Добавить в закладки

Свайный фундамент: основные разновидности и 2 методики самостоятельного устройства

Чтобы спроектировать и возвести свайный фундамент своими руками, необходимо изучить большой объем информации. В статье содержатся сведения об основных разновидностях свай и их особенностях, а также приводятся алгоритмы по самостоятельному устройству свайных оснований.

Вертикальные грунтовые опоры позволяют вести строительство даже на сложных грунтах

Вертикальные грунтовые опоры позволяют вести строительство даже на сложных грунтах

Особенности свайных фундаментов

Разновидности свай

Схематическое изображение различных видов свай

Схематическое изображение различных видов свай

Свая – это удлиненная опорная конструкция, которая погружается в грунт, обеспечивая основанию необходимую несущую способность. Сваи могут располагаться в грунте либо вертикально, либо под углом – это зависит от того, какие нагрузки они будут воспринимать.

Деревянные опоры

Деревянные опоры

Сваи делятся на группы по целому ряду признаков. Наиболее актуальные классификации будут приведены ниже.

По материалу изготовления:

  • деревянные;
  • железобетонные;
  • бетонные;
  • металлические;
  • комбинированные (дерево + металл или бетон + металл).
Железобетонные изделия промышленного производства

Железобетонные изделия промышленного производства

По способу погружения:

  • забивные – погружаются в грунт механическим способом (забивка, бурозабивка, вибропогружение).
Разница между формой забивных и набивных конструкций

Разница между формой забивных и набивных конструкций

  • набивные – формируются непосредственно в толще грунта путем заполнения пробуренной скважины бетоном. Могут дополнительно усиливаться армированием из металла;
Винтовая конструкция

Винтовая конструкция

  • винтовые – нижняя часть сваи оснащается конической насадкой с лопастями. При погружении насадка ввинчивается в грунт, одновременно уплотняя его, что обеспечивает надежную фиксацию опоры.

По типу воздействия на почву:

Слева – висячая свая, справа – стойка

Слева – висячая свая, справа – стойка

  • висячие – удерживаются в необходимом положении за счет трения грунта о стержень сваи. Могут давать осадку;
  • сваи-стойки – опираются на плотное основание, которое обычно находится под слабонесущим слоем грунта. Осадка таких конструкций минимальна.

Свайный фундамент может быть возведен с использованием любой разновидности деталей. Однако целесообразность использования и трудоемкость возведения будет разной у разных конструкций, потому на практике в частном строительстве применяют только некоторые из них.

Способы установки свай

Фундаменты с использованием вертикальных подземных опор могут проектироваться по разным схемам. Размещение свай зависит в первую очередь от характеристик объектов, которым они будут обеспечивать несущую способность.

Расположение свай может быть следующим:

  1. Одиночные. Устанавливаются либо на углах легкой конструкции (каркасный домик), либо под вертикальными элементами малой площади (стойки, колонны). Также возможна закладка опорных свай под нагруженные элементы фундамента (например, под основание печи).
Ленточное основание, усиленное сваями из железобетона

Ленточное основание, усиленное сваями из железобетона

  1. Ленточные. Представляют собой ряды свай (винтовых, забивных либо набивных), объединенных в единую конструкцию. Монтаж ленточного фундамента выполняется под несущими стенами и другими протяженными объектами.
«Куст» под массивной опорой

«Куст» под массивной опорой

  1. Кусты. Несколько свай, установленных близко друг к другу под нагруженным объектом. Как правило, куст располагают под колонной, стойкой или тяжелым основанием внутренней конструкции.
Свайное поле

Свайное поле

  1. Поля. Свайный фундамент такого типа представляет собой систему из одиночных пор, кустов и лент, установленных на ограниченной площади. Обеспечивает хорошую несущую способность, может возводиться под многоэтажное сооружение.

Сваи под фундамент, используемые не поодиночке, а в составе куста, ленты или поля, обычно объединяются с помощью особой конструкции – ростверка. Ростверки делают из бетона, металла или дерева.

Конструкции ростверков

Конструкции ростверков

В зависимости от размещения ростверки бывают:

  1. Низкими – располагаются ниже уровня грунта. Благодаря этому свайный фундамент воспринимает нагрузку всей поверхностью (часть передается грунту), а не отдельными опорами, что повышает суммарную несущую способность.
  2. Повышенными – располагаются сразу над поверхностью грунта. Возведение повышенного ростверка исключает передачу нагрузки на почву, что важно при строительстве на подвижных грунтах.
  3. Высокими – устанавливаются на значительной высоте. Строительство свайного фундамента с высоким ростверком практикуют при постройке гидротехнических сооружений, а также при возведении домов с просторными подпольными помещениями.
Пример использования высокого ростверка

Пример использования высокого ростверка

Причины применения

Устройство свайного фундамента осуществляют по нескольким причинам:

Конструкция позволяет пройти слабый грунт

Конструкция позволяет пройти слабый грунт

  1. Строительство на слабом грунте – текучем суглинке или глине, лессовидном основании, плывуне, растительном грунте и т.д. В этом случае монтаж глубинных подземных опор обеспечивает передачу нагрузки от конструкции к более плотному основанию, лежащему под слабым слоем.

Также подобные основания эффективны при промерзании пучинистых грунтов на глубину 1,5 м и более.

  1. Необходимость экономии времени или средств. Возводя дом на сваях своими руками, мы не только сокращаем объем земляных работ и расход бетона, но и существенно уменьшаем срок реализации проекта.
Комбинация ленточного основания с заглубленными опорами

Комбинация ленточного основания с заглубленными опорами

  1. Компенсация недостатков ленточного или столбчатого основания. Если в результате расчетов оказывается, что для обеспечения нужной несущей способности необходимо возвести слишком широкий (1,5 м и более) ленточный монолит, то его заменяют свайной конструкцией.

Также основание из железобетонных свай и других опорных конструкций со значительным заглублением можно использовать в качестве дополнительного, комбинируя его с другими видами фундаментов.

Методики устройства

Способ 1. Заливка буронабивных конструкций

При возведении частных домов используются два типа свайных конструкций:

  • основания из буронабивных свай;
  • свайно-винтовые фундаменты.
Свайный фундамент набивного типа с ростверком из армированного бетона

Свайный фундамент набивного типа с ростверком из армированного бетона

В этом разделе будет описана технология устройства буронабивного основания.

  1. Заливка свай выполняется с использованием бетонного раствора. На один куб бетона берется 290 кг цемента М400, 260 кг песка и 1375 кг щебня. Оптимальная влажность – не более 70% от массы цемента.
  2. Для работы используется либо обычный ямобур, либо специальный бур ТИСЭ, позволяющий формировать расширение в нижней части гнезда под сваю.
Ямобур для формирования уширения в нижней части

Ямобур для формирования уширения в нижней части

  1. Также весьма желательным будет наличие глубинного вибратора. Вибрационная обработка позволяет минимизировать объем вовлеченного в раствор воздуха. Благодаря этому тело сваи будет более плотным, а значит – более прочным.
Основание ТИСЭ – схема устройства

Основание ТИСЭ – схема устройства

Количество свай подбирается в зависимости от несущей способности, которая, в свою очередь, зависит от типа грунта и от габаритов сваи. Для опор ТИСЭ можно воспользоваться такой таблицей:

Тип грунта Сопротивление основания, кг/м2 Несущая способность опоры, т, при диаметре основания, мм:
250 400 500 600
Глина 6,0 2,9 7,5 11 17
Суглинок 3,5 1,7 4,4 6,9 10
Супесь 3,5 1,7 4,4 6,9 10
Песок средний 5,0 2,5 6,3 10 14,7
Насыпной грунт (с уплотнением) 1,5 0,7 1,9 2,8 4,2
Насыпной грунт (без уплотнения) 1,0 0,5 1,3 2,0 2,8

Ориентируясь на расчетную нагрузку от сооружения и приминая во внимание полученную несущую способность опоры, рассчитываем необходимое количество свай для устройства фундамента.

Технология монтажа буронабивной конструкции описывается в таблице:

Иллюстрации Порядок работ
Предварительные работы. На участок наносится разметка, отмечаются точки установки свай. При монтаже низкого ростверка под него выкапывается траншея и устанавливается опалубка.
Бурение. С помощью ямобура по разметке выполняется бурение на проектную глубину (минимум 1500 мм). При устройстве свай ТИСЭ в нижней части каждого гнезда делается расширения для формирования опорной подошвы.

На дно углублений засыпается 10 — 30 см песка, после его подсыпка уплотняется.


Заливка. В гнезда вставляется оболочка из рубероида или плотного пергамина. Устанавливается арматурный каркас.

В оболочку заливается бетон, который уплотняется с использованием глубинного вибратора.

При отсутствии вибратора уплотнение раствора производится путем трамбовки с использованием ручного инструмента.

Финишные работы. Примерно через 3 – 4 часа после схватывания бетона конструкции проливаются водой, после чего накрываются полиэтиленом для набора прочности.

В опалубку ростверка укладывается арматурный каркас, и далее выполняется заливка ростверка. Ростверк также уплотняется вибратором и высушивается под полиэтиленом.

Способ 2. Установка винтовых опор с последующей бетонировкой

Схема устройства и технология монтажа фундамента на винтовых сваях отличается от описанной выше, причем довольно сильно.

Основное отличие заключается именно в конструкции основного несущего элемента:

Конструкция несущего элемента

Конструкция несущего элемента

  1. Винтовая свая представляет собой металлическую толстостенную трубу, которая после установки в грунт заполняется бетонным раствором.
  2. В нижней части трубы монтируется коническое остриё, облегчающее погружение сваи.
  3. Для заглубления опоры с помощью вращения к острию крепятся винтовые лопасти. Благодаря их наличию сама свая работает как бур.
Различные наконечники на винтовой свае

Различные наконечники на винтовой свае

Инструкция по устройству свайно-винтового основания представлена в виде таблицы:

Иллюстрации Порядок работ
Погружение. Установка винтовых свай по разметке выполняется путем завинчивания в грунт. Работы могут выполняться как с помощью специального оборудования, так и вручную. При завинчивании строго контролируется вертикальность осевой части.

Лидерное бурение применяется в исключительных случаях, при необходимости погружения в очень плотный грунт. Обычно же для погружения стандартной сваи достаточно усилий бригады в 2 — 4 человека.

Обрезка. Выступающие над грунтом части свай обрезаются по нужному уровню. Это позволяет получить идеальную плоскость вне зависимости от глубины погружения каждой отдельной опоры.
Заливка. Внутренние полости заполняются цементно-песчаным раствором или бетоном. Помимо придания прочности это способствует вытеснению кислорода, а значит, снижает интенсивность внутренней коррозии опор.
Обвязка. К верхним частям свай привариваются оголовки с опорными площадками, которые и обеспечат восприятие весовых нагрузок. Вместо отдельных оголовков возможен монтаж ростверка (обвязка). Для изготовления ростверка чаще всего используется швеллер, который укладывается на сваи, выравнивается и приваривается к ним.

В отличие от набивного, винтовой фундамент возводится гораздо быстрее и с меньшими трудозатратами. Кроме того, несмотря на необходимость покупки достаточно дорогих опор суммарная его стоимость также будет ниже.

Цена изделия зависит от длины, диаметра, а также особенностей конструкции. Самые дешевые разновидности стоят от 750 рублей, а более дорогие сваи с усиленными наконечниками и противокоррозионным покрытием обойдутся вам минимум в 1200 руб/шт.

Плюсы и минусы оснований

Хоть свайный фундамент и не является универсальным, у него есть как преимущества, так и недостатки.

Основные плюсы:

Строить на сваях можно практически везде!

Строить на сваях можно практически везде!

  1. Возможность возведения сооружения практически на любом основании. При условии профессиональной проектировки и грамотной реализации проекта можно подобрать такую конструкцию свайного основания, которая обеспечит зданию нужный запас прочности и надёжности.
Объем земляных работ при использовании свай будет куда ниже, чем при заливке монолита

Объем земляных работ при использовании свай будет куда ниже, чем при заливке монолита

  1. Минимизация затрат и ускорение строительства. В первую очередь это достигается за счет уменьшения объема земляных работ, поскольку для свайных конструкций не требуется массивная выемка грунта.
  2. Уплотнение грунта при погружении без выемки — у винтовых разновидностей это дополнительный плюс.
  3. Возможность отказа от «мокрых» процессов. Монтаж свайновинтового фундамента позволяет значительно сократить время работы. В то время как заливка обычных бетонных оснований требует значительного времени для сушки раствора.

Основные минусы:

Оценить несущую способность грунта без геологических изысканий невозможно

Оценить несущую способность грунта без геологических изысканий невозможно

  1. Усложнение и удорожание проектных работ.
  2. Необходимость проведения геологических изысканий для оценки несущей способности грунтов.
  3. Необходимость устройства ростверка для объединения свай в единую систему.
Монтаж ростверка (на фото) – дорогостоящая и трудоемкая часть работы

Монтаж ростверка (на фото) – дорогостоящая и трудоемкая часть работы

  1. Сложность (а иногда и невозможность) устройства подвальных и подпольных помещений, цокольных этажей и т.д.
  2. Достаточно высокая стоимость деталей при устройстве винтовых оснований –.

Несмотря на перечисленные недостатки, такой фундамент является одним из наиболее популярных инженерных решений, в том числе – в частном строительстве.

Заключение

Свайный фундамент – конструкция, весьма требовательная к качеству обустройства. Если же все сделать правильно (в этом вам помогут советы, схемы и видео в этой статье), то основание получится надежным и долговечном. Ответы на вопросы по описанной технологии можно получить в комментариях ниже.

Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Автор: Виктор
Опубликовано: 20.01.2017



Top