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.
Особенности свайных фундаментов
Разновидности 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.
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).
По способу погружения:
- забивные – погружаются в грунт механическим способом (забивка, бурозабивка, вибропогружение).
- набивные – формируются непосредственно в толще грунта путем заполнения пробуренной скважины бетоном. Могут дополнительно усиливаться армированием из металла;
- 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:
- 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:
- 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).
- Ленточные. Представляют собой ряды свай (винтовых, забивных либо набивных), объединенных в единую конструкцию. Монтаж ленточного фундамента выполняется под несущими стенами и другими протяженными объектами.
- Кусты. Несколько свай, установленных близко друг к другу под нагруженным объектом. Как правило, куст располагают под колонной, стойкой или тяжелым основанием внутренней конструкции.
- 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.
В зависимости от размещения ростверки бывают:
- 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.
- Повышенными – располагаются сразу над поверхностью грунта. Возведение повышенного ростверка исключает передачу нагрузки на почву, что важно при строительстве на подвижных грунтах.
- 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.
Причины применения
Устройство свайного фундамента осуществляют по нескольким причинам:
- 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.
- 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.
- 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.
В этом разделе будет описана технология устройства буронабивного основания.
- 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.
- Для работы используется либо обычный ямобур, либо специальный бур ТИСЭ, позволяющий формировать расширение в нижней части гнезда под сваю.
- 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.
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:
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:
- Винтовая свая представляет собой металлическую толстостенную трубу, которая после установки в грунт заполняется бетонным раствором.
- В нижней части трубы монтируется коническое остриё, облегчающее погружение сваи.
- Для заглубления опоры с помощью вращения к острию крепятся винтовые лопасти. Благодаря их наличию сама свая работает как бур.
Инструкция по устройству свайно-винтового основания представлена в виде таблицы:
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:
- 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.
- 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.
- Уплотнение грунта при погружении без выемки — у винтовых разновидностей это дополнительный плюс.
- 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:
- Усложнение и удорожание проектных работ.
- Необходимость проведения геологических изысканий для оценки несущей способности грунтов.
- Необходимость устройства ростверка для объединения свай в единую систему.
- Сложность (а иногда и невозможность) устройства подвальных и подпольных помещений, цокольных этажей и т.д.
- 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.
Оставить комментарий
Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение