В каких случаях применяют свайные фундаменты

Обновлено: 18.05.2024

Винтовые сваи в международных стандартах и практических рекомендациях пользователей FORUMHOUSE

Винтовые сваи считаются универсальным видом фундамента, который делается за один день, подходит для любых грунтов, спокойно служит более ста лет (но это зависит от качества стали) и не наносит вред почвенному покрову участка. Строителям выгодно использовать винтовые сваи – на устройство фундамента уходит не пара месяцев, а пара дней, но чем это может обернуться для будущих владельцев дома? Особенно в российских условиях, когда нет ясности с официальными строительными нормативами и рекомендациями по применению винтовых свай в малоэтажном строительстве. Эта статья рассказывает о том, какие нормативы и рекомендации существуют в мировом строительном сообществе, и чем руководствуются при установке винтовых свай участники нашего портала.

Содержание

Преимущества винтовых свай
Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
Какой грунт не подходит для винтовых свай
Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Преимущества винтовых свай

Почти 200 лет назад в США появилось первое строение на винтовых сваях. Это был маяк Стонингтон-Харбор в Коннектикуте: десятиметровая каменная башня, соединенная с каменным домом смотрителя. Этот маяк цел до сих пор.

Винтовые сваи разработал молодой ирландец Александр Митчел. На «винтовых сваях Митчела» строили маяки и причалы, железнодорожные мосты и путепроводы. Преимущества винтовых свай были очевидны:

скорость (готова к использованию сразу же после установки);
технологичность (понято, что вручную сваи для промышленного использования не ввинчиваются);
невысокая стоимость (они всегда дешевле железобетонных фундаментов);
независимость от климатических условий (их можно устанавливать хоть в мороз, хоть в жару от -35 до 35 градусов Цельсия).
независимость от УГВ: не надо волноваться из-за набухающих грунтов и осушать площадку.

Посмотрите видео о том, как легко можно бурить сваи даже зимой:

Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам

Но все вышесказанное касается только фундаментов из свай, сделанных промышленным способом и по всем параметрам соответствующих Международным строительным нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). И даже для таких свай введен целый ряд ограничений.

Винтовые сваи используются только для строений с классами сейсмостойкости от А до С, от «конструкции для сейсмобезопасных районов» до «конструкции для районов с умеренной сейсмической активностью».
Удельное электрическое сопротивление грунта должно быть при этом более 1000 Ом-см (это связано с высокой скоростью электрохимической коррозии стали);
РH грунта должен быть более 5,5.

Грунт не должен содержать большое количество органики;
Сульфация грунта должна быть менее 1000 ppm (иначе появляется угроза для незащищенного бетона железобетонных свай);
Грунт не должен содержать отвалы грунта, мусор и пр;
Грунт должен обеспечивать боковую поддержку свай. Рыхлые пылеватые пески, торф, мягкие осадочные породы тут неприемлемы.

Чтобы понять, с каким грунтом приходится иметь дело, обычно делают пробное вкручивание или бурение. Не лишним будет поговорить с соседями, которые уже поставили дом на винтовые сваи: все достоинства и недостатки они уже выявили эмпирическим путем.

Какой грунт не подходит для винтовых свай

Особенности грунта, для которого винтовые сваи будут нерациональными и даже опасными, сформулировал пользователь FORUMHOUSE c ником Игорь3.

Слабонесущий грунт – свая легко вкручивается на всю глубину или свободно вращается, не закручиваясь. Столкнувшись с этим явлением, обычно сваю наваривают до упора до прочного грунта, но:

Игорь3 Пользователь FORUMHOUSE

Глубина до прочного грунта может быть боле 7 метров, что делает этот тип фундамента уже не рациональным.

Твердый грунт. Это довольно распространенное явление: грунт настолько жесткий, что металл не выдерживает, обычную винтовую сваю с лопастями просто не вкрутить.

Каменистый грунт. Даже небольшие камни на пути лопастей усложняют вкручивание или делают его невозможным.

Как и для всех видов заглубленных фундаментов, для фундамента из винтовых свай обязательна боковая поддержка грунтов. В п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC для винтовых свай, которые устанавливаются в текучих грунтах или воде и не связанных между собой в группы обязательно требование:

Глубина заглубления сваи в плотные грунты - минимум 1542 мм, а в мягкие - минимум 3048 мм.

Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Толщина металла стенок винтовой сваи зависит от двух параметров:

нагрузки на нее;
условий эксплуатации.

Под условиями эксплуатации в большей степени понимается, как будет истончаться металл из-за коррозии – именно от того зависит, прослужит свая 400 лет или проржавеет через 40 лет и дом рухнет.

Игорь 3 Пользователь FORUMHOUSE

Допустим, у вас на участке обычный суглинок (не солончак и не кислые почвы) и труба ГОСТ 10704-91 «трубы стальные электросварные прямошовные» с толщиной стенки 3,8мм (самый ходовой размер). Свая не покрашена, или покрашена дешевой, но не специальной краской. По моим наблюдениям, такая свая может прослужить около 50 лет. А если сталь защищена специальной краской, а лучше цинком, то срок нормальной эксплуатации сваи намного больше.

Требование использовать цинковые покрытия свай в грунтах с высокой коррозионной активностью предъявляет международный стандарт ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. Ниже в таблицу мы собрали требования этого документа к конструкции винтовой сваи:

Параметр

Величина

Толщина стенки ствола в неагрессивных грунтах

Толщина стенки ствола в агрессивных грунтах

Толщина полимерного покрытия

Большинство свай российского производства этим параметрам не соответствует. Их делают из сварных труб (стойкость к коррозии бесшовных труб из горячего проката значительно выше, и именно из таких труб должен был делаться ствол сваи согласно советскому справочнику «Сваи и свайные фундаменты», выпущенному в 1977 году). Как уже говорилось, «самый ходовой размер» толщины стенки у нас 3,8 мм (но почти всегда до 4 мм). А покрытие от коррозии настолько тонкое, что не часто не переживает даже транспортировку.

Игорь3 Пользователь FORUMHOUSE

Очень важно, чтобы на сваю было нанесено качественное, износостойкое покрытие. Можно проверить качество краски, царапнув ее рядом с просверленном отверстием в конце сваи. Качество сварки можно увидеть по шву: он должен быть сплошной, ровный, красивый, без соплей и раковин. И металл должен быть гладкий. Нужна уверенность, что перед вами – не покрашенная ржавая труба.

Если перевернуть сваю и постучать по ней, из нее не должна сыпаться ржавчина.

Популярное в нашей стране «обваривание» стальных винтовых свай связями из стальных швеллеров, двутавров и уголков ускоряет коррозию. В грунтах со слабой боковой поддержкой эта технология – суровая необходимость, без нее не обойтись. Но при этом может возникнуть гальваническая связь между сваями и другими стальными строительными элементами и арматурой железобетонных конструкций: это приводит к появлению блуждающих токов, ускоряющих коррозию. В пункте 3.9 ICC AC358 говорится о том, что той связи быть не должно. Также этот пункт запрещает совмещение в свайном фундаменте оцинкованных и неоцинкованных элементов.

В целом, если человек не знает степень коррозионной агрессивности грунта на своем участке, ему лучше не рисковать и использовать сваи со стволом:

Выводы

На нашем портале часто можно часто встретить мнение, что винтовые сваи не подходят для ответственных строений.

dimitrii37 Участник FORUMHOUSE

Винтовые сваи - удел сараев и бытовок, ну ни в коем случае для дома!

Но в реальности на винтовых сваях надежно и долго стоят даже большие дома. Самое главное здесь – высокое качество свай и правильный расчет. Учитывать нужно и особенности грунта, и степень его коррозивной агрессивности. Фундамент – основа дома, и легкомысленность в этом вопросе недопустима.

Больше узнать про винтовые сваи и определиться с их допустимость в малоэтажном строительстве помогут темы на FORUMHOUSE «Фундамент на винтовых сваях – 6» и «20 мифов про винтовые сваи». Почитайте нашу статью – она доказывает, что существует всего три причины построить свайно-винотовой фундамент. Посмотрите наше видео про утепленный финский фундамент, который рассказывает нюансы монтажа, конструкционные особенности, отличия от подобных типов плитных фундаментов.

Свайный фундамент

Технология позволяет экономить бюджет строительства, расход материалов. Поэтому, при строительстве отдаю предпочтение именно этим основаниям.

Ниже приведу цифры и примеры.

Классификация свайных фундаментов

К стати!

Если тербутеся забивка свай - то рекомендую БОГАТЫРЬ, на лето 2014 года у ни были самые низкие цены

В каких случаях используются свайные фундаменты?

прибрежных зон
актуально для дачных участков вблизи крупных рек, озер

Сжатых сроков
Сваи можно установить за 3-10 дней

Сравнение свайных фундаментов с другими основаниями

Выгоден ли свайный фундамент?

Типы используемых свай

Конструкция свайного фундамента

Сроки строительства, эксплуатации

Стоимость свайного фундамента

При выборе основания для коттеджа важное значение имеет стоимость материалов, работ по его возведению. При сравнении ленточного фундамента, основания на винтовых, буронабивных сваях учитывается, как бюджет строительства, так и ремонтопригодность конструкции, сроки работ:

Габариты здания (м)

Лента МЗЛФ (опалубка)

2 дня, 49 000 рублей

Неделя, 90 000 рублей

14 дней, 95 тысяч

1,5 дня, 35 тысяч

5 дней, 58 тысяч

12 дней, 63 000 рублей

1 день, 14 000 рублей

3 дня, 26 000 рублей

6 дней, 28 тысяч

1,5 дня, 43 тысячи

4 дня, 72 000 рублей

10 дней, 78 000 рублей

1 день, 21 000 рублей

7 дней, 45 тысяч

Для сравнения мною взяты средние параметры элементов конструкций:

· винтовые сваи – длина 2,5 м, модель ВС 89/300 (диаметры ствола, лопастей, соответственно)
· Железобетонные сваи 3 м, диаметр 30 см, шаг 3м
· лента МЗЛФ – 0,5 м выше уровня земли, заглубление 0,3 м

Внутренние стены не учитывались, ленточному основанию, буронабивным сваям потребуется 28 дней для набора прочности. Винтовые сваи готовы к монтажу стен на следующий день после обвязки ростверком. Транспортные расходы не одинаковы, поскольку, винты легко транспортируются на Газели, для заливки бетона потребуется заказ миксера либо доставка на объект песка, гравия, цемента, подключение бетономешалки. Винтовые сваи не требуют наличия в пятне застройки электроэнергии.

Изготовление свайного фундамента своими руками

После отвердевания бетона (3 – 2 недели в зависимости от погодных условий) снимаю опалубку, основание готово для возведения стен. Вместо гидроизоляции из рубероида часто использую колонны обсадных труб, опущенных на всю глубину скважины. Это гарантирует отсутствие осыпания породы с боковых стенок, облегчает установку внутреннего армопояса. Чаще всего применяю асбоцементные трубы подходящего диаметра.

Самым экономичным способом является технология фундамента на винтовых сваях. В этом случае не придется бурить отверстия, изготавливать бетон, закупать арматуру. Сваи для коттеджа 150 – 120 квадратов можно смотнировать вручнуюза 1-2 дня силами бригады. На следующий день выравниваю верхнюю часть изделий, привариваю оголовки, произвожу обвязку ростверком из металлопроката (уголок, швеллер или двутавр). Отсутствует время ожидания набора прочности бетоном.

Таким образом, для индивидуального строительства коттеджей с бетонными, блочными, кирпичными стенами наиболее подходят буронабивные сваи с обвязкой мелкозаглубленной лентой/ростверком. Для щитовых, панельных, фахверковых, каркасных, срубовых домов, малых архитектурных форм, ограждений рекомендую винтовые сваи. Они сокращают бюджет строительства на 60 – 40%, время сдачи объекта на 30%.

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.

Когда необходим свайный фундамент

Очень часто у людей, планирующих строительство, возникает вопрос: зачем нужны дому сваи? Когда пошла мода на них и главное, по каким причинам?

Сваи — необходимый элемент при строительстве домов, например, в условиях вечной мерзлоты. Так, например, в Норильске любой дом, даже многоэтажный устанавливают на сваи. Тут почва имеет склонность к вспучиванию от сильных морозов. Во многих случаях стоит использовать сваи и в работах по строительству каркасных домов.

Обычай вкапывать опоры в землю сложился довольно давно. Что характерно, этот приём встречается в самых разных частях света. Первоначально опорами служили брёвна, потом стали использовать бетон, а в последнее время популярными стали винтовые сваи.

Начиная работу по строительству каркасного дома на свайном фундаменте, прежде всего, необходимо понять особенности тех или иных видов свай.

В чем состоят положительные качества фундамента на сваях?

● сваи намного экономней, они сокращают расходы на фундамент почти на тридцать процентов;

● винтовой тип свай, вполне возможно установить без привлечения спецтехники, собственными силами;

● сокращаются временные затраты на проведение работ;

● сваи можно устанавливать в любой грунт, кроме скальных пород;

● выручают при работе на трудном рельефе и при перепадах высот;

● работать можно в любое время года;

● установка фундамента может сочетаться с прокладыванием коммуникаций;

● возможно повторное использование свай;

● сваи не портят окружающий ландшафт.

Однако прежде чем затевать работы по строительству каркасного дома на сваях, необходимо узнать и про отрицательные стороны.

Отрицательные моменты использования свай:

● установив дом на сваи, мы лишаем себя возможности построить подвал;

● сваи применяются в основном для ненагруженных строений. Это каркасные дома или дома из дерева ;

● велика вероятность попадания некачественных свай, что привод к преждевременному износу и порче ржавчиной;

● конструкция не имеет достаточной прочности, так как запас прочности распределяется неравномерно.

Итак, планируя работы по строительству каркасного дома, в первую очередь необходимо обратить внимание на рельеф местности, где предполагается стройка. Если подъездные дороги отсутствуют и бетономешалке будет не подъехать, то вариант один — сваи. Во многих наших регионах почва достаточно болотистая, в таких местах тоже только сваи помогут выйти из положения.

Некоторые южные регионы, такие как Астраханская область, во время половодья сильно подтапливается — тут тоже фундамент на сваях пригодится. Кроме того, учитывая, что Астраханская область, это рыболовная «Мекка», то многим сваи помогут установить дома прямо в воде, чтобы легче было спускать лодку.

Установка свай ускорит работы по строительству каркасного дома и облегчит весь процесс строительства, особенно, если ландшафт имеет большие перепады высот. Свайные же конструкции помогут превратить недостатки ландшафта в достоинство проекта дома. Его можно установить так, что в нижней части, под домом может вполне разместиться гараж. Или игровая площадка, а может быть беседки или садовые насаждения.

В любом случае, всегда можно придумать простое и оригинальное решение в любых, даже совсем нестандартных ситуациях.

Преимущества и недостатки свайного фундамента

Чтобы построить дом на плотном грунте, можно использовать разные варианты фундамента. Другое дело – возведение построек на почвах болотистого и пучинистого типов. Здесь оптимальным вариантом становится применение фундамента свайного. Он в чем-то похож на столбчатый, но обладает собственными принципиально важными особенностями. Что нужно знать о свайном фундаменте?

Основные преимущества свайных фундаментов

1. Применяется на нестабильных грунтах.

Свайный фундамент не боится горизонтальных подвижек и проседания почвы. Поэтому его можно использовать на грунте, где неуместен обыкновенный столбчатый или ленточный фундамент.

2. Большая скорость обустройства.

Чтобы возвести свайный фундамент, много времени не потребуется. При его создании не применяются строительные смеси, поэтому и технологические перерывы не нужны. Как только сваи будут погружены на необходимую глубину, можно приступать к строительству самого дома.

3. Высочайшая прочность.

Обычно застройщикам кажется, что свайный фундамент ненадежен. На самом деле, на таких конструкциях сегодня возводят целые промышленные комплексы и торговые центры, а это подтверждает их отличные несущие способности.

4. Универсальность.

На свайном фундаменте можно возводить объекты самого разного назначения. Помимо промышленных комплексов, о чем выше сказано, свайный фундамент отлично подходит и для жилых домов, и для разнообразных хозяйственных построек.

5. Сравнительная дешевизна.

Если нужно обеспечить свайный фундамент для небольшого жилого дома, расходы на его возведение окажутся не слишком высокими. Материалы тоже стоят немного, а дополнительное оборудование и техника во многих случаях вовсе не нужны.

Некоторые проблемы свайного фундамента

Основным недостатком этого вида фундамента, пожалуй, является узкая область применения. То есть на плотных грунтах такой фундамент просто неуместен, иногда его и вовсе невозможно заложить. Также следует помнить, что обустройство свайного фундамента не дает в дальнейшем возможности оставить подвал. К тому же будут неизбежные сложности с обустройством цокольного этажа.

Понимая особенности свайных фундаментов, каждый застройщик подберет для себя оптимальный вариант. В дальнейшем он сможет реализовать его на практике грамотно. Все-таки свайный фундамент в подходящих условиях и при правильном применении демонстрирует себя великолепно.

В каких случаях необходимо выбирать свайный фундамент

Свайный фундамент часто выбирают для возведения объектов гражданского и промышленного назначения. Как правило, такой фундамент подходит для малоэтажных строений, стоящих на неустойчивом грунте. В этом случае нет необходимости в земляных работах, если толь нет нужды в подвале или техническом подполье.

Свайный фундамент является прекрасным выбором для строительства дач и коттеджей. По сути, такой фундамент представляет собой группу свай, погружённых глубоко в грунт и объединённых железобетонными балками.

В каких случаях свайный фундамент будет лучшим выбором для вашего частного строительства:

Иногда у самого основания строения может располагаться неустойчивый грунт. Это текучепластичные глины и суглинки, лёссовидные грунты (больше чем на половину состоят из пылевых частиц), плывуны (глины перенасыщенные водой), растительные грунты (перегной, торф и т.д.). В этой ситуации давление здания необходимо перенести на более прочные слои почвы, которые залегают глубже. Винтовые сваи способны перенести большую часть нагрузки на более глубокие и стабильные слои почвы.

Если на вашем участке плотный грунт, то свайный фундамент поможет вам сократить объём земляных работ и уменьшить расход бетона. Так работа будет менее трудоёмкой, а расходы на строительство сократятся. Для такого фундамента не нужен котлован, следовательно, нет нужды в вывозе ненужного грунта.

Такая конструкция собирается за кротчайшее время с минимумом затрат сил и финансов. Так для установки одной сваи протяжённостью 3 метра и диаметром 0,3 метра объём земляных работ составит 0,2 м 3 при использовании бура. Для сооружения ленточного фундамента придётся развернуть более масштабные земляные работы. Ленточный фундамент, ширина которого превышает 1,5 метра, с экономической точки зрения целесообразнее заменить свайным фундаментом.

Некоторые несущие конструкции лучше всего использовать вместе со сваями. Так, если ваше здание будет стоять на слабом грунте, каждую несущую колонну необходимо укрепить свайным кустом. Ленточный фундамент в этой ситуации будет менее практичен.

Свайный фундамент необходимо применять на участках с высоким уровнем залегания грунтовых вод. Эта конструкция применяется на почвах, которые глубоко промерзают в зимний период (более 2 метров). Также свайный фундамент выбирают для тяжёлых зданий, масса которых превышает 350 тонн. Единственное, что не смогут покорить сваи – это горные породы.

Читайте также: