Меню

Где применяется свайный фундамент



Фундамент свайный. Варианты применения и устройство свайных фундаментов

В данной статье речь пойдет о свайном типе фундаментов. Будет рассмотрена конструкция и устройство свайных фундаментов для малоэтажного строительства. Так же мы разберем типы свайных фундаментов и наиболее популярные материалы для свай.

Свайные фундаменты широко применяются в промышленном и гражданском строительстве (ПГС). Они возводятся на участках со слабым грунтом под здания в несколько этажей. Строительство этих фундаментов позволяет исключить земляные работы в бесподвальных зданиях или значительно сократить их объем при наличии технического подполья.

В более скромных масштабах свайные фундаменты применяются в индивидуальном строительстве дачных домов и коттеджей.

Содержание: (скрыть)

Определение термина «свайный фундамент»

В общем виде свайный фундамент представляет собой погруженные в грунт сваи, объединенные сверху железобетонными (бетонными) балками или плитой (ростверками).

Когда целесообразно применять свайный фундамент.

Рассмотрим предпосылки применения свайного фундамента в частном строительстве.

Необходимость в возведении свайного фундамента при особых условиях

Причина 1. В ряде случаев при строительстве дачного дома или коттеджа в верхней части основания возводимого здания может находиться относительно слабый слой грунта.

К слабым грунтам можно отнести:

  • Суглинки и глины в текучепластичном состоянии;
  • Лёссовидные грунты — содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном наличии глинистых и известковых частиц. Лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость;
  • Плывуны — песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой;
  • Растительные грунты — различные почвы с примесью 1. 20% перегноя, торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков.

В этом случае возникает необходимость в передаче давления от здания на более плотный грунт, залегающий на некоторой глубине в зависимости от геологических условий.

Тогда рекомендуется устраивать фундаменты из свай, которые способны воспринимать большие нагрузки по сравнению с фундаментами неглубокого заложения. Особенно эффективны фундаменты в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании более 1,5 метра. В этом случаи свайный фундамент более надежный чем столбчатый и тем более ленточный

Причина 2. Возможно применение свайных фундаментов и в плотных грунтах в целях уменьшения объема земляных работ, расхода бетона, снижения трудоемкости и стоимости строительства. При устройстве свайного фундамента отпадает необходимость в рытье котлована, складировании вынутого грунта, вывозе грунта, обратной засыпке и т.д. Если у Вас возникла необходимость соорудить фундамент за короткое время, малыми силами и с минимальными затратами, тогда вариант свайного фундамента – это Ваш вариант. К примеру, для сооружения одной сваи длиной 3 метра и диаметром 300 мм, потребуется выполнить земляных работ объемом 0,2 м3 земли (при помощи бура), а в случае с устройством ленточного фундамента объем земляных работ будет гораздо больше (в зависимости от ширины подошвы фундамента). Этот вариант приемлем, если в проекте дома не предусмотрен подвал.

Причина 3. В случае если при расчете ленточного фундаменты ширина фундамента получается слишком большой (больше 1,5 м), имеет смысл применить свайный фундамент, что сократит расход материала.

Причина 4. В случае, если выбор типа фундамента диктуется видом несущего остова, к примеру, если Вы решили использовать каркасный несущий остов на основании, сложенном слабыми грунтами, то рационально будет применить свайные кусты под каждую колонну, а не делать ленточный фундамент.

Конструкции свайных фундаментов очень разнообразны и зависят:

  • от выбора типа свай,
  • способа их изготовления и погружения в грунт,
  • расположения их под строящимся зданием,
  • от характера работы сваи в грунте,
  • от конструкции ростверков.

Для изготовления свайных фундаментов привлекается большое количество специальной строительной техники, что, конечно, не приемлемо для дачного строительства. Поэтому мы остановимся на тех конструкциях свайных фундаментов, которые под силу индивидуальному застройщику.

Виды свай для дачного строительства

Сваи — это относительно длинные заостренные или имеющие пяту бетонные, деревянные или металлические стержни квадратного или круглого сечения, погруженные в грунт в готовом виде или изготовленные непосредственно в грунте. Применяется в дачном строительстве для укрепления грунта в качестве фундамента здания.

