Фундамент на забивных сваях

Технология

Каждое конкретное решение свайного фундамента имеет свою технологию монтажа. В общем виде устройство свайного фундамента производится в следующей последовательности.

1. Подготовительные работы. Горизонтальная планировка участка, выноска в натуру осей, разметка местоположения свай.
2. Погружение свай в грунт. Производится согласно технологии для конкретного типа свай.
3. Обрубка концов недобитых свай, устройство свайного ростверка.

Технология устройства свайного фундамента для каждого типа свай описана выше. Следует отметить, что при выборе способа монтажа следует руководствоваться не только экономической целесообразностью, но и опытом проектирования в каждом регионе строительства. Местные проектные институты разработали типовые технологические карты, в которых содержится полная информация по технологии производства работ, составлены графики работы, а также спецификации требуемых машин, механизмов, оборудования и материалов.

Свайный фундамент может стать единственным приемлемым решением для слабонесущих грунтов и сложных геологических условий. В остальных случаях следует руководствоваться принципами экономической и технологической целесообразности. Устройство свайного фундамента может потребоваться для высотных зданий, ответственных или уникальных объектов. Такое решение позволяет повысить надежность основы постройки, предотвратить нежелательные деформации и перемещения.

Несмотря на технологическую сложность, в ряде случаев устройство свайного фундамента может быть экономически оправдано. Устройство свайного фундамента не требует больших объемов земляных и бетонных работ, возведение можно проводить в зимнее время без дополнительных мероприятий. Применение свай может сократить срок выполнения работ. Яркий тому пример – возведение фундаментов коттеджей с применением металлических винтовых свай.

К преимуществам свайного фундамента следует отнести:

• возможность устройства в особых геологических и климатических условиях;
• высокая надежность и стабильность фундамента;
• небольшой объем земляных и бетонных работ;
• большое количество разнообразных конструктивных и технологических решений.

Однако свайный фундамент имеет ряд недостатков, связанных в основном со сложностью технологии возведения. Среди них:

• потребность в специальных машинах и механизмах;
• требуется квалифицированный персонал;
• существует значительная вероятность возникновения непредвиденных трудностей на стадии возведения.

Также следует отметить, что в большинстве случаев стоимость свайного фундамента будет выше, чем аналогичных фундаментов мелкого заложения.

Дом на курьих ножках?

Свайный фундамент очень сложно укладывается в систему представлений российского человека об основании дома – каркасное строение на сваях в народе называют «картонным домиком на курьих ножках»… Ведь мы строим на века (чтобы внукам и правнукам досталось), с огромным запасом прочности (на всякий случай). И всем понятно, что бетон прочнее и долговечнее даже самой лучшей стали. Значит, выбор очевиден? Ан нет.

Экономические условия меняют национальный менталитет, заставляя порой решать проблемы с жильем здесь и сейчас, для себя, а не для будущих поколений. К примеру, стоимость петербургских квартир делает строительство дома в пригороде весьма выгодным предприятием, а технологии более дешевого строительства легких деревянных домов позволяют использовать свайный фундамент, что значительно сокращает бюджет стройки. И рассуждение о долговечности постройки теперь выглядит так: «На мой век хватит».

Итак, какие возможности у свайного фундамента для деревянных домов? Во-первых, его можно возводить на любом грунте (кроме скального); во-вторых, строительство не зависит от сезона; в-третьих, происходит очень быстро (за один-два дня); в-четвертых, недорого. Дополнительную экономию может дать замена бетонного ростверка на металлическую или деревянную обвязку. И заметьте, когда строительные работы и фасадная отделка будут завершены, никто никогда не догадается, на каком фундаменте стоит ваш деревянный дом.

Фундамент на забивных железобетонных сваях

Железобетонные сваи – это основания, которые представляют собой один из наиболее прочных типов фундаментов. Он характеризуется высокой несущей способностью. Устойчивость конструкции обеспечивается прохождением подвижных слоев и упором в жесткую породу. Основой для разделения свайных фундаментов на типы является материал, из которого производятся опоры. Согласно этому выделяют:

1. Железобетонные сваи промышленного производства.
2. Буронабивные опоры.

Основание на железобетонных сваях

Для установки забивных свай на точку его вертикального расположения и последующего погружения, необходимо использование специальной строительной техники, которая называется копровой установкой. Буронабивные сваи создаются точно в точке закладки, путем заливания раствором созданной скважины.

Основной ситуацией, при которой следует прибегнуть к свайно-набивному основанию, является та, при которой на пятне застройки имеются неустойчивые грунты. Ленточный фундамент, в таком случае, не может обеспечить необходимой устойчивости будущего строения, так как слои грунта не имеют достаточной прочности. Возникает необходимость дойти до твердого основания, для чего и применяют свайные основания.

Конструкция свайного фундамента представляет собой забитые в грунт опоры, которые заглублены на определенную глубину или вплоть до отказа сваи при ее забивании. Кроме этого, вокруг каждой опоры создается особая ленточная конструкция, называемая ростверком. Он опоясывает контур и выполняет задачу связывания всех опор в единый элемент. За счет оборудования ростверка создается дополнительная устойчивость к горизонтальным движениям грунтов, а также равномерное распределение нагрузки, создаваемой зданием.

Вариантов производства ростверка множество и конкретный тип определяется в зависимости от параметров строения и типа свай. Для буронабивных опор допустимо использование заготовленного бруса или металлопроката-швеллера, а также двутавровой балки. В редких случаях может быть создан монолитный ростверк – в той ситуации, если будущее строение имеет большую массу и сложную конфигурацию. Для забивных свай применяются исключительно монолитные варианты ростверков.

Свайные фундаменты относятся к числу универсальных оснований, которые могут быть использованы для возведения зданий и сооружений любого типа и сложности. Для определенного объекта выполняется комплекс расчетов с целью установления точных параметров для строительства. При проектировании обязательны детальные данные по геологическому строению участка.

Этапы монтажа

Строительство свайного фундамента с ростверком начинается с погружения свай в землю. Обязательное условие при работе – точно определить уровень промерзания грунта. Опоры должны быть заглублены ниже этой отметки. Далее сваи связываются ростверками. По своей природе ростверковые соединения могут быть изготовлены из следующих материалов:

• бетон;
• металл;
• дерево.

Ростверки предохраняют от смещения грунта. Они противодействуют нестабильности конструкции при замерзании-оттаивании и обеспечивают жесткую сцепку конструкционных элементов здания. Сваи монтируются в точках, где предполагается самая большая нагрузка, их длина зависит от глубины промерзания почвы.

На практике для строительства малоэтажных домов применяются опоры от 1,5 до 3 м. Расстояние между соседними элементами составляет 1-1,5 м. Отверстия под опоры обязательно обсаживаются рубероидом или подобным ему материалом. Можно проводить обсадку асбестоцементными трубами.

В отверстии вертикально закрепляют и надежно связывают 4 арматурных прута. Верхняя часть сваи обязательно должна находиться выше уровня земли. Арматурная нить, выходящая из свайной опоры, вяжется с арматурой ростверка. Проводится заливка отверстий бетонной смесью.

На протяжении недели бетон будет набирать прочность. По истечении 7 суток показатель достигнет 60 %. После этого можно приступать к работе по армированию ростверка. Процесс начинается с опалубки. В нее засыпается песок или укладывается пенополистирол. Тем самым ростверк будет поднят над землей (висеть на сваях).

Важный момент перед армированием – гидроизоляция верхней части свайных столбов. Этот этап нельзя пропустить ни в коем случае. Армирование проводится согласно общей схеме, разработанной под конкретное строительство. Это связано с тем, что положение опор и распределение нагрузок на ростверк отличается в разных местах конструкции. Подсыпку из-под ростверковой конструкции убирают после достижения бетоном половины марочной прочности (не ранее, чем через 7 суток).

С учетом того, что для каждого конкретного случая положение опор и распределение нагрузки в ростверке является разным, армирование осуществляется в индивидуальном порядке. Арматура, которая выпускается из свай, связывается с арматурой ростверка. Когда ростверк набирает более половины марочной прочности, подсыпка из-под него убирается. Ростверковая конструкция висит на сваях. Не допускается, чтобы ростверк опирался на грунт между сваями.

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Как и у каждой другой строительной конструкции, у свайно-ростверковой есть свои достоинства, недостатки и ограничения в применении.

Преимущества:

Краткосрочное строительство.

Предполагает минимальные затраты времени на создание фундамента при условии, что работу проводят опытные мастера со своей спецтехникой. Свайный фундамент для кирпичного дома (либо другого типа сооружения) обустраивается в кратчайшие сроки. Заказчик получает готовый объект под ключ.

Экономичность.

Предполагает использование небольшого количества бетона из-за того, что нет необходимости сооружения в земле подушки.

Энергоэффективность.

В холодное время года, когда грунт промерзает, площадь взаимодействия элементов свайно-ростверкового фундамента с замерзшей землей минимальна. Тем самым потери тепла здания также небольшие.

Наличие виброизолирующих свойств у конструкции.

Особенности соединения свай с ростверком обеспечивают надежную защиту конструкции от вибрации, связанной с близким расположением здания относительно крупных автобанов, железной дороги или метро. Свайный фундамент без ростверка в таких случаях менее эффективен.

Нужно отметить тот факт, что строительство свайно-ростверковой конструкции можно проводить практически в любое время года. Ограничение – нельзя проводить работы при температуре ниже -10 °C. Еще один плюс такого фундамента – доступность цены используемых материалов.

Недостатки и минусы:

Применение специальной техники.

Возвести фундамент данного типа самому невозможно. Технология предполагает обязательное использование спецтехники.

Наем бригады.

Своими руками обустроить такой вид фундамента практически невозможно.

Сложность возведения цокольных этажей.

Особенности и схемы расположения опор усложняют обустройство подвальных и цокольных помещений. Часто приходится заполнять пространство между сваями, что значительно увеличивает окончательную стоимость.

Низкая стойкость к опрокидыванию.

Что учитывается при создании проекта свайного фундамента?

Чтобы фундамент на сваях не разрушался на протяжении десятилетий, перед его монтажом следует обратить внимание на очень важные для строительства рекомендации:

1. Если дом предполагается возводить в условиях экстремального климата и агрессивной окружающей среды, перед установкой рекомендуется ознакомиться с положениями СНиП 2.03.11.
2. Проектирование предполагает наиболее надежные и доступные решения фундамента на сваях.
3. Все необходимые стройматериалы, технологические решения, изделия и типы почв должны быть отражены в действующих стандартах, технических условиях и проектной документации. Замена чего-либо возможна лишь после консультации с инженерно-проектной организацией и согласования с владельцем дома.
4. Все деформации фундамента на сваях, обусловленные природными факторами, обязательно строго учитываются во время закладки основания и контролируются в течение всего периода выполнения работ.
5. Геологические исследования желательно поручать исключительно лицензированным компаниям, которые смогут учесть влияние закладки данного основания на близлежащие строения.
6. Проведение проектных работ строго регламентировано техзаданием и учитывает тип сооружения согласно ГОСТу 27751.
7. Монтаж свайно-винтового фундамента, который можно установить легко и просто, производится только после тщательного анализа условий окружающей среды и инженерно-геологических нормативов, а также изучения опыта установки таких оснований в подобных условиях.

Комбинированный свайно-плитный фундамент в сложных условиях гористой местности.

Проектирование свайно-винтовых оснований производится на основе свода правил СП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Для этого разработчику понадобятся следующие сведения:

Данные о физико-химических характеристиках почвы. Их получают на основе геодезических исследований, предполагающих пробуривание экспериментальных скважин в грунте и изучение его характеристик. Глубина бурения зависит от типа почвы: если она нестабильна, бурение производится до нижних слоев грунта повышенной плотности. При большой площади дома бурение производится в нескольких местах свайного поля. Этот метод позволяет также определить глубину промерзания грунта и протекания подземных вод, а также их химический состав. В проектировании непременно учитывается положение об удалении плодородных почвенных слоев и их дальнейшем применении для восстановления плодородности земель под сельское хозяйство

В проекте также предусматривают изоляцию элементов основания, соприкасающихся с почвой, при выделении газов из земли в данной местности

Для проектирования и возведения свайного основания очень важно правильно определить его физико-химические характеристики, среди которых удельная масса, плотность и влажность грунта, его пористость, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего трения

Пристань на сваях, постройка которой осложнена наличием воды и типом грунта.

Столбчатый фундамент

Этот вид фундамента является очень популярным при строительстве каркасных зданий или домов из дерева, но только при условии, что не предусмотрен подземный уровень.

Основным несущим элементом являются столбы, установка которых производиться под всеми внешними углами строения, а также на линиях пересечения несущих стен. Кроме того, также под несущими стенами, если их длина превышает 3 м, устанавливаются дополнительные столбики, которые способствуют перераспределению нагрузки и обеспечивают стабильность и надежность как фундамента, так и возведенного на нем дома.

Размер сечения столбов, как правило, определяется расчетными данными, зависящими от нагрузки, а также выбранным материалом. Важным конструктивным элементом столбчатого фундамента является рандбалка (железобетонная, металлическая или деревянная), которая служит для устройства ростверка, выполняющая роль равномерного распределителя нагрузки от дома на все столбы.

Столбчатые фундаменты, так же как и ленточные, могут быть двух видов:

• монолитными;
• сборными.

В случае возведения монолитного варианта марка бетона для фундамента частного дома должна соответствовать классу В10-В25. При строительстве двухэтажных зданий необходимо армирование, а для одноэтажных – решается индивидуально в зависимости от веса здания, материала из которого оно возводится, состояния грунтов.

Для сборных столбчатых фундаментов могут использоваться:

• керамический кирпич;
• природный камень, в том числе бутовый;
• железобетонные или асбестовые трубы;
• бетон для заливки в подготовленные и армированные скважины.

В том случае, если рассматривается вопрос о том какой фундамент под баню лучше, то можно остановить свой выбор на использовании дерева – обработанных стволов дуба, лиственницы или сосны.

Несмотря на то что стоимость такого фундамента, по сравнению с ленточным, ниже на 30-50%, из-за необходимости привлечения спецтехники не пользуется популярностью для капитальных строений в 2-3 этажа, хотя для возведения легких зданий, для которых не требуется большой глубины заложения, а все работы можно выполнить своими руками, является вполне рациональным выбором.

Кроме того, необходимо точно соблюдать пропорции цемента и песка для фундамента, так как экономия за счет использования более дешевых материалов в этом случае неуместна.

Следует учитывать, что все виды столбчатых фундаментов подвержены сильному воздействию сил пучения, поэтому их допускается использовать лишь на стабильных, неподвижных грунтах.

Кроме того, важно не оставлять их на длительное время без нагрузки, особенно в зимнее время, так как под воздействием разрушительных грунтовых сил, их может просто выдавить.

Столбчатый фундамент своими руками, видео:

Идеальный фундамент для строительства дома в сложных условиях

Комбинированный фундамент ТИСЭ, по своему типу является столбчато-ленточным. Он незаменим на сложных грунтах при возведении тяжелых зданий от двух этажей. Например, в условиях, когда глубина промерзания грунта настолько большая, что строительство ленточного основания является нерентабельным, а столбчатый просто не справиться со своей задачей.

Отличительной особенностью при устройстве столбов является наличие так называемой пяты, специального расширения, благодаря которому достигается большая прочность и стабильность. Чаще всего в этом случае изготавливаются монолитные столбы, а также используется арматура для фундамента, но допускается возведение конструкции с использованием асбестоцементных или металлических труб.

В качестве ростверка для этого фундамента, на уровне грунта изготавливается опалубка под изготовление ленточного монолита.

Но важно учитывать, что требуется придерживаться принципа одновременной, но поэтапной заливки бетоном: сначала столбы, затем лента.

Для изготовления скважин под столбы используется бур ТИСЭ, представляющий собой устройство, состоящее из двух штанг и режущей чаши. Продвигаясь за счет вращения в глубину грунта, он постепенно раскладывается и формирует в нижней части скважины куполообразное уширение.

Именно благодаря такой конструктивной особенности, достигается дополнительное усиление конструкции фундамента, которое, естественно, сказывается на прочности всего дома. В зависимости от расчетных нагрузок, могут использоваться буры нескольких размеров, отличающиеся между собой длинной штанги, диаметром плуга объемом накопителя для грунта.

Сваи из НКТ

В отдельную категорию можно выделить винтовые сваи сварного типа, изготовленные из насосно-компрессорной трубы (НКТ). Для их изготовления применяется толстостенная труба (6,5-7,5 мм) из стали, устойчивой к коррозии. Сварная лопасть выполняется из высокопрочной конструкционной стали.

Строительство фундамента с использованием винтовых опор из НКТ по стоимости приближается к обустройству оснований на железобетонных буронабивных сваях. Однако существенным преимуществом является возможность выполнить фундаментные работы в короткие сроки, в том числе на сложных грунтах.

Монтаж буронабивных свай

Бурение скважин для забивки буронабивных свай производится буром. Глубина скважины равна рассчитанной выше длине сваи плюс 10-20 см для подсыпки. После подсыпки грунт на дне скважине трамбуется, внутрь монтируются обсадные трубы. Обсадные трубы могут быть из асбестоцемента, металла или пластика. Диаметр труб равен диаметру свай. Изделия заранее обрезаются (или наоборот свариваются) до нужной длины. Обсадные трубы погружаются в скважину.

Далее для буронабивных свай производится армирование. Для создания армокаркаса, который будет помещаться внутрь обсадных труб, нужны арматурные стержни 10-12 мм. Для продольного армирования достаточно связки из 4 стержней арматуры, длина которых равна длине обсадных труб плюс 20 см. Прутки арматуры связываются проволокой толщиной 5-6 мм. Ширина армокаркаса должна быть такой, чтобы он не касался стенок обсадной трубы.

Готовый армокаркас устанавливается внутри обсадной трубы так, чтобы концы стержней торчали из трубы на 20-30 см. Внутрь буронабивных свай с армированием заливается бетонный раствор класса В12,5…15. Чтобы равномерно залить бетон и не допустить образования пустот на дно скважины опускается воронка. Бетон подается порционно: заливается 0,5 метровый слой, а затем уплотняется виброинструментом в течение 5-10 минут, далее заливается следующий слой.

Окончательное затвердевание буронабивных свай происходит через 5-10 суток. После застывания бетона сваи и напуски арматуры выравниваются по высоте с помощью болгарки.

Несколько полезных советов

1. Бурение в плотных и глинистых грунтах лучше производить бензобуром или ямобуром, оснащенным шнеком диаметром 300 мм.
2. Для увеличения площади основания буронабивной сваи непосредственно перед заливкой бетона необходимо приподнять обсадную трубу, бетон растечется, образуя расширение — пяту.
3. В качестве обсадных труб рекомендуется использовать специальные изделия, выпущенные для этих целей. Они имеют расширенное основание снизу и места для пропуска арматуры. При отсутствии таких труб можно использовать любые подходящие изделия требуемого диаметра.
4. В глинистых грунтах и влажных суглинках обсадные трубы можно заменить рубероидом. Материал помещается вдоль стенок скважины, а сверху закрепляется при помощи обрезков труб. В песчаных грунтах такой способ обсадки скважины применять нельзя, стенки будут осыпаться и скважину придется бурить заново.
5. Если на участке строительства присутствуют влажные почвы или торфяники, то в бетонную смесь для заливки буронабивных свай нужно добавить Пенетрон. Добавка поможет бетону быстрее затвердеть.

Устройство буронабивного свайного фундамента

Конечно, применение механизированных средств позволяет значительно сократить время установки фундамента, однако, обладая соответствующей информацией можно самостоятельно произвести все работы. Для этого человеку необходимо в первую очередь отметить места будущего расположения свай на участке.

Организовать бурение можно при помощи специализированной техники, а можно вручную буром. Каждая скважина должна быть не менее 15 и не более 40 сантиметров.

Существует другая технология, согласно которой скважина у поверхности должна быть около двадцати сантиметров, а на дне около сорока. Глубина, на которую свая уходит в грунт около двух метров.

Главное условие — глубина отверстия должна быть больше той, на которую промерзает почва. Иногда скважины делают не глубокими, но усиливают угловыми колодцами большей глубины.

Если грунт плохой плотности, необходимо делать дополнительную опалубку. Чтобы усилить несущую способность основания дополнительно проводят вертикальное армирование — пруты толщиной 12 мм через каждый метр скручивают проволокой. Такой фундамент, независимо от рыхлости почвы, способен выдержать большие нагрузки.

Производство скважин

По способу образования участков под опорные конструкции фундаментов для последующего заполнения частей трамбовочной смесью или бетоном различают следующие методы:

• Вибрационное или механическое бурение и углубление, выполняемое под раствором из глины. В этом способе выполняется бурение скважин с защитой их обсадными трубами, с укреплением стенок при помощи раствора из глины или без него.
• Образование углубления с необходимыми параметрами при помощи взрыва.
• Пробивание отверстий необходимого диаметра при помощи лидер ной трубы, имеющей заглушенный нижний участок, цилиндрическими конструкциями, имеющими теряемый башмак или сердечниками, выполненными в виде конуса.

Расчет буронабивных свай

Для расчета свайной части необходимы следующие исходные данные:

• тип грунтов на участке, на которые будут опираться сваи;
• вес дома, рассчитываемый путем суммирования всех материалов и нагрузок;
• количество свайных опор.

Рекомендуем к прочтению

Ростверком называют несущий пояс, обвязывающий оголовки точечных опор – свай или столбов. По сути, это та же фундаментная лента, только не опирающаяся на грунт, а чаще всего возвышающаяся над ним.

Подробнее

Количество свай можно рассчитать, составив схему их расположения. Расстояние между опорами зависит от массы строения, его площади и длины несущих стен. Для расчета основания под коттедж из кирпича расстояние будет составлять 0,5-0,6 м. Для более легких строений — 0,8-1,0 м. Опорные сваи располагаются по всем углам будущего дома, на входной группе, вдоль несущих стен с выбранным шагом.

Определив необходимое количество свайных опор можно рассчитать их параметры: длину и диаметр. Длина буронабивных свай определяется как глубина залегания, которая зависит от уровня промерзания почв или залегания несущих грунтов. Информацию о глубине промерзания для своего региона можно найти в Сети. Определение глубины залегания несущих пластов определяют путем шурфирования или по данным геологических изысканий, входящих в состав проекта дома.

Диаметр буронабивных свай можно определить исходя из таблицы:

Пример расчета: объект строительства — коттедж из пеноблоков с опиранием свайной части фундамента на плотные пески. Вес дома составляет 120 тонн. Количество свайных опор по схеме — 28 штук. Определяем несущую способность для 1 буронабивной сваи: 120/28 = 4280 кг. В соответствии с таблицей для обеспечения такой несущей способности нам необходимо использовать буронабивные опоры диаметром 400 мм и площадью сечения 1256 м2.