Что такое свайный фундамент и области применения

Свайное фундаментное основание, виды опор

Свайный фундамент – это разновидность оснований, создаваемая группой свай, соединенных в верхних точках балкой либо ростверком. Одна свая удерживает гораздо меньшую нагрузку по отношению к массе надземной части сооружения. В связи с этим опорные элементы формируются в группы.

Монолитные

Перед забивкой опоры в грунте готовится скважина полутораметровой глубины, в не и вставляется столб. На необходимую глубину опору вбивают молотом или копром, заполняя свободное пространство бетонной смесью.

Полые железобетонные сваи состоят из отдельных звеньев, соединение которых выполняется сварным способом либо с помощью болтов. В нижней части таких опор остается грунт, верхняя – заливается раствором, чтобы получить связку с фундаментной основой.

Буронабивные

Рассматривая типы свай и виды свайных фундаментов, следует упомянуть про конструкции, которые изготавливаются на строительной площадке.

Это буронабивные опоры, для подготовки которых выполняется следующий алгоритм действий:

• в почве готовится скважина, глубина которой соответствует аналогичному параметру сваи. Грунт с этой целью бурят или пробивают. В первом случае стенки скважины укрепляют обсадными трубами либо раствором глины. Как только будет достигнута нижняя отметка, пространство для основания расширяется специальным приспособлением, установленным на штанге для бурения;
• в подготовленную скважину опускается труба из рубероидного материала, устанавливается каркас из четырех арматурных прутьев, перевязанных горизонтально;
• все свободное пространство заливается бетонной смесью, которая уплотняется при помощи вибратора.

Металлические

В данном случае роль свай выполняют трубы, швеллер, двутавровые балки. Изредка проводится предварительная подготовка, во время которой швеллера свариваются таким образом, чтобы получилась труба с квадратным сечением.

Металлические опоры используются в том случае, когда нет возможности для установки опорных элементов из железобетона. Дело в том, что по мере погружения в почву сталь проще нарастить.

Такой вид опор отличается высоким показателем прочности, что придает процессу забивки их в грунт облегчение. Если опоры с небольшим поперечным сечением, то их можно без проблем вбивать в почву, содержащую камни.

Винтовая свая

Особый вид свай для фундамента – винтовые опоры, изготовленные из металла. Они более экономичны и технологичны, гарантируют высокий уровень прочности, представляют собой трубы, оснащенные снаружи лопастями.

Главными достоинствами винтовых опор являются:

• отсутствие в необходимости проведения земляных работ;
• возможность ведения строительства на участках со сложными рельефами и слабыми грунтовыми составами;
• легкость в пристраивании;
• отличный показатель несущей способности;
• нет процесса усадки;
• возможна установка возле коммуникационных линий и при любых погодных условиях;
• длительный эксплуатационный период.

Свайный фундамент такой классификации применяется на участках со слабыми почвами, отличающихся влажностью, подвижностью и промерзаниями. Подвальное помещение по такому фундаменту устроить не получится, но данный недостаток отмечается для любого вида свайного основания.

Выбирая винтовые сваи, рекомендуется обращать внимание на определенные факторы:

• в качестве основы используются новые стальные трубы, обработанные пескоструйными агрегатами и покрытые антикоррозийными составами. Толщина стенок – от 4 мм, лопастей – от 5 мм;
• наружная сторона сваи гладкая, стыковочные швы отсутствуют, лопасти отличаются правильностью форм;
• к сварным швам предъявляются особые требования, чтобы при заглублении в почву в местах соединений не происходили разрывы.

Различают несколько видов винтовых свайных опор:

• литые – отличаются высоким показателем прочности в местах соединения лопасти и трубы;
• сварные – лопатки навариваются на опору;
• комбинированные – монтаж выполнен из двух элементов – лопасти и конусной части.

Какая классификация лучше всего подходит для частного строительства?

Выбор наиболее подходящего типа свай производится на стадии проектирования. Он определяется параметрами постройки — весом, этажностью, используемым материалом. Кроме того, учитывается тип грунта, условия работы, наличие поблизости построек и прочие факторы.

Сопоставляя имеющиеся исходные данные, приходят к выбору наиболее удобного, эффективного и безопасного вида свай. Обычно предпочтение отдается буронабивным (литым) сваям, которые не нуждаются в забивании и не наносят урон ближайшим зданиям и сооружениям.

В последнее время активно используются винтовые сваи, позволяющие строиться без предварительных земляных работ (допускаются работы на неровном рельефе).

Технология установки

Именно потому данная технология устройства самая распространенная.

Разметка

Разметка свайного фундамента – это прежде всего, необходимость обозначить места ввинчивания свай. Чтобы понять, как сделать свайный фундамент, нужно:

1. Перенести базовые линии конструкции.
2. Перенести точки, где будут установлены сваи.
3. Вычислить расстояния между сваями.
4. Рассчитать высоту свай, на которую мы будем ориентироваться.

Разметка важна, чтобы не допускать ошибок при установке конструкции.

Бурение

Если правильно отрегулировать  штангу бура, глубина скважины может быть до 10 метров. Диаметр ручного бура не бывает больше чем 30 сантиметров.

Благодаря лопастям, вам не придется прикладывать усилия при бурении. Существуют буры, которые позволяют сделать нижнюю часть скважины широкой. Благодаря этому можно экономить материалы, и уменьшить размер конструкции. Для бурения скважин диаметром более 50 см , предпочтителен электрический или бензиновый бур.

Устройство

Теперь, можно начинать устройство свайного фундамента. Нужно, чтобы сваи были на 30 сантиметров длиннее ямы. Устройство свайных фундаментов состоит из нескольких этапов:

1. Наложение рубероида.
2. Затягивание вершины проволокой. Это будет опалубкой.
3. Теперь можно опустить сваю в почву.

В яме может быть вода. Это не проблема, но только если ее уровень не превышает четвертины глубины скважины.

 Труба обязательна для установки фундамента. При ее отсутствии, он будет менее прочным. При затвердевании бетона, следите за количеством “цементного молочка”.

Если почва начнет его впитывать, прочность конструкции снизится. После бурения скважин, нужно  сделать арматурный каркас. Он нужен, чтобы сделать столбы прочными.

Вам понадобятся три арматурные пруты диаметром 6 мм. Их нужно скрепить. Стержни, соединяющие ростверк и столбы, нужно сделать выше залитых изделий. Чтобы не ошибиться при расчетах, от высоты ростверка отнимают 2 см. Когда каркас был установлен, его заливают бетоном.

Ростверк

Ростверк – фундамент конструкции, необходимый для распределения нагрузки по сваям. Существует три вида ростверков:

1. Сборные.
2. Монолитные.
3. Сборно — монолитные.

Еще они делятся на низкие и высокие. Первые устанавливаются прямо в грунте. Вторые же только на сваи. Есть некоторые параметры ростверка, которые рекомендуются для легких домов:

1. Их длина должна быть больше 30 сантиметров.
2. Ширина зависит от цокольного этажа. Если его нет, то от стен дома, но не меньше 40 сантиметров.

Нельзя разрезать или пересекать ростверк трубами. Отклонение от центра свай, не должно превышать 5 сантиметров.

 В процессе постройки, самое важное – закрепление ростверка на оголовках свай. Во время работ по бетонированию, вертикально устанавливается первый стержень

Второй на оголовки. Его длина такая же, как и ширина свай с пластинками.  Их высота позволяет захватить сваи и монтированные элементы ростверка.

Стыки нужно покрыть цементом. А коротыши стержней — привариваются к петлям ростверка.

В процессе замены балки на железобетонную, перемычки закрепляются сваркой или связываются проволокой. После окончания работы и установки фундамента, стыки замазываются цементом. Перед тем, как начать строить здание, проверяются отметки плоскости ростверка. Их можно выровнять при помощи цемента с использованием нивелира. Теперь нужно окончательно измерять все стороны и диагонали ростверка.

Виды ростверков

Ростверк не является обязательным элементом конструкции. Он соединяет между собой опоры основания, придавая конструкции дополнительную жёсткость. Различают 3 основных вида ростверков:

1. Высокий. Соединительные элементы располагаются над поверхностью земли на расстоянии от 15 см и выше.
2. Повышенный. Ростверк располагает вровень с поверхностью земли или на высоте до 10 см.
3. Заглубленный. Монтаж ростверка проводится ниже уровня поверхности земли.

Деревянный ростверк

По способу сборки различают ростверки:

1. Сборные. Представляют собой сварные стальные балки, которые применяют при строительстве лёгкий построек с небольшим сроком эксплуатации.
2. Сборно-монолитные. Элементы с «замочными» соединениями. Используются для соединения опор оснований многоэтажных домов и промышленных сооружений.
3. Монолитные. Представляют собой единые конструкции, имеющие форму замкнутой или незамкнутой ленты. Применяются при строительстве жилых малоэтажных домов.

Что представляет собой свайный фундамент

Задумывая строительство, в первую очередь рассматриваются классические варианты фундаментов: ленточный, столбчатый и монолитный. Ограничивая себя использованием инновационных технологий, на стройку приходится тратить зачастую средств больше, чем было бы при правильном подходе. Один из альтернативных вариантов – использование свай.

Свайный фундамент представляет собой вкрученные в опорные точки металлические трубы, оснащённые на концовке резьбой. Верхняя часть после установки закрывается головкой, которая принимает на себя часть нагрузки строения. Расчёт количества свай и мест расположения выполняется специалистами. Точность проектных работ обеспечивает равномерное распределение веса постройки на опорные элементы.

Сфера использования СПФ

Свайно-плитный фундамент универсален в географии использования, он успешно применяется как в условиях вечной мерзлоты, так и в южных регионах. Часто это более выгодное решение по сравнению с аналогами — сборными ленточными и монолитными фундаментами.

Целесообразно обращаться к использованию СПФ в случаях:

• Когда строительство ведется на сейсмоопасном участке.
• На проблемных грунтах: при значительной глубине промерзания, на пучинистых грунтах, высоком уровне размещения пластов подземных вод. В этих случаях сваи нередко являются единственным надежным решением, но и они могут использоваться с оглядкой на ограничения. Для массивных сооружений с перспективой дальнейшей достройки этажей необходимо усиление свай, в частности, обвязкой плитным фундаментом.
• В чувствительных к вибрационным нагрузкам строениях — например, для каркасных домов или стен из пенобетона.
• При сооружении пристроек к уже имеющимся строениям.
• При отсутствии точных данных об особенностях грунта, залегании подземных вод и других параметрах. Строительство — не та область, где можно допустить экспериментирование, потому надежный свайно-плитный фундамент желательно использовать всегда, когда присутствуют сомнения.

Применение СПФ при строительстве на берегу.

В перспективе использование свайно-плитных фундаментов будет расширяться, уже сейчас спрос на них растет год от года. Уникальная технология позволяет возводить строения как в мало-, так и в многоэтажном строительстве достаточно быстро и с минимальными отходами.

Монтаж винтовых свай

И так, все расчеты выполнены, и вы узнали, к примеру, сколько и какие понадобятся винтовые сваи для дома из газобетона в соответствии с условиями грунта на вашем участке. Закупка совершена. Теперь можно переходить к возведению фундамента.

Разметка

Не менее важным процессом, чем расчет фундамента, является разметка территории застройки в соответствии с проектом. Естественно, предварительно необходимо подготовить площадку, убрать все лишнее и обеспечить подъезд, если будет использоваться техника.

Разметка начинается с обозначения углов, после чего отмечается положение остальных конструкций на участке.В местах установки свай следует сделать лунки, что упростит установку и сделает ее более точной. Все расстояния необходимо несколько раз перепроверить, чтобы была соблюдена размерность.

Установка свай

Прежде чем приступать к монтажу, следует определиться, каким способом будут устанавливаться сваи – механизированным или вручную. Второй способ менее быстрый и требует физических усилий нескольких человек, но при этом он более точный и менее затратный.

Также, перед установкой необходимо позаботиться об антикоррозийном покрытии опор, так как от этого будет зависеть долговечность фундамента. Если грунт абразивный, т.е. имеет включения из мелких камней, песка и пр., то даже двухслойного антикоррозийного покрытия будет недостаточно.

Если вы решили не прибегать к помощи специализированной техники, то для монтажа свай своими руками понадобится нехитрое приспособление в виде лома и двух труб длинной не менее двух с половиной метров, которые можно надеть на лом.

Инструкция установки выглядит следующим образом:

• В подготовленную лунку вписывается свая.
• В отверстие расположенное в верхней части сваи продевается лом, после чего на оба его конца надеваются трубы. Таким образом, с двух сторон создаются рычаги для ввинчивания изделия.
• Несколько человек, взявшись за трубы, идут по круг, ввинчивая сваю. Один человек обязательно должен наблюдать за соблюдением вертикального положения ствола и корректировать его направление.

Механизированный монтаж опор

Конструкцию следует завинчивать в грунт до тех пор, пока винтовая лопасть, которая берет на себя основную нагрузку, не войдет в непромерзающий слой грунта. Для этого необходимо определить глубину промерзания грунта, а также учитывать размеры лопастной части конструкции. В большинстве достаточно погрузить столб на 30 см в несущий слой грунта.

Вывинчивать и снова погружать в грунт опору в одном и том же месте запрещается. Причина — изменение параметров грунта скажется на несущих способностях столба. Начинать закручивать сваи следует с углов фундамента, это позволит обеспечить высокую точность монтажа всех промежуточных опор.

Иногда, в процессе погружения винтовые лопасти или нижняя часть ствола могут наткнуться на какое-нибудь препятствие. Если это случилось ниже уровня промерзания грунта, то конструкцию можно оставить как есть. Большой камень на пути сваи сделает ее более прочной, распределив нагрузку равномерно по грунту.

Также, хорошим показателем является достижение лопастей настолько твердой почвы, что конструкцию не в состоянии повернуть несколько человек. Это также свидетельствует о прочности, при условии, что лопасти погрузились ниже уровня промерзания почвы.

Бетонирование

Так как ствол винтовой сваи является, по сути, трубой, то после установки ее необходимо заполнить бетоном. Во-первых — это придаст веса конструкции, и тем самым сделает ее более прочной, а во-вторых – защитит от коррозии.

Если ствол не заполнить бетоном, то со временем он может набрать воды, что с наступлением морозов приведет к его разрыву. Цементно-песчаный раствор делают в соотношении 1:4. Цементировать наружную часть столба ни в коем случае нельзя.

Разметка высот и обрезка

После погружения опор, приступают к разметке высот столбов. Для этих целей обычно используют оптический дальномер. Если столбы установлены в пластичный грунт, то выравнивание осуществляют путем ввинчивания конструкций. Если это затруднительно, то верхнюю часть опор обрезают болгаркой по выставленному уровню.

Поверх каждого ствола сваи необходимо установить и приварить оголовок, т.е. стальную пластину.Она нужна для равномерного распределения нагрузки по всей площади сечения ствола конструкции.

Заключение

Свайные типы фундамента обладают большим разнообразием способов реализации. Сложные или слабонесущие грунты, которые на территории России встречаются очень часто, вынудили инженеров-строителей разработать массу вариантов технологии, с использованием различных типов свай.

Основной особенностью методики является наличие разнообразных способов погружения и создания свайного поля, позволяющих как строить самостоятельные опорные конструкции, так и усиливать уже имеющиеся фундаменты.

Свайный фундамент часто становится единственным вариантом конструкции основания, позволяющий строить многоэтажные и тяжелые дома.

Наряду с ленточным типом, сваи являются одним из наиболее распространенных и востребованных видов опорных конструкций.