Свайный фундамент: разновидности, технологии монтажа

Этот тип фундамента представляет собой множество свай, расположенных под всем зданием или под его определёнными частями (например, рядами или группами).

Обычно верхняя часть свай объединяется в единую конструкцию с помощью ростверка. Он представляет собой несколько балок (ригелей) или решётку (раму). Также ростверком может служить цельная плита.

Задача ростверка — не только стабилизировать сваи, но и равномерно распределить нагрузку от строения. Это делает его несущим элементом конструкции.

Такой тип фундамента называется свайно-ростверковым.

Ростверк может быть двух видов: высоким и низким.

Высокий ростверк имеет зазор между грунтом и балкой или плитой. Низкий ростверк либо опирается на почву, либо заглублён в неё.

В отличие от высокого ростверка, низкий будет передавать давление на грунт, хотя и в небольшой степени. Из-за воздействия пучения, низкий ростверк не рекомендуется использовать на пучинистых грунтах, а также не следует укладывать под ним нестандартные подушки.

Ростверк, который располагается на большой высоте, не участвует во взаимодействии строения с грунтом. Это означает, что пучинистые почвы не будут воздействовать на него и выталкивать его вверх. Поэтому ростверк останется неподвижным относительно свай, и риск его отрыва от них исключён.

Не стоит утверждать, что ростверк является обязательным элементом свайного фундамента под дом. Существуют основания с единичными оголовками для каждой из свай.

Свая представляет собой длинный стержень, который в некоторых случаях может иметь расширения. Нагрузка от строения передаётся в почву через нижнюю часть сваи, которая называется пятой, и через её боковую поверхность.

Может показаться, что эта конструкция напоминает столбы столбчатого фундамента. Однако есть существенное отличие: сваи в данном случае закладываются на большую глубину. За счёт того, что они достаточно длинные (а следовательно, общая площадь их боковых поверхностей больше), они оказывают воздействие на фундамент благодаря силе трения.

Обратите внимание! Установка свай может производиться как вертикально, так и под углом к отвесной оси. Это позволяет увеличить пространственную жёсткость основания дома. В результате каждый элемент фундамента будет испытывать различные нагрузки: сжатие, изгиб и растяжение.

В зависимости от того, как сваи взаимодействуют с почвой, их можно разделить на несколько типов:

Раньше свайный фундамент устанавливали только в холодных регионах или на участках с подвижной почвой. Однако сейчас, благодаря простоте монтажа и доступной цене свай, эту технологию применяют при строительстве различных лёгких сооружений, включая каркасные коттеджи.

Расходы на установку свайного фундамента будут меньше, чем на обычный ленточный. При этом он будет таким же прочным, а иногда даже более надёжным, чем ленточное основание.

Винтовые сваи обычно используются при строительстве коттеджей на участках с подвижными и слабыми грунтами, например, на болотистых или торфяных почвах. Также свайный фундамент является лучшим выбором, если уровень грунтовых вод довольно высок.

В каких еще случаях рекомендуется монтировать такой тип основания:

Чтобы построить дом, нужно иметь прочный и надёжный фундамент. Прежде чем сделать выбор, важно изучить все преимущества и недостатки различных типов фундамента, чтобы не ошибиться в своём решении.

Свайный фундамент — это отличный выбор для тех, кто хочет быстро и недорого построить свой дом. Плюсы свайного фундамента:

Как уже было сказано, у свайного фундамента есть много преимуществ. Но есть и некоторые недостатки, которые стоит учитывать:

Существует несколько типов свай, которые различаются способом погружения в грунт. Этот ассортимент позволяет решить практически все задачи, возникающие в гражданском строительстве.

Вот основные типы свай:

В зависимости от выбранного метода погружения свай может потребоваться использование различных оболочек, выполняющих определённые функции. Например, если используются неглубокие буронабивные сваи, то применяются трубы из рубероида, которые после завершения работ не нужно извлекать. Эти трубы защищают подземную часть сваи от негативного воздействия влаги и выполняют роль опалубки сверху.

Когда применяется технология вертикально перемещаемой трубы, опалубка выполняет роль оболочки. По мере выполнения монолитных работ её извлекают из выемки.

Если у вас сваи-трубы или трубобетонные элементы, то их оболочка будет нести нагрузку. Но чаще всего сваи не имеют оболочек и непосредственно контактируют с грунтом.

Как правильно выбрать тип свай и способ их установки? Для этого нужно учесть множество факторов:

При строительстве загородных частных домов не всегда используют все перечисленные виды свай для фундамента. Обычно выбирают несколько вариантов свайных оснований, которые подходят под требования застройщика. Затем из них выбирают наиболее подходящий по стоимости. Давайте рассмотрим самые распространённые виды свайных фундаментов.

Такое основание состоит из множества свай, которые вкручиваются в грунт и образуют единое свайное поле. Для создания фундамента коттеджа используются сваи диаметром 10,8 см и длиной 250 см, при этом их лопасть имеет диаметр 30 см.

После того как сваю вкрутят в землю, она будет выступать над поверхностью примерно на 50 сантиметров. Затем на верхней части сваи при помощи сварки крепят оголовок. Обычно его размеры составляют 25 на 25 сантиметров.

Оголовок служит для закрепления обвязочного бруса (швеллера или ростверка), на который впоследствии будет установлено здание.

Винтовая свая — это металлическая труба с лопастью на заострённом конце.

Благодаря специальной лопасти свая легко вкручивается в почву. Лопасть уплотняет грунт, достигая нужной глубины и упираясь в прочное естественное основание. Это означает, что после установки винтовая свая может выдержать расчётную нагрузку.

Длина изделий, их диаметр и назначение могут быть разными.

Чтобы не ошибиться при выборе параметров свай, обратите внимание на следующие особенности:

В продаже можно встретить изделия с литым наконечником. Они отличаются тем, что наконечник и лопасть представляют собой единую деталь, которая производится на заводе и затем приваривается к стволу.

Сваи с литым наконечником более надёжны по сравнению со сварными сваями. Это связано с тем, что толщина лопасти у литых свай больше, а также с тем, что у них только один сварной шов. Благодаря этому такие сваи можно использовать в почве, где есть много твёрдых включений, например, корни деревьев и камни.

Свайно-ленточное основание имеет множество преимуществ. Но, пожалуй, самое важное из них – это возможность построить такой фундамент своими руками. Благодаря лопастям на стальных трубах, установку можно выполнить вдвоём с помощником. В некоторых случаях может потребоваться использование спецтехники или специального оборудования.

Каковы же дополнительные преимущества свайного фундамента?

Чтобы обустроить свайное поле фундамента, действуйте следующим образом:

Ввинчивать винтовые элементы можно с помощью специальной техники, оснащенной гидробуром, или вручную, вдвоём с помощником.

В первом случае вы сможете регулировать силу, необходимую для погружения свай. Это позволит вам со 100-процентной точностью расположить сваи вертикально. Важно следить за тем, чтобы отклонение сваи от вертикальной оси не превышало 2 градусов.

Как только элемент будет опущен на нужную глубину, отрежьте его верхнюю часть. Для этого используйте лазерный нивелир. Он поможет вам сделать срез всех свай на одном уровне.

После этого в ствол элементов заливают бетонный раствор. Многие считают, что это нужно не только для усиления фундамента, но и для удаления воздуха из ствола, который может привести к образованию ржавчины внутри изделия. Однако есть и другая причина: бетонный раствор также заливают, чтобы в зимнее время свая не разорвалась из-за расширения воды, которая её заполняет.

Чтобы свайный фундамент был прочным, обратите внимание на следующие моменты:

Чтобы правильно выполнить монтаж свайного фундамента, советуем обратить внимание на следующие рекомендации:

Буронабивной свайно-ростверковый фундамент обустраивается на строительной площадке следующим образом: в грунте бурятся скважины, которые затем заполняются бетонной смесью после предварительного армирования. Буронабивным также является фундамент по технологии ТИСЭ, который пользуется большой популярностью среди строителей.

Этот фундамент обладает высокой устойчивостью к морозному пучению. Многие известные застройщики из Москвы предоставляют пожизненную гарантию на данный тип основания.

Железобетонное основание ТИСЭ представляет собой конструкцию из буронабивных свай, нижняя часть которых имеет форму полусферы. На эти сваи устанавливается ростверк из железобетона.

Такая конструкция позволяет увеличить несущую способность свай и сделать фундамент более устойчивым к пучению грунта. Обычно такие сваи устанавливают на глубине ниже уровня замерзания почвы.

Каковы же преимущества такого фундамента?

Если вы планируете построить такой фундамент, будьте готовы, что вам потребуется широкая отмостка — не менее 100 см.

При использовании этой технологии для монтажа свайного фундамента потребуется специальный бур ТИСЭ-Ф. Этот бур представляет собой раздвижную штангу с двумя рукоятями и режущими кромками. Он устанавливается на уровне расширения нижней части сваи.

Как сделать основание по технологии ТИСЭ:

Сваи и ростверк нужно бетонировать одновременно, чтобы железобетонная конструкция была цельной. Однако при таком подходе может быть сложно уплотнить бетонный раствор в скважинах. Поэтому рекомендуется сначала залить свайные элементы, затем собрать опалубку для ростверка, провести армирование и только после этого приступать к бетонированию ленты.

Свайный фундамент можно сделать и другими способами, но они редко применяются в строительстве. Например, для небольших построек, таких как баня, гараж или хозяйственное помещение, можно использовать трубы из асбестоцемента в качестве оболочки. Трубы погружают в заранее подготовленные скважины, внутрь них помещают армирующий каркас и заливают бетон.

На заводе изготавливают железобетонные сваи, которые не требуют дополнительной обработки перед установкой. Их просто погружают в грунт — такие сваи называются забивными.

Основания, созданные из забивных свай, обладают высокой несущей способностью благодаря уплотнению грунта вокруг ствола.

Однако из-за того, что земля под давлением смещается, возникает динамическое напряжение в основании. В связи с этим использование таких изделий не всегда возможно.

В отличие от набивных, сваи, изготовленные на заводе, можно устанавливать в любую погоду. Благодаря этому фундамент будет готов в сжатые сроки. Готовые изделия сразу же привозят на строительную площадку. Такие сваи не боятся водонасыщенных грунтов и обладают повышенной несущей способностью, так как грунт уплотняется. При этом они требуют минимального количества материалов.

Свайные элементы забивают с помощью тяжёлых молотов, вес ударной части которых варьируется от полутора до девяти тонн. Для этого используется специальная самоходная техника.

Обычно для забивки свай используют гидравлические или тросовые экскаваторы, гусеничные краны с поворотной мачтой и дизельным, механическим или гидравлическим молотом, который передвигается по этой мачте.

Также для забивки свай применяют вибропогружатели или вибромолоты, а также вдавливающие установки.

Как происходит погружение таких свай? Для этого используется специальная техника. С помощью неё сваю захватывают и перемещают, затем поднимают и заводят в раму копра. Далее ударная часть молота забивает сваю в грунт. Воздействие молота на сваю может быть различным.

Дизельный молот работает циклично, подобно двигателю внутреннего сгорания. Ударник сбрасывается с большой высоты, топливо воспламеняется, и молот поднимается за счёт отдачи.

Как работает гидравлический молот? В его основе лежит использование гидравлики для подъёма. В отличие от других инструментов, здесь нет отдачи и сброса, поэтому можно точно регулировать частоту и силу ударов.

Если используется вибропогружатель, обладающий достаточно большой массой, его закрепляют на оголовке сваи. Вибропогружатель передаёт свае колебания, которые направлены вдоль оси ствола. Для работы вибропогружателя необходима гидростанция или электромотор с эксцентриковым механизмом.

Вдавливающие машины СВУ обладают следующими конструктивными элементами: гидроцилиндры рабочего хода, а также хода обратного движения, грузовая рама, на которую навешивают анкерный груз. Действуют такие машины за счет прикладывания непрерывного статического давления.

Наиболее быстрый и простой способ установки свай — использование ударной установки. Стоимость таких работ начинается от 300 рублей за метр. Однако стоит учитывать, что при этом методе будут возникать шум и вибрация почвы. Если фундамент планируется возводить в условиях плотной городской застройки или в районах, где возможны оползни, то этот способ не рекомендуется.

Обратите внимание! Для установки такого оборудования необходимо пространство не менее 15 на 35 метров.

Сваи можно заглубить путём вдавливания, если участок находится в исторической части населённого пункта, рядом с ветхими и аварийными зданиями или на подвижных почвах.

Ключевое преимущество этой технологии состоит в том, что свая погружается максимально точно, сохраняя целостность оголовка. Также можно измерить несущую способность каждого элемента фундамента.

Используемое оборудование компактно, что позволяет применять его на небольших участках размером 10 на 10 метров, особенно когда до соседнего здания всего один метр. Это особенно удобно при монтаже угловых и боковых свай.

Стоимость работ по этой технологии может быть выше и составлять в среднем 800 рублей за метр.

Теперь вы понимаете, как происходит погружение свай с использованием силы. Важно отметить, что перед установкой основных свай на строительной площадке необходимо установить пробные сваи. Они выдерживаются в течение определённого периода времени, например, от 1 до 10 дней, в зависимости от особенностей грунта. После этого проводятся испытания.

Для проверки используются два метода: динамический, при котором по свае ударяют молотом, и статический, когда на сваю постепенно увеличивается нагрузка. Затем измеряется величина осадки элементов.

Такое тестирование необходимо для того, чтобы определить реальную способность свай выдерживать нагрузку. Полученные результаты используются для подтверждения проектных расчётов. Если это необходимо, на их основе корректируются начальные параметры: изменяется длина, сечение, количество свай, а также их расположение.

Для облегчения процесса погружения свайных элементов используется метод лидерного бурения. Это позволяет снизить нагрузку на естественное основание, уменьшить уровень шума и вибрации. Благодаря лидерному бурению становится возможным использование более длинных скважин, которые позволяют пройти через песчаные слои толщиной более 200 сантиметров. При этом диаметр скважины меньше, чем у железобетонных свай, а по глубине они не доходят примерно на 50-100 сантиметров до расчётной отметки погружения свайного элемента.

Если свая застревает при погружении, её верхнюю часть отрезают. После этого проводят испытание забитого элемента, чтобы убедиться, что он соответствует проектной несущей способности. Если же свая не выдерживает нагрузку, рядом устанавливают вторую сваю, которая будет выполнять ту же функцию.

Как только будет выполнено свайное поле, необходимо срезать верхние части опор до одной высоты. Арматурный каркас можно оставить и отогнуть, чтобы соединить его с ростверком.

Прежде чем выбрать строительную компанию для обустройства свайного фундамента, важно изучить особенности используемой ими техники. Обратите внимание на характеристики молота и удельное давление ходовой части техники на грунт.

Читать дальше про то, какой глубины должен быть фундамент дома