовой лопасти не меньше 6 мм и ее Ø 550 мм.

После анализа почвы, произведенного специалистами, сваи вкручиваются строго вертикально на глубину надежного и устойчивого грунта, где фундамент будет стабилен и не приведет к поломке или дефекту здания, как это часто бывает у традиционного.

Уникальность этой конструкции позволяет производить монтаж на участках с ограниченным пространством и вблизи насаждений, при этом совершенно независимо от времени года. Для придачи жесткости конструкции, сваи обвязываются металлом, полость заливается качественным бетоном, а сварные швы проходятся специальными составами, все это защищает металл от разрушения.

Универсальность конструкции

Благодаря винтовым сваям строительство можно осуществлять практически любые сооружения из различного материала и на любой почве. После пробного вкручивания свай специалисты определяют структуру почвы и глубину надежного и стабильного грунта. В зависимости от региона и ее местности глубина может варьироваться от 1,5 до 11 метров. Такая технология применяется при околоводной постройке также на обрывистых участках. Большим плюсом считается – ландшафт остается прежним и не испорченным.

Универсальность винтовых свай позволяют использовать различные дизайнерские идеи и применять нестандартные формы для будущего здания. Чтобы построить большое и тяжелое здание не нужно для этого копать котлован или проводить осушительные работы. Достаточно лишь вкрутить в землю винтовые качественные сваи под тяжелый дом необходимой конфигурации на определенное расстояние. Обычно, оно бывает 3 метра, но если нужно больший запас прочности для здания, то сваи устанавливаются ближе друг к другу.

Каким образом производится установка

Существует несколько способов, чтобы закрутить винтовые сваи, все будет зависеть от обстоятельств. Например, на участках с мерзлым или нечистым грунтом, используются небольшие механизированные установки. Они не наносят никакого урона местности и хорошо маневрируют, особенно там, где очень мало места.

Большие автобуровые установки применяются, как правило, на местах где требуются длинные винтовые сваи, например, при устройстве моста, пирса или на обрывистом участке.

Существует еще и ручной способ по закрутке винтовых свай, когда несколько человек при помощи рычагов вкручивают винтовую трубу в почву. Такой способ проходит намного дольше и его применяют обычно там, где совсем мало места и не зайдет никакая техника. К тому же должны его производить только высококвалифицированные специалисты, иначе фундамент может в будущем покоситься.

Отличительные качества винтовых свай

Чтобы лучше понять, насколько уникальны винтовые сваи под тяжелый дом, давайте рассмотрим некоторые преимущества:

Неприхотливый — совершенно не боится пучений и грунтовых вод.
Универсальный — поэтому на винтовом основании можно строить здания разной конфигурации из любого материала.
Недорогой — в отличие от железобетонного винтовые сваи помогут сэкономить порядочную сумму, за счет технологии, которая не требует большого количества материала, рабочий силы и времени. Фундамент возводится за 1-3 дня.
Долговечный и надежный способный выдерживать не только нестабильность грунта, но и сейсмические нагрузки.
Возводить монтаж можно на любой местности, даже в местах, где есть деревья. К тому же не нужно выкарчивать пни, если участок находится в лесном массиве.
Выдерживает большие нагрузки.

Компания «Вексвай» поможет выбрать необходимую конфигурацию свай для вашего тяжелого дома, после того как специалисты рассчитают его нагрузку и проведут анализ грунта. Стоимость такого фундамента будет зависеть только от грунта на строительной площадке, а также от габаритов будущего здания. Применяя винтовые сваи, заказчик не переплачивает за свой фундамент, а весь приобретенный материал используется без остатка. Обратившись к нам, вы приобретете надежный и качественный фундамент, который гарантированно прослужит более 100 лет, потому что мы используем только лучший материал, а в нашем штате работают специалисты с опытом не менее 3 лет.

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.

Фундамент на ЖБ сваях - Преимущества и недостатки

Фундамент на забивных железобетонных сваях стал массово использоваться в малоэтажном строительстве не так давно. Популяризации этой технологии способствовало появление небольших сваебойных машин, способных забивать сваи длинной 3-4 метра. Таких свай достаточно, чтобы получить несущую способность фундамента, достаточную для 1-2 этажных домов.

Давайте разберем основные преимущества и недостатки фундаментов на ЖБ сваях.

Минусы ЖБ свай

Нетрадиционный фундамент

Практически всем профессионалам отрасли знаком этот фундамент, а те кто только начал задумываться о строительстве своего дома, не всегда знакомы с ЖБ сваями. Пожалуй это основная причина, снижающая популярность фундаментов на забивных сваях.

Не подходит для скальных пород

Никому не придет в голову забивать сваи в горную породу.

Многие думают, что при монтаже фундамента на сваях будет сильная вибрация и могут пострадать соседние строения. Это ошибочное мнение, в отличие от «больших» свай здесь нет заметной вибрации и большого шума.

Не подходит для участков, поднятых строительным мусором

Для экономии часто используют строительный мусор, когда нужно поднять уровень участка. При забивке на таком участке свая может попасть в крупный булыжник, из за которого может быть существенно нарушена траектория сваи, либо невозможна дальнейшая забивка.

Железобетонные сваи должны изготавливаться на крупном заводе железобетонных изделий. Рецепт качественных свай:

а) При изготовлении свай необходимо использовать бетон марки 300 или выше. При использовании бетона более низкой марки возможно разрушение сваи при забивке в плотные грунты;

б) Использование распарочных камер для ускорения набора прочности бетона. После изготовления сваи как правило сразу отправляются на забивку, поэтому важно, чтобы их прочность соответствовала «рабочей»;

в) Системный подход на производстве. Постоянный контроль на заводе ЖБИ позволит поддерживать качество продукции на должном уровне: качество бетона, качество форм, качество арматурного каркаса.

Легкие сваебойные машины

Конкуренция растет. Некоторые подрядчики самостоятельно изготавливают сваебойные машины, другие покупают недорогие лёгкие копры на основе советского дизель-молота. При использовании легкой машины велика вероятность отклонения сваи при забивке. Такие подрядчики прямо в договоре пишут - отклонение сваи +/- 200мм от оси. При забивке дизель-молотом невозможно установить сваи на одном уровне, перепад как правило +/- 20мм. Если фундамент устанавливается «под ростверк», то с этим можно смириться. Если ЖБ ростверка не будет, такие отклонения недопустимы.

Это основные недостатки ЖБ свай, а теперь поговорим о преимуществах.

Плюсы забивных ЖБ свай

Бетон марки 300, заводское изготовление, паспорт сваи, паспорт фундамента - это гарантия того, что сваи будут служить надежным фундаментом долгие десятилетия.

Сваи можно монтировать в любое время года.

Большая несущая способность

Фундамент подходит под любые виды строений:

а) Лёгкие дома (брус, каркас, сип панели). На сваи устанавливается деревянный ростверк (обвязочный брус), на который монтируются конструкции дома;

б) Каменные дома (кирпич, газобетон). Сваи разбиваются отбойным молотком, выпускается арматура. Заливается железобетонный ростверк, арматура которого связывается с арматурой свай, образуя единый арматурный каркас.

в) Промышленные здания.

Возможность точного расчета

Сваи работают на силе трения своих граней о грунт. Зная точный состав грунта (геология нам в помощь), площадь граней сваи - можно с высокой точностью выполнить расчет несущей способности фундамента.

Мы рассмотрели основные преимущества и недостатки фундамента на железобетонных сваях, знаете другие? Поделитесь в комментариях.

Читайте также: