Бетонные сваи для фундамента

Условия применения

 На выбор вида свайного фундамента влияет несколько факторов таких, как:

1. Характеристики грунта.
2. Технология установки.
3. Экономическая целесообразность.

Характеристики грунта

К ним относятся

• плотность,
• структура почвы,
• пучинистость,
• глубина промерзания,
• уровень грунтовых вод.

Если структура почвы имеет в своём составе много каменистых включений, то при установке винтовых свай возможно повреждение антикоррозионного покрытия металла, что значительно повлияет на срок службы свай. В этом случае предпочтение отдают железобетонным, пластиковой и а/ц продукции.

Характеристики грунтового основания являются отправной базой для расчёта длины сваи, соответственно и длины самой трубы.

Технология установки

В этом отношении большим преимуществом обладают винтовые опоры. Их установка не требует земляных работ, что необходимо при устройстве фундамента из других видов труб.

Если планируется строительство лёгких построек, то в этом случае можно обойтись забивкой отрезков водопроводных труб.

Монтаж свайного фундамента из пластиковых и а/ц труб потребует применение технологии бурения земельного участка. При небольшой глубине заложения и малого диаметра трубы используют садовый бур. В других случаях арендуют буровую установку для сверления глубоких скважин большого диаметра.

Экономическая целесообразность

Стоимостный фактор является одним из основополагающих факторов, влияющих на выбор вида свай. Особенно это чувствительно отражается на общей сметной стоимости строительства при большом количестве точечных опор. В этом случае выбор во многом зависит от финансовых возможностей застройщика.

Расчёт винтовых свай

Чтобы сделать расчёт винтовых свай, можно использовать специальный калькулятор для свай. Однако этот расчёт будет приблизительным. Если вы желаете научиться правильно рассчитывать винтовые сваи вручную, можете воспользоваться нашими инструкциями.

Расчёт винтовых свай – важный этап проектирования здания

Расчёт винтовых свай производится и для сооружений на воде

Свайные фундаменты – это основания здания или сооружения, которые требуют наименьших затрат на своё устройство и могут выполняться на любых типах грунта. В связи с этим свайные фундаменты очень популярны как в жилом, так и в промышленном строительстве. Кроме этого расчёт винтовых свай делается легко и без лишних сложностей.

Общие положения

Расчёт винтовых свай и дальнейшее строительство по нормативным документам должно выполняться в следующей последовательности:

1. Определение параметров грунтового основания. Для этого производятся инженерно-геологические исследования. В результате мы должны знать показатели несущей возможности грунтов, их плотность и составляющие, а также физико-химические характеристики.
2. Сбор нагрузок. В данном случае учитывается вес всего дома с мебелью и прочим техническим инвентарём, а также динамические нагрузки (вес снежного покрова, ветровая нагрузка и т.п.).
3. Предварительный расчёт. На данном этапе составляется приблизительная схема будущих свайных фундаментов.
4. Далее данные, полученные в ходе предварительного проектирования, пропускаются через специальную программу, учитывающую особенности грунтов, показатели веса объектов, ветровые воздействия и т.д. В ходе этого данные уточняются и оптимизируются. Итогом данного этапа становятся уточнённые данные конструкций фундамента, подогнанные под конкретные геологические и природные условия строительства.
5. Последним этапом расчётов станут рабочие чертежи свайного поля. После этого можно начинать строительство домов на сваях.

Винтовые сваи для разных типов грунтов

Какой диаметр свай выбрать?

В зависимости от назначения винтовые сваи бывают различного диаметра. Чтобы правильно его подобрать, вы должны точно знать назначение будущего сооружения и возможные нагрузки на основание. В зависимости от этого сваи подразделяются на:

• винтовые сваи, используемые для лёгких оград из сетки, их диаметр 5,7 см;
• сваи диаметром 7,6 см подходят для возведения лёгких сооружений (бытовки, навесы, хозяйственные сооружения, уборные и т.п.) и для монтажа заборов из дерева или профнастила, свая может выдержать нагрузки до 3 т;
• винтовые сваи диаметром 8,9 см с несущей возможностью в 3-5 т применяются для установки массивных ограждений с большой высотой, каркасных коттеджей низкой этажности и всевозможных достроек к ним;
• винтовая свая диаметром 10,8 см с несущей возможностью в 5-7 т подходят для сооружения двухэтажных построек каркасного типа и для домов из нетяжёлого камня, древесины.

Винтовые сваи: строение

Расчёт винтовых свай для одноэтажного дома

Пошаговая инструкция по монтажу фундамента

Работы начинают с анализа грунта, проектирования здания (вес постройки используется при подборе сечения свай и ширины ленты). Еще до начала составляется схема фундамента и определяется число и длина опор, габариты ростверка, исходя из этих данных рассчитывается необходимое количество стройматериалов. Требуемое оборудование: бур и бетоносмеситель. Типовая пошаговая инструкция при бетонировании скважин включает следующие этапы:

1. Разметку: по аналогии с ленточным фундаментом выверяются и обозначаются кольями внешние и внутренние углы, натягивается шнур, после чего отмечаются места для бурения свай.

2. Копку котлована для заглубления ленты (до 30 см + высота подушки). В случае висячего ростверка в траншее удаляется часть верхнего покрова и корни растений.

3. Бурение отверстий под опоры на глубину не менее 50 см свыше линии промерзания грунта

Важно заранее подобрать ручной бур нужной длины

4. Засыпку на дно скважин слоя песка толщиной в 30 см. Проще всего это сделать с помощью труб.

5. Гидроизоляцию вертикальных стенок рубероидом, сшитым леской.

6. Установку опалубки по краям скважин (подойдет плотный картон или фанера, обвязанные проволокой).

7. Подготовку каркаса – от 4 прутов вертикальной арматуры сечением не менее 10-12 мм, связанные проволокой с продольными стержнями длиной на 30-40% меньше диаметра самого отверстия. Рекомендуемый шаг по вертикали – не более 1 м. Такую работу сложно провести самому, иногда металл втыкают в скважину произвольно. Вне зависимости от способа армирования вертикальные стержни выступают выше нулевой отметки для обвязки с каркасом ростверка.

8. Заливка скважин бетоном (марка выбирается в зависимости от типа грунта, но не ниже М250, избегают использования крупнофракционного наполнителя), с обязательной выгонкой излишков воздуха длинным прутом или шомполом.

9. Привязка продольных прутьев арматуры к выступающим из скважины с помощью проволоки – через 10 дней.

10. Монтаж опалубки для ростверка.

11. Приготовления и заливка бетона, по аналогии с ленточным фундаментом – послойно при высоте ростверка свыше 20 см, с трамбовкой и тщательным распределением раствора, выравниванием верхнего слоя мастерком и влажностным уходом в течение первой недели.

12. Снятие опалубки, при необходимости – гидроизоляция ростверка.

Ленты, заглубленные в землю, обходятся дороже, но с ними меньше организационных проблем

При обустройстве висячих ростверков важно достичь одинакового уровня по плоскости всех свай, винтовые или готовые трубы просто обрезаются, бетонные желательно выровнять еще в процессе заливки. Опалубка в данном случае имеет низ, альтернативой является засыпка на дно песка или подкладка кусков пенопласта, по окончании работ эти материалы убирают

Все снимаемые опалубочные конструкции смазываются маслом, это упрощает их снятие и улучшает поверхность бетонного монолита.

Частые ошибки при закладке основания

К нарушениям технологии при выполнении работ самостоятельно относят:

• Недостаточную длину свай: закладку выше уровня промерзания или не доходя до устойчивых пластов.
• Ошибки при выборе сечения опор, числе или интервале расположения.
• Отсутствие вентиляционного зазора между ростверком свайного фундамента и нулевой отметкой при строительстве на дисперсных грунтах (слабо связанных частиц, накапливающих, но не выводящих влагу).
• Недостаточную или не сплошную гидроизоляцию.
• Слабое армирование, отсутствие связки между каркасом ростверка и опор.
• Незаполненные внутренние полости винтовых свай или асбестоцементных труб.
• Неправильно проведенное бетонирование: использование бетона низких марок, нарушение пропорций, плохой уход при созревании, заливка раствора в опалубку при неподходящей погоде.

Сколько будет стоить свайно-ленточный фундамент под ключ

Стоимость указана для стандартного набора услуг: осмотра участка, составления плана, земляных и буровых работ, гидроизоляции скважин, засыпки дренажной подушки, армирования и бетонирования. Утепление фундамента в данный перечень не входит, его цена оговаривается отдельно. Расценки при монтаже винтовых свай зависят от условий грунта, веса постройки и длины опор, минимальная стоимость с ростверком для легкого дома 6×6 составляет 100000 рублей. Выполнение работ своими силами позволяет сэкономить до 35 % от общей величины бюджета.

Информация общего характера о железобетонных сваях (ЖБС)

Железобетонные сваи (ЖБС), являющиеся соединительной конструкцией между основанием здания и слоем почвы (на котором сооружение возводится), представляют собой арматурный каркас, залитый бетонной смесью. Опора – это не что иное, как штырь, который, пройдя сквозь сыпучие почвы, входит в прочные слои грунта.

Прочностные характеристики изделий находятся в прямой зависимости от используемой для их изготовления марки бетона. Она может варьироваться от М250 до М400. Чем марка выше, тем сваи надежнее и прочнее.

Достоинства ЖБС:

• Они являются идеальным соотношением цена/качество.
• Их прочность (то есть, высокая несущая способность). В среднем каждая опора может выдерживать 10-60 тонн, нормально функционируя при этом. Это обусловлено не только маркой бетона, но и арматурой, которая является неотъемлемой составляющей любой ЖБС.
• Долгий эксплуатационный срок (порядка 90÷100 лет при абсолютном соблюдении технологии монтажа). Причем, в течение этих лет не происходит потери таких свойств, как морозоустойчивость и влагостойкость; а также технической характеристики – предела прочности на сжатие (он находится в зависимости от марки бетона и устройства каркаса).

На заметку! Влагостойкость и морозоустойчивость – крайне важные эксплуатационные параметры, а вот предел прочности весьма важен при монтаже изделий

Если не брать данный показатель во внимание, то может так случиться, что при забивании или вдавливании свай они просто могут рассыпаться

• Изделия устойчивы к гниению и коррозии.
• Устойчивость ЖБС, практически, на всех типах грунтов. Достигается это исключительно благодаря тому, что опоры очень глубоко монтируют в почву.
• Использование подобных ж/б изделий позволяет укоротить сроки строительства.

• Возможность возводить сооружения не только на прочных грунтах, но и подвижных (например, в районах с повышенной сейсмичностью), влажных, глинистых, заболоченных и промерзших.
• Относительная доступность. Независимо от региона проживания подобные бетонные изделия можно без труда приобрести и организовать их доставку.
• Возможность использовать разнообразные технологии для установки ЖБС.
• Широкий выбор ж/б свай.

К минусу изделий относят их вес. Это существенно усложняет погрузку/разгрузку свай и их монтаж, так как для этого приходится задействовать специальную технику. А это, естественно, дополнительные трудозатраты и денежные тоже.

Способы расположения свай

Основание под дом на забивных железобетонных сваях может быть устроено несколькими способами:

Свайное поле: стержни располагают на одинаковом расстоянии по всей площади фундамента.

Рядами: сваи забиваются по линии наружных и несущих внутренних стен, и связываются между собой ростверком.

Одиночное устройство: несвязанные стержни, которые забиваются под отдельные элементы строения.

Расчёт

Как и в ситуации с любым фундаментом, перед закладкой свайного основания следует провести тщательные расчеты. Если вы не уверены в собственных знаниях, то лучше доверить данные вычисления профессионалам.

Для начала необходимо выяснить массу будущего строения. Как правило, данная величина прописывается в проектной документации. Но если чертеж дома производился самостоятельно, то узнать массу дома можно следующим способом.

Необходимо вычислить объемы планируемых к использованию строительных материалов:

• бетонные изделия,
• кирпич или другие блоки,
• древесина,
• цементный раствор,
• кровельное покрытие и т.д.

Далее, определяется тип грунта в зоне заложения и несущая способность фундамента. Эти показатели берутся из сводных таблиц, пример на фото ниже:

Сведя воедино все три параметра, рассчитывается количество и тип свай, а также способ их расположения.

Технологии и уровень заглубления

Как уже упоминалось, величина заглубления сваи определяется уровнем залегания прочного грунта. Для того чтобы определить данный показатель, производится шурфование — бурение скважин.

В ситуации, когда на участке строительства наблюдается высокий уровень залегания грунтовых вод, стержни свай должны заглубляться ниже уровня промерзания почвы. Усредненные данные по регионам можно взять из таблицы ниже:

Современные строительные технологии предлагают несколько способов заглубления железобетонных свай в грунт:

Как мы видим, все способы сложны технологически и предполагают наличие специальной строительной техники.

Преимущества и недостатки

Перед тем, как установить конструкцию, следует ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами вопроса и изучить важные эксплуатационные характеристики.

К плюсам фундамента из железобетонных свай следует относить

• Положительный результат строительства на проблемных участках (за исключением скалистого грунта)
• Быстрота. Сооружение может быть установлено в течение суток, в то время как традиционный метод возведения фундамента требует не менее 7 дней. После этого можно тотчас же производить строительство несущих конструкций (монолитное основание позволяет продолжать работы только спустя 3-4 недели).
• Сведение до минимума материалов для строительства и земляных работ.

• Всесезонность. Формирование фундамента на забивных железобетонных сваях реально осуществлять в любое время года независимо от климата и погоды.
• Длительность использования. Жб сваи под фундамент весьма износоустойчивы и способны противостоять любым погодным катаклизмам. Термин их пригодности может составлять около полторы сотни лет.
• Прочность. Железобетонным сваям для фундамента, в конструкции которых использованы металлические стержни, свойственна способность переносить разнонаправленные нагрузки, что является необходимым качеством на неустойчивых участках.

Фундамент на забивных железобетонных сваях имеет всего лишь несколько минусов.

1. Возможность оседания или искривления фундамента. Всегда существует возможность недостоверной характеристики глубинной почвы, поскольку не представляется возможным рассмотреть многометровый слой.
2. Обязательное использование дорогостоящей специализированной техники для установки свай.
3. Отсутствие подвального и цокольного помещения – реальные неудобства, с которыми придется столкнуться людям, принявшим решение о возведении фундамента на железобетонных сваях.

Виды

Изделия делятся на 2 группы:

• готовые ЖБИ, производятся в заводских условиях;
• каркасные конструкции, которые заливаются бетоном на участке после монтажа в грунт.

Первый вариант используется для строительства основания по грунтоцементной, буронабивной, инъекционной технологии. В данном случае на изделия не оказывает воздействие существенная нагрузка при заглублении в почву. Это позволяет сохранить целостность ЖБИ.

Второй вариант применяется, когда планируется использовать следующие методы забивки железобетонных свай: с помощью гидравлического молота, оборудования, продуцирующего вибрационные волны, техники вдавливания под воздействием статического давления.

В этих случаях увеличивается риск преждевременного разрушения ЖБИ, что приводит к снижению надежности всей конструкции. По данной причине сначала в почву заводят металлический каркас.

Кроме того, железобетонные изделия делятся на группы с учетом формы сечения: круглая, прямоугольная, квадратная. Различают также сваи по типу конструкции:

• монолитные;
• составные.

Форма наконечника, заглубляемого в почву, тоже отличается: бутылочного типа, конусообразная, существуют и тупоконечные изделия. При выборе учитывают способ установки опор и тип грунта.

Монолитные

Эти цельные изделия производятся в заводских условиях. Их отличает многовариантность решений: существуют остро- и тупоконечные монолитные сваи данного вида, прямоугольного, квадратного и круглого сечения. Внутри ЖБИ — каркас, заполненный бетоном, пустоты отсутствуют. Это повышает прочность изделий.

Устанавливаются сваи путем вдавливания в почву. Предварительно бурить отверстия под них не нужно. Монолитные ЖБИ используются для возведения объектов разного целевого назначения: частное жилье, гражданское строительство. Отличает изделия данного вида существенный вес. Для транспортировки, монтажа понадобится специальная техника и несколько рабочих.

Пустотелые оболочковые

По названию можно понять, как устроены железобетонные сваи этой группы. Внутри они полые. Снаружи опоры не отличаются от монолитных аналогов. Однако для установки пустотелых ЖБИ необходимо подготовить участок: делают отверстия под сваи, при этом их диаметр ненамного превосходит размер железобетонных изделий, т. к

важно обеспечить надежную фиксацию

Существуют составные ЖБИ. Их собирают из нескольких элементов перед тем, как будет осуществляться погружение в грунт.

Набивные

Различают варианты:

• с ненапрягаемой продольной арматурой, поперечным армированием;
• с напрягаемой продольной арматурой, поперечное армирование в большинстве случаев также выполняется, но существует вариант без усиления таким способом.

По форме набивные конструкции тоже отличаются: прямоугольные, квадратные, круглые. Однако при монтаже в сложных грунтах (в регионах с низкой среднесуточной температурой) предпочтение следует отдавать последнему из вариантов. Если использовать сваи квадратного сечения, увеличивается риск их крена. Это приведет к разрушению постройки в дальнейшем.

Набивные сваи отличаются по технологии монтажа. Сначала устанавливается гильза из прочного материала. Затем выполняется монтаж арматуры и заливка бетона. Распространен вариант свай набивного типа с уширением в нижней части. Гильза может быть заполнена песком, грунтом, но для строительства крупных объектов применяют бетонную смесь.

Что это такое, характеристики свайных опор

Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.

Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:

• при строительстве заборов;
• легковесных хозяйственных построек;
• временных сооружений (бытовок).

Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.

• с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
• с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
• подача бетона через полость непрерывного шнега.

По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие: 

• доступная технология для применения в частном строительстве;
• высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
• эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
• удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
• значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.

Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:

• потребность в расходе большого количества бетона;
• сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
• необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
• при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
• строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.

Сфера применения

Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:

• ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
• возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
• высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.

Достоинства и недостатки забивного свайного фундамента

Эксплуатационные особенности, а также достоинства и недостатки зависят в первую очередь от материала и технологии изготовления свай. Но существуют и общие характеристики.

Достоинства забивного фундамента

1. Обладают высокой прочностью и способны выдерживать большие нагрузки, особенно фундаменты на железобетонных сваях.
2. Монтаж фундамента не требует серьезной подготовки участка и объемных земляных работ.
3. Идеально подходит для затопляемых территорий, так как есть возможность поднять дом над уровнем затопления.
4. Монтажные работы, не смотря на трудоемкость, проводятся в короткие сроки.
5. При возведении забивного основания, почва не разрыхляется, а наоборот, утрамбовывается, за счет чего повышается надежность и устойчивость конструкцию.
6. Нагрузки на фундамент передаются на глубинные плотные грунты. Это увеличивает несущую способность основания.

Забивной фундамент на практике: возведение при помощи специального оборудования.

Недостатки

1. Необходимость привлечения спецтехники.
2. Могут возникнуть сложности с оборудованием цокольного помещения.
3. Фундамент недостаточно надежен на набухающих и просадочных грунтах.
4. Возможна неравномерная усадка фундамента. Причиной может послужить различие в плотности грунта и разная нагрузка на сваи.

Классификация свай забивного типа

По типу сечения столбы бывают:

• цельными;
• трубчатыми (диаметр которых не превышает 80 см и которые имеют грунтовое ядро);
• Н-образными;
• с закрытым концом.

По материалу изготовления могут быть:

• из древесины;
• из стали;
• железобетонными.

Особенности забивного фундамента из деревянных свай

Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.

   
Деревянные забивные сваи.Обратите внимание! Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.

Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.

Различают три вида забивных деревянных свай:

1. Одиночные (классические деревянные столбы, которые монтируются по одному).
2. Пакетные (свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе).
3. Сваи из клееного бруса (Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины). 

Фундамент под баню на лиственничных столбах.Это интересно! Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.

Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.

Заключение

Что бы самому создать свайный фундамент в любом случае требуется наличие определенной подготовки и опыта.

Как минимум, требуется постоянное наблюдение специалиста, готового в любой момент проконсультировать владельца участка, или вмешаться в строительный процесс для избавления от ошибок.

Опорные конструкции представляют собой ответственный и жизненно важный элемент постройки, создание которого должно быть выполнено с учетом всех норм и требований СНиП и СП.

Надо предварительно детально проработать эти документы в разделах, имеющих отношение к свайным фундаментам и условиям их монтажа.

Тщательное соблюдение технических требований позволит исключить деформации или разрушения элементов опорной системы и обеспечит максимально длительную эксплуатацию.