Сваи могут использоваться на любых типах грунта, кроме скальных пород. Этот вид фундамента технологически и экономически целесообразно применять в частном строительстве:

  • Для строительства зданий на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
  • Если плотные грунты расположены глубоко и когда верхние слои естественного основания характеризуются слабой несущей способностью (торфяники, плавуны);
  • При большой глубине промерзания от 2 м;
  • На склонах с крутым уклоном;
  • Если масса частного дома слишком велика (более 350 т).

Свая в готовом виде с одной стороны имеет острый конец, которым свая погружается в землю с помощью специальной техники (молотов) через подвижные слои грунта, пока она не достигнет твердого слоя.

Для изготовления свай непосредственно в грунте в нем бурятся скважины с последующим их армированием и заливкой бетоном.

Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений, способу их погружения в грунт.

Требуемая длина свай заранее рассчитывается проектировщиком.

Как правило, в индивидуальном домостроении длина сваи составляет от 1,5 до 6 м, расстояние между сваями не привышает 2 м.

В зависимости от способа их заглубления в грунт можно рассматривать следующие виды свай:

  • Забывные — загружаются в грунт без выемки. Для этого используются специальные механизмы, такие как вибропогружатели, вибровдавливающие и вдавливающие устройства;
  • Набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в пробуренные скважины;
  • Буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем установки в пробуренных скважинах железобетонных элементов;
  • Винтовые — имеют форму сверла и закручиваются в грунт при помощи специальных машин.
Читайте также:  Траншеи для фундаментов откосы

1 — деревянная, 2 — железобетонная сплошного сечения, 3 — железобетонная полая, 4 — стальная винтовая, 5 — набивная бетонная в процессе изготовления.

В частном строительстве, в основном, применяют сваи вариантов 1, 2, 4, 5.

По характеру работы сваи подразделяют:

  • Сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта. У свай-стоек небольшая гладкая поверхность, за которую не цепляется грунт. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием на глубоко расположенный прочный грунт. В этого типа сваях самое важное — это достаточно широкое основание, так как оно принимает на себя более 80% нагрузки. К ним относятся сваи ТИСЭ — это сваи с уширением в нижней части и сваи, забетонированные в обсадной трубе или иногда без нее бетонируют прямо в скважине, но теряется 15-20% прочности. Применяются, когда прямо под подошвой залегает слабый грунт и такие сваи практически не дают осадки.
  • Висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки. Э ти сваи имеют развитую боковую поверхность и по всей своей длине они цепляютмя за грунт. Для них менее важна площадь острия, главное их поверхность — неровная, со множеством выступов. Например, буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в скважину (иногда и под давлением). В этом случае боковые поверхности сваи обеспечивают от 60-70% несущей способности. Применяются, когда вести серъезные земляные работы оказываются очень дорого. Чаще используют когда высокий уровень грунтовых вод или сравнительно толстый слой слабого грунта, под которым есть более прочный, но не настолько, чтобы удержать сваю-стойку).


Конструкция свай-стоек.

Размещение свай в фундаменте

Оно может быть в виде:

  1. Одиночных свай — под отдельно стоящие опоры;
  2. Свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более;
  3. Свайных кустов – под каждую колонну в случае каркасного несущего остова здания.

Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах (параметр b — шаг свай). Сваи выполняют в грунте в основном вертикально, но существуют варианты их размещения наклонно. Этот вариант применяется в том случае, когда на фундамент действуют значительные горизонтальные силы. Например, если площадка под фундамент имеет уклон и возможна подвижка грунта при весеннем таянии снегов или обильных долговременных осадках. В основном, при строительстве дачных домов, применяют как одиночные сваи, так и свайные ленты. Усиление свайными кустами в частном строительстве происходит, если участок застройки частично имеет слабое основание (в месте бурения единичной скважины обнаруживается плывун) или неравномерно водонасыщен грунт, а также при укреплении, например, большого дверного проема (гаражные ворота).

Материалом для изготовления свай

  • Железобетон (бетон) — его применение предпочтительнее с точки зрения долговечности (100 и более лет). Плюс бетонных свай в том, что при наличии соответствующей техники их изготовление может происходить прямо на месте. Для изготовления свай используют бетон не ниже М200;
  • Сталь — сваи выполняются в виде различных прокатных стальных профилей или труб. Однако не рекомендуется применение металла по трём причинам:
  1. Требуется крановое оборудование для монтажа при диаметрах свай более 100 мм и длине их более 3 м;
  2. Большой расход металла;
  3. Необходимо антикоррозионное покрытие свай.
  • Дерево — деревянные сваи представляют собой прямое, очищенное от коры (ошкуренное), наростов и сучьев бревно диаметром 22-34 см и длиной до 8,5 метров из хвойных твердых пород (сосны, ели, лиственницы, пихты). Естественная коничность (сбег) бревен сохраняется. Несмотря на свою дешевизну в наших широтах при строительстве загородного дома для свайного фундамента их практически не используют, так как они подвержены быстрому гниению. Хотя этот вариант нельзя исключать при использовании современных химических препаратов обработки древесины против гниения.

Итак, для частного строительства наиболее подходят сваи железобетонные сплошного сечения, стальные винтовые, буронабивные бетонные. По способу заглубления предпочтение конечно надо отдать буронабивному варианту. Для легких строений – как дачные дома, приемлемым вариантом является ленточное расположение свай. Как уже говорилось выше, использование свай – стоек или висячих свай, зависит от геологических условий, но как правило, это сочетание состояний работы сваи.

Ростверки свайных фундаментов

Свайный фундамент с ростверком (свайно ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.

Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи. Устройство сборных железобетонных и монолитных ростверков представляют наиболее приемлемые варианты для дачного строительства.


Схема устройства сборных железобетонных и монолитных ростверков в свайных фундаментах.

Читайте также:  Каркас для фундамента под профлист


Схема металлического и железобетонного ростверка свайного фундамента.

Металлические ростверки обычно сваривают на месте и «привязывают» к сваям арматурным прутком. При обустройстве большого по размерам фундамента, для установки отдельных элементов швеллера или двутавра требуются применения крановой техники, что не всегда удобно в индивидуальном строительстве, т.к. требует организации подъездных дорог и площадки для крана.

Обзор видов фундамента для дома читайте в статье Фундамент дома. Выбор типа фундамента дома.

Источник

Где и как применяются винтовые сваи в загородном строительстве

При планировании постройки дома, одной из первых задач будет определиться с фундаментом – какой выбрать и как долго ждать, пока он будет готов. При этом, многие не представляют себе другого фундамента кроме бетонного и когда узнают об альтернативах, то долго не могут сделать правильный выбор. Поэтому, сегодня расставляем все точки над «i» в вопросе свайно-винтовых фундаментов – вы узнаете, что это такое, насколько они надежные, где, когда и как применяются. Об этом нам расскажет Марина Юлдашева – эксперт по свайным фундаментам и руководитель отдела продаж завода КЗС.

Современные сваи для загородного строительства

Определенный вид свай используется в зависимости от плотности и состава грунта:

  1. Скальные и каменистые породы.
  2. Многолетнемерзлые (вечномерзлые) грунты.
  3. Почвы с низкой несущей способностью и при большой парусности объекта.
  4. Стандартные грунты (один из распространенных видов свай).
  5. Особо плотные сезоннопромерзающие грунты.

Развитие технологии

Родоначальником технологии были обычные забивные сваи, которые изначально делали из дерева. Хотя этот материал недолговечный, сваи все равно использовали достаточно часто, так как во многих случаях альтернативы им просто не существовало. Например, если требовалось сделать пирс.

Правда с тем же пирсом были проблемы, которые серьезно тормозили использование и развитие технологии. Даже если не принимать во внимание долговечность дерева, то сами сваи в грунт требовалось забивать, а для этого нужна устойчивая поверхность. Чтобы забить одну сваю требовалось наводить массивные понтоны, что в итоге делало метод далеко не самым дешевым.

Второе дыхание у свайных фундаментов открылось примерно 200 лет назад, когда Александр Митчелл – английский армейский инженер, разработал стальные винтовые сваи. Плюсов у такого решения оказалось очень много. Кроме того, что железо, особенно при его правильной защите от коррозии, значительно долговечнее и прочнее дерева, новые сваи было гораздо проще погружать в грунт, так как по ним не приходилось бить. Это был настоящий подарок для армейских инженеров, позволяющий максимально быстро сделать фундамент в полевых условиях или навести переправу без применения тяжелой техники.

Но здесь надо понимать, что в то время производство требовало значительно бо́льших усилий, чем сейчас, поэтому, хотя монтаж винтовых свай был проще, их изготавливали только для крупных объектов – маяки, пирсы или мосты. Такая ситуация сохранялась вплоть до второй половины ХХ века. В этот период расширение объемов частного загородного строительства потребовало новых решений, и винтовые сваи начали занимать пустующую нишу строительного рынка.

Варианты применения в малоэтажном строительстве

Все способы использования винтовых фундаментов сложно сосчитать. Учитывая возможность использования ручного труда, настоящим подарком эта технология стала, например, для военных – в полевых условиях быстро соорудить устойчивую площадку больше нечем.

В частном малоэтажном строительстве винтовые сваи изначально использовали в сложных условиях – при необходимости возвести дом на склоне, берегу пруда или в случае, когда геологическая разведка показывает низкое качество грунта. При этом, достаточно быстро выяснилось, что свайный фундамент может быть ощутимо дешевле бетонного – плитного или ленточного – при сопоставимой надежности.

Сегодня винтовой свайный фундамент может использоваться для возведения любых жилых и сельскохозяйственных построек: пирс, дом, баня, гараж, терраса, навес или забор. Говорить о материале и этажности возводимых построек не совсем правильно, так как здесь больше надо принимать во внимание их вес – в зависимости от диаметра, каждая свая может удерживать от 5 до 20 тонн веса.

Сделаем примерный расчет количества кирпичей для дома 10х10, при толщине кладки в 2 кирпича. Не будем приводить все расчеты – результат, примерно 25 тыс. штук кирпичей. Вес одного кирпича составляет примерно 3,45 кг, а всего дома – чуть больше чем 86 тонн. Чтобы расчеты были «по максимуму», умножаем эту цифру на два (толщина стен может быть и 2,5 кирпича, плюс, вес крыши и отделки) и получаем около 170 тонн. Даже если брать по минимуму – 5 тонн на сваю, то для такого дома их будет достаточно 34 штуки.

Разумеется, это все очень приблизительные расчеты, сделанные «на коленке», а на практике надо обязательно делать геологическую разведку участка и учитывать множество других нюансов. Но и такой пример уже наглядно показывает, что при правильном расчете, винтовые сваи можно использовать для домов из любых материалов.

Особенности свайного фундамента

Все мы подсознательно опасаемся чего-то нового и свайные фундаменты не исключение. Несмотря на то, что технология существует и развивается уже долгое время, отечественный покупатель к сваям в малоэтажном загородном строительстве пока относится настороженно, ведь узнал он о них сравнительно недавно. Но как бы там ни было, свайные фундаменты уверенно занимают свою нишу на строительном рынке, а мы рассмотрим причины их растущей популярности:

Читайте также:  Типовые проекты плитного фундамента

Статичность фундамента из свай

Есть множество роликов на ютубе, в которых авторы прыгают в доме на сваях и пол шатается, вследствие чего делаются громкие выводы о том, что фундамент никуда не годится. На самом деле, здесь дело не в сваях, а расстоянии между ними – налицо нарушение технологии и неправильный расчет (или его отсутствие).

У различных материалов разные коэффициенты сжатия/растяжения – если точки опоры бетонной плиты будут на расстоянии 6 метров, то сама плита останется неподвижной, сколько на ней не прыгай. Если на таком же расстоянии точки опоры будут у деревянной доски, то она будет прогибаться. Но если расстояние между точками опоры для доски уменьшить, например, до полутора метров, то она уже будет лежать как влитая.

При соблюдении технологии, должны проводиться испытания свай статичной нагрузкой – это гарантия того, что все сделано правильно.

Возможность использования на неровных участках

Это одно из важнейших преимуществ свайного основания для дома. Есть множество проектов домов на склонах и практически все они сделаны на сваях, так как использование плитного или ленточного фундамента в таких случаях либо нерентабельно, либо невозможно в принципе.

Возможность быстрого и круглогодичного монтажа

Когда доходит до планирования строительства дома, то привычная картинка примерно такая: летом залить фундамент (сначала потратить еще несколько дней на подготовку опалубки), примерно через месяц можно продолжать работы, но лучше всего выждать год – за это время все окончательно «усядется».

С винтовым свайным фундаментом все гораздо проще. Есть проект, на котором размечено свайное поле, есть результаты геологической экспертизы, показывающие на какую глубину должны быть закручены сваи – можно работать.

При необходимости сэкономить, можно отказаться от закручивающей машины и завинтить все сваи вручную – времени потратиться на день-два больше, а итог тот же – по скорости возведения винтовому свайному фундаменту нет равных. Дополнительный плюс – работы по монтажу можно проводить в любое время года – свая должна закрутиться до непромерзаемых слоев грунта, которые зимой и летом «одним цветом».

Сравнение стоимости

Достаточно часто встречаются попытки сравнивать между собой цену винтовых фундаментов и бетонных – ленточных и плитных. Занятие это достаточно неблагодарное, так как многое зависит, например, от ширины ленточного фундамента и его глубины, точности сборки опалубки, расстояния между сваями и подобными нюансами.

Какие-либо конкретные цифры можно называть только имея на руках проект дома и результаты геологических изысканий. Но обычно, когда просят сравнить различные проекты, то в результате стоимость винтового фундамента оказывается ниже бетонного как минимум на 30%, а то и в 2-3 раза.

Долговечность фундамента из свай

На срок службы металлической винтовой сваи влияет два главных фактора – с какой скоростью будет коррозировать металл и как быстро коррозия до него вообще доберется.

Первое зависит от качества металла. По шкале грубой оценки скорости распространения коррозии есть группы стойкости – от нестойких, на которых коррозия может въедаться вглубь на 10 мм в год, до совершенно стойких – 0,001 мм в год.

Но здесь надо понимать, что металлы последней группы, сами по себе стойкие к коррозии, стоят очень дорого и для производства свай не используются. Обычно используются просто стойкие металлы, корродирующие примерно на 0,1-0,2 мм в год. При толщине труб в 6 мм – свая даже без защиты прослужит порядка 20-30 лет.

Чтобы увеличить этот срок, надо помешать ржавчине добраться до металла, для чего применяются различные покрытия – эпоксидная смола, полиуретан, полимеры или оцинковка. Первые просто создают вокруг сваи непроницаемую пленку, а оцинковка еще и является анодной защитой.

Но здесь приходится решать другую проблему – при завинчивании сваи в землю, возникают большие силы трения, которые могут содрать защитный слой, сделав его бесполезным. Решается это по разному – от применения более прочных составов до нанесения дополнительного слоя защиты. По второму пути пошли, например, специалисты завода КЗС – их сваи обладают двухслойной защитой. Первый слой – это горячая или холодная оцинковка, а второй – прочный антикор, берущий на себя «удар» почвы при завинчивании сваи в землю.

Возможность подделки

Если во времена развития технологии винтовых фундаментов их производство было достаточно сложным делом и являлось уделом крупных предприятий, то сегодня при желании сваю можно сделать в любом подвале, в котором есть сварочный аппарат.

Но здесь надо понимать, что из какого металла сделана «подвальная» свая, и какое применялось наружное покрытие, на глаз не увидеть. И это касается любых свай – если их взять штук 10, то вероятную подделку сможет найти только опытный специалист. И то – для этого ему понадобится расцарапать все слои покрытия, а о качестве металла без экспертизы говорить не приходится.

Как итог, вариант избежать подделок и быть уверенным в качестве только один – обращаться к производителю, который дает документальную гарантию на свою продукцию.

Видео описание

Как производятся сваи для фундамента? Какие особенности свайного фундамента? Плюсы и минусы свайного фундамента:

Источник