Что такое свайный фундамент и области применения

Основные этапы возведения

Установка свайного фундамента рекомендуется на сложных грунтах, поэтому предварительно рекомендуется заказать земельные изыскания.

Геологические изыскания позволят точно определить, какие виды свайного фундамента использовать

Важным этапом строительства является проектные работы. Необходимо определить оптимальный размер свайного поля и свай, и их количество. Подробный чертеж должен содержать участки сооружения, на которые оказывается максимальная нагрузка, и требуется усиленный фундамент.

Монтаж основания без предварительной геологической разведки может привести к использованию свай недостаточного размера, а значит, нарушению технологии.

Конструктивные особенности

Существует несколько разновидностей свайного фундамента, которые конструктивно отличаются друг от друга.

По виду сваи и способу ее монтажа:

1. Свайно-винтовой фундамент. Используются сваи с винтовым элементом на конце. Они могут вкручиваться в грунт. При небольшом заглублении монтаж можно произвести вручную. Для значительных заглублений требуется специальная техника.
2. Забивные сваи. Они могут изготавливаться из металла, железобетона или дерева. Заглубляются они с помощью устройства, оснащенного специальным молотом. В частном строительстве допускается использование только молота легкого типа.
3. Набивные сваи. Это пустотелые, трубчатые элементы, которые вдавливаются в грунт. После погружения на нужную глубину они заливаются бетоном.
4. Разновидность предыдущего варианта – пустотелые сваи, заглубляемые с помощью вибропогружателя.
5. Буронабивные сваи. Для них бурится скважина нужной глубины и диаметра. В нее плотно вбивается труба, играющая роль обсадной колонны. Далее, в нее устанавливается арматура и заливается бетон. Труба в этом случае, скорее, является несъемной опалубкой, чем несущим элементом, а потому может изготавливаться даже из пластика.

По наличию верхней связи. Практически всегда используется свайно-ростверковый тип, позволяющий равномерно загрузить все опоры.

В таком фундаменте выделяется 2 варианта:

1. Рамочный ростверк. Прочная рама устанавливается по всему периметру сооружения. Она может изготавливаться из деревянных, металлических или железобетонных балок. В последнем случае ее можно изготовить своими руками путем заливки бетона в опалубку с установкой армирующего каркаса.
2. Монолитный ростверк. Под всей площадью дома устанавливается железобетонная плита. Она может выполняться из готового ЖБИ или заливаться вручную. Такой ростверк одновременно может играть роль напольного перекрытия (бетонной стяжки).

Выбор типа свайного фундамента осуществляется с учетом конкретных условий – реальных нагрузок, структуры грунта, рельефа местности

Кроме того, немаловажное значение имеет возможность монтажа своими руками, причем с минимальным использованием специальной техники

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

Тип сваи	Сечение ростверка (высота× ширина), мм	Размеры верхней ленты, м	Цена, рубли
Буронабивные, заливаемые бетоном ниже глубины замерзания (но не выше 2,5 м), диаметр – 30 см	300×300	6×6	160000
8×8	180000
10×10	215000
12×12	255000
То же при сечении опор 40 см	400×400	6×6	170000
8×8	210000
10×10	250000
12×12	290000

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.

Назначение и основные виды свайных фундаментов

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные. Посредством данной основы возводятся не только жилые, но и промышленные объекты, строения вспомогательного значения и многоэтажные здания на слабых грунтах. Технология позволяет ускорить процесс обустройства подвальных, цокольных помещений или исключить подобные строительные работы из сметы. Основными причинами для возведения основы на сваях служат такие показатели:

1. Слабость верхнего грунтового слоя. Подобные смеси могут состоять из торфа, перегнойных смесей, песка и глины. При этом насыщенность водой делает грунт плывучим, нестойким, а значит, придется построить свайный фундамент своими руками, чтобы перенести нагрузку сооружения на более глубокие грунтовые слои.
2. Излишняя плотность грунтов также мешает обустройству другого типа основания. А вот свайные конструкции позволяют минимизировать объемы земельных работ, а также уменьшить подготовительные работы: рытье котлованов, транспортировку грунта, покупку бетонной смеси и прочее.

Свайные фундаменты бывают нескольких типов: свайно-ростверковыми, винтовыми и ленточными. Плюсы и минусы имеются у каждого вида, стоит рассмотреть их подробнее.

Свайно-ростверковая основа

В случае выбора именно этого типа фундамента, необходима повышенная точность расчетов и соблюдение технологических особенностей строительства

Имеет свои положительные и отрицательные качества. Плюсами фундамента для дома являются:

• применяется практически на любом типе грунта;
• обладает повышенной устойчивостью;
• хорошая несущая способность (удерживает стены с достаточным удельным весом);
• экономность обустройства – нет необходимости покупать раствор, можно все изготовить своими руками;
• связка посредством ростверка всей конструкции в монолит добавляет прочности в случае появления усадки грунтов;
• нет необходимости дополнительно расчищать строительную площадку;
• обладает естественной проветриваемой способностью плоскости здания, что снижает влажностные показатели (устранение конденсата);
• обеспечивает безопасность в случае наводнения или если в местности наблюдаются повышенные сезонные паводки;
• оперативность возведения.

Минусы фундамента:

1. нельзя обустраивать на скальных и каменистых грунтах;
2. при возникновении угрозы горизонтальных подвижек почвы возникают трудности установки;
3. высокая стоимость фундамента в сравнении с другими типами;
4. если нужен цокольный или подвальный этаж, лучше отказаться от свайного основания;
5. применение показано только для легких, средне-легких, средне-тяжелых строений;
6. необходимость предельно точных расчетов, что требует профессионального исследования, а это дорого.

Свайно-винтовой фундамент: достоинства и недостатки

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно. Итак, достоинства:

• дешевизна обустройства;
• оперативность возведения;
• нет необходимости выравнивать грунт, рыть траншеи и вообще проводить земляные работы в большом объеме;
• не нарушается ландшафт и структура почвы;
• нет вибрации при монтаже, а значит, дом можно установить рядом с архитектурным памятником, вековыми деревьями и прочими объектами, запрещенными к разрушению;
• легко возводится на болотистых, прибрежных грунтах;
• строится вне зависимости от погодных условий;
• конструкцию можно использовать многократно;
• монтаж требует минимальных физических, финансовых затрат.

Минусы:

1. элементы опор подвергаются коррозии;
2. недолгий срок эксплуатации;
3. отсутствие цокольного этажа.

Свайно-ленточный фундамент: преимущества и недостатки

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями. Плюсы:

• доступен для обустройства на строительных площадках со сложным рельефом;
• минимальное задействование технических и человеческих ресурсов позволяет говорить об экономичности;
• такой фундамент может противостоять и держать слабые толчки и подвижки грунта;
• сваи изготавливаются буквально из подручного материала;
• скорость обустройства.

Минусы:

1. обязательность проведения тщательных геодезических исследований грунта;
2. необходимость точного расчета параметров каждого свайного элемента;
3. отсутствие цокольного/подвального этажа;
4. обязательные утеплительные работы первого этажа;
5. показано применение для зданий не более 3-х этажей.

Преимущества свайного типа фундаментов

Популярность данной конструкции прежде всего связана с достаточно большим количество плюсов:

Доступная цена. Если нагрузка на основание не большая, то есть возможность возвести свайный фундамент. Ленточный тип основания обходится намного дороже, как и плитный. Однако подходит данное основание зачастую только под каркасные сооружения.
Можно поднять сооружение практически на любую высоту. Если территория затапливается, то есть необходимость в поднятии сооружения на определенную высоту.
Основание подходит практически для любого типа грунта. Примером можно назвать болотистый грунт, а также землю, которая подвержена морозному пучению, грунты с небольшой несущей способностью и так далее.
Высокая скорость выполнения монтажных работ. Для возведения рассматриваемого сооружения уходит куда меньше времени при условии наличия определенного оборудования. Как показывает практика, опытная бригада может возвести свайный фундамент в течении всего 2-х дней.
Малый вес

Если несущие способности грунта не высокие, то создаваемое давление от веса сооружения имеет важное значение.
При желании провести монтажные работы можно самостоятельно. Однако некоторые сваи требуют наличия определенных навыков и оборудования.

Пространство между сваями может быть заполнено кирпичами.

Конструкция

Разновидности свайного фундамента зависят от:

1. Видов свай.
2. Материала и метода их изготовления.
3. Расположения под домом.
4. Глубины погружения.
5. Конструкции ростверка.

Свая выглядит как длинный стержень. Ее можно сразу установить в землю или изготовить прямо в процессе установки. Она является острой с нижней стороны. Можно надеть наконечник из стали, чтобы защитить от повреждений. На верх одевают кольцо из стали, чтобы защитить от ударов в процессе работы. При изготовлении свай на месте, сначала нужно пробурить скважины, а потом залить их бетоном.

Виды свайных фундаментов, в зависимости от методов погружения:

1. Забивные. Погружают, используя механизмы для вдавливания.
2. Буровые железобетонные. Устанавливают в скважинах.
3. Набивные бетонные и железобетонные конструкции. Для их создания делаются скважины, устанавливается опору и заливается бетоном.
4. Винтовые сваи под фундамент. Закручивают в почву.

В зависимости от несущих нагрузок, существуют две классификации свай:

1. Висячие. Они позволяют передать нагрузку благодаря трению о почву.
2. Стойки. Нужны, при слабой верхней части почвы. С их помощью нагрузка передается на нижние, более твердые слои земли.

По принципу расположения они бывают:

1. Одиночные. Когда опора стоит отдельно.
2. Объединенные в свайную ленту. Строятся по периметру свайных стен. Нужны для распределения нагрузки по всей конструкции.
3. Объединенные в свайный куст. Размещают под колонами, служащими основой дома.

Материалы, из которых их делают:

1. Деревянные.
2. Металлические.
3. Бетонные.
4. Железобетонные.
5. Комбинированные.

Комбинация разных материалов – лучшее решение, поскольку у каждого материала своя степень коррозии.

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент – это вертикальные опоры из железобетона, погруженные в грунт. Сверху их обычно связывают ростверком либо монолитной плитой, которые служат основанием для стен дома. В зависимости от типа свай они в почву забиваются, закручиваются либо просто погружаются в заранее высверленные в земле отверстия.

Схема одного из видов с подземным ростверком

Железобетонный ростверковый вариант по внешнему виду и общей конструкции – прямой аналог ленточного фундамента. Только лента здесь меньших размеров и лежит не в грунте, а на сваях. Это отлично защищает ростверк от влаги и пучения. Причем вся энергия сезонного расширения/сжатия пластов почвы проходит мимо свайных опор. Они изначально погружаются ниже уровней промерзания грунта, стоя на плотном неподвижном основании.

Виды свайных фундаментов

Разработка проектов свайного фундамента с учетом всех вышеперечисленных особенностей, часто базируется на данных инженерно-геологической разведки грунта, требованиях к несущим способностям, а также зависит от типа используемой сваи.

Только опытные профессионалы могут правильно рассчитать конструкцию свайного фундамента, которая обеспечит и необходимую несущую способность в межсезонье и будет рациональной в плане ее стоимости.

По материалу, используемому для свай, различают 3 основных вида:

• Деревянные сваи – используются только для очень легких, деревянных конструкций и не отличаются долговечностью;
• Металлические сваи – имеют огромный перечень подвидов, как по конструкции, так и по способу монтажа, благодаря чему широко и повсеместно используются в современном строительстве;
• Железобетонные/ бетонные сваи – пожалуй, самые распространенные, благодаря своей доступности в приобретении, способе монтажа (не всегда используется спецтехника) и стоимости.

Фундамент из металлических свай

По способу монтажа, сваи также подразделяются на три основных подвида:

• Буронабивные сваи – устанавливаются в заранее подготовленную скважину, которую делают обычно способом бурения шнеком или обсадной трубой, как вручную, так и спецтехникой, еще может применяться ударно-канатный способ. Такие сваи обычно заливают с бетона, имеют пятку, и армированный каркас;
• Забивные сваи – при монтаже, земля для них не извлекается, они забиваются в толщу грунта с помощью различных молотов, вибропогружателей или вдавливателей. Обычно они квадратные в сечении и имеют острый нижний конец. Пяточная часть отсутствует;
• С оболочечной конструкцией – внедряются в грунтовые массы с помощью вибропогружателей и в дальнейшем заполняются бетоном;
• Винтовые – имеют металлические элементы с винтовым либо переменным сечением и углубляются с помощью ввинчивания в почву. Бывают широколопастные и наоборот с узкими лопастями. В последнем случае, обычно на мерзлых грунтах, готовят скважину только на ширину основного стержня сваи.

Фундамент на буронабивных сваях

По характеру исполнения своих функций, сваи делятся:

• Сваи-стойки или опорные – предполагают, что пяточной частью они будут опираться на твердые, нижние слои почвы, а верхние пучинистые слои грунта, при перемещении, не будут влиять на сами сваи и всю конструкцию;
• Висячие сваи – свою несущую способность и устойчивость обеспечивают за счет трения своих боковых стенок, если дословно — за счет боковой площади свай и качества грунта. Чем больше площадь и чем плотнее грунт – трение больше, несущая способность выше. Такой тип монтажа используют в местах, где трудно или невозможно достичь плотных слоев грунта. Расчет силы трения к несущей способности — непростая задача, выполнених таких работ лучше поручить опытным профессионалам.

Винтовые сваи и их расположение

Можно еще рассматривать виды свай по форме профиля, например: квадратного, круглого сечения или с более сложных геометрических фигур. По наличию пустот вдоль оси, их также можно разделить на полые и сплошные сваи.

При рассмотрении свайного фундамента, можно применять классификацию по типу используемого ростверка, его высоты или заглубления и т. д.

Фундамент на железобетонных (ж/б) забивных сваях

Какие разновидности бывают по способу погружения?

Сваи – силовые элементы фундамента, воспринимающие давление от конструкции и передающие его на несущий пласт, который может находиться на значительной глубине (до 30 м). Как правило, выше несущего пласта расположены нестабильные, слабые и перенасыщенные влагой слои почвы.

Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердой почве, но также на заболоченных местах и на открытой воде. Сваи могут быть погружены строго в вертикальном положении или под проектным углом.

Свайным фундамент называют группу опор, объединенных между собой ростверком – специальной конструкцией, которая удерживает основание дома и отвечает за равномерное распределение веса по всем подземным силовым элементам.

Забивные

По материалу изготовления силовые элементы делятся на типы:

• железобетонные;
• металлические;
• деревянные.

Для строительства тяжеловесных и многоэтажных зданий используют железобетонные столбы, легковесных домов в один или два этажа – металлические и деревянные.

В большинстве случаев забивные опоры имеют квадратное сечение со стороной от 150 до 500 мм.

Длина изделий редко превышает 25 м. Нижней конца столба заострен или имеет пирамидоидальную форму, благодаря чему легче преодолевает сопротивление грунта. Удары дизель-молота забивная опора воспринимает верхней торцевой частью, усиленной оголовком. Погружение в грунт ведут до тех пор, пока нижний конец не упрется в плотную породу до предела.

Преимущества изделий:

• значительная грузоподъемность;
• продолжительный срок службы;
• отсутствие необходимости подготавливать скважины.

Минусы технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерная осадка в местах, где почва характеризуется различной плотностью.

Буроопускные

Согласно буроопускной технологии, силовые элементы погружаются в заранее подготовленные шурфы, при этом диаметр скважин должен превышать размер сечения опор на 5–10 см. После погружения пространство между грунтом и землей заполняют связующим раствором, который после застывания увеличивает прочность конструкции.

Метод применяют при строительстве на твердомерзлой и пластично-мерзлой почве. Фундаментные работы ведутся при температуре окружающей среды не ниже 0,5оС.

Свайно-винтовые

Лопасти в процессе погружения дополнительно уплотняют почву, повышая несущую способность основания.

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип опор отличается повышенной несущей способностью, поэтому применяется при строительстве кирпичных и других тяжеловесных сооружений.

Металлические винтовые сваи изготавливают из стальных труб с диаметром сечения от 57 мм. Для строительства жилых домов (каркасно-щитовых, деревянных, из пенобетона) подходят стержни диаметром 108 мм и размахом лопасти 250–350 мм.

Буронабивные

Буронабивная методика применяется для строительства тяжелых сооружений на грунтах, которые характеризуются слабой несущей способностью. Силовые элементы создаются непосредственно на рабочей площадке.

В заранее подготовленной скважине устраивают утрамбованную песчаную подушку. Затем в шурф помещают обсадную трубу, армирующий каркас и заливают конструкцию бетоном. Буронабивная технология считается самой сложной, поскольку достоверно рассчитать грузоподъемность такого основания практически невозможно. При этом фундаментные работы можно провести самому без использования спецтехники.

Комбинированные

Данный тип свай относится к специальным конструкциям, поскольку сочетает сразу несколько технологий, чтобы удовлетворить исходным инженерно-геологическим условиям.

Например, когда несущий пласт находится предельно глубоко, то комбинируют забивную и буронабивную методики.

Монтаж выглядит следующим образом:

1. Вначале способом лидерного бурения в грунте устраивают шурф, куда помещают обсадную трубу.
2. Затем дизель-молотом забивают железобетонную опору.
3. Когда конец изделия упрется в плотный грунт, сверху закладывают монолитную конструкцию путем армирования и бетонирования скважины.

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.