Свайный фундамент — опорная конструкция из нескольких столбчатых элементов, забитых в грунт и связанных между собой. Применяется для строительства на нетвердом грунте жилых и каркасных зданий, небольших производственных объектов.
Что такое свайный фундамент
Опорное сооружение проектируют и возводят с использованием свай, которые берут на себя нагрузку подземной или наземной части здания и передают в более плотные нижние слои почвы. Это конструкция мелкого заложения без мероприятий по улучшению грунта. Вид фундамента определяют на этапе построения проекта, учитывая тип рельефа, глубину залегания вод, вес будущей постройки.
Нестабильные слабые грунты обычно располагаются неподалеку от леса, в местах повышенной влажности. Текучая глина, песчаная, суводистая почва — показатели для строительства свайного фундамента. подобная система имеет ряд преимуществ:
- обустройство в проблемном месте;
- не нуждается в трудоемких земляных работах;
- относительно быстрый монтаж;
- конструкция не дает усадки;
- вес строения равномерно распределяется на опоры;
- работа не зависит от времени года.
Позволяет снизить стоимость устройства подземной части здания. В дальнейшем, к свайному фундаменту можно присоединить позднее возведенную пристройку.
Недостатки свайного фундамента — невозможность строительства на скалистой поверхности. Для определения глубины закладки труб требуется точный расчет. Металлическая конструкция нуждается в антикоррозийной защите. Для возведения тяжелых высотных зданий, мостов требуется фундамент глубокого заложения. Монтаж таких конструкций сложный, с применением специальной техники.
Устройство
Основной момент при строительстве здания на слабом грунте — это обустройство свайного фундамента. Конструкция складывается из погружных свай, ростверка и обвязки. Столбы, стержни трубы — это прочные опоры, внедряемые в земляной массив. Их верхняя часть, оголовок, заделывается в ростверк, нижняя — подошва, утапливается до плотного слоя.
Ростверк — монолитная бетонная решетка, на которую устанавливаются стены. Он может быть железобетонным, металлическим или деревянным. Располагается по периметру здания, под внешними несущими стенами. Обвязка — это элемент, объединяющий разрозненно расположенные сваи в единую систему. Она обеспечивает устойчивость свайных столбов, равномерно распределяет массу постройки на грунт.
Безростверковые свайные фундаменты — одиночные опорные балки, с использованием оголовков, насадок, монолитных стаканов. Конструкции с ростверком устанавливают под колонны или несущие стены, включающие более двух опор. Это одно- или двухрядные ленточные ростверки.
Для изготовления свай обычно используют железобетон. Они могут быть стальными, редко деревянными. Возможно применение бетона или бутобетона, что несколько снижает цену конструкции. Для повышения прочности свайный фундамент армируют. Арматурой служат прутья из профилированной или гладкой стали.
По способу установки свайные фундаментные столбы бывают следующих видов.
- Забивные — готовые железобетонные опоры с арматурой. Реже используются металлические.
- Набивные или буронабивные делают на стройплощадке. Предварительно пробуренные и заполненные каркасной арматурой скважины заливают бетоном. Этот способ предпочтительнее, особенно для индивидуальных застройщиков, так как не требуется транспортировка и погрузочно-разгрузочные работы.
- Винтовые металлические вставляются в грунт по типу шурупа, вручную или с помощью механизма. Достоинства способа — отсутствие земляных работ. Особенно оправдано их применение на рельефной местности. Но они более подвержены коррозии.
- Буровинтовые представляют собой готовые железобетонные сваи на конце с винтом, которые вкручиваются в землю.
- Висячие — не опираются на твердую почву. Удерживаются на весу за счет силы трения боковых стенок. Их применяют при слишком глубоком залегании плотного слоя.
По месту установки сваи бывают обязательные и промежуточные. Первые располагают по углам дома, в местах пересечения наружных и несущих стен. Если расстояние между обязательными 2,5 метра и более, добавляют промежуточные опоры.
Свайный фундамент может состоять из отдельно расположенных свай. Кустовой метод предполагает размещение определенного количества элементов треугольником, квадратом, квадратом с центральной опорой.
Ленточный способ — размещение в одну или две линии, причем расстояние между опорами равняется трем ее поперечным диаметрам. Для «сплошного поля» промежуток между соседними опорами 3–6 диаметров.
Вычисление высоты над землей
Чтобы сделать свайный фундамент по всем правилам, некоторые важные параметры нужно обсудить и выбрать на стадии проектирования. Это площадь подошвы, от которой зависит ширина свайного фундамента, а также его высота. Наиболее приемлемый размер цокольной части 300–600 мм. Если в доме запланирован подземный этаж, высота может достигать двух метров. Свайные стержни устанавливают полностью или частично утопленными в грунт. Располагают строго перпендикулярно почве или под наклоном.
Для определения размеров цоколя нужно учесть следующие моменты:
- температуру на улице зимой и планируемую внутри дома;
- глубину, на которую промерзает грунт;
- коэффициент сопротивления почвы;
- предположительный уровень снега;
- риск подтопления здания;
- уровень стояния подземных вод;
- несущую способность элементов свайного фундамента.
Стандартные винтовые сваи имеют диаметр 100–300 мм, длину 2500 мм. Для сохранности и сухости стен высота цоколя должна быть не ниже 200–250 мм. Такой размер даст возможность качественно выполнить все сварные работы. Оставшаяся часть опоры над поверхностью земли не более 850 мм, особенно при диаметре 108 мм. В противном случае получившаяся конструкция будет неустойчивой, может шататься при сильном ветре.
Поэтому наиболее приемлемый размер свайного фундамента над поверхностью земли — 450–550 мм. При этом здание сможет надежно стоять на своем месте, не подвергаясь ветрам. Устанавливая фундамент здания на отвесном косогоре, сложно соблюсти все условия. Тем не менее, верхняя часть свайных столбов должна находиться на одной линии.
Как рассчитать глубину погружения
Размещение свай по правилам — это прочность и устойчивость, надежность и долговечность строения. Для выполнения этой задачи нужно учитывать следующие пункты:
- вид постройки;
- сейсмическую активность;
- величину нагрузки на свайный фундамент;
- особенности грунта;
- глубину замерзания;
- уровень стояния подземных вод.
Степень забивки свайных столбов определяют в соответствии с техническими условиями к фундаменту и свойствами почвы. Так башмак сваи углубляют на 50–100 см в твердый слой грунта. Тогда здание не будет деформироваться и проседать, даст минимальную осадку. Для определения характеристики и пространственного положения прочных пород выполняют инженерно-геологические исследования.
По правилам сваи должны быть установлены на 20–25 см ниже промерзания почвы. Если средняя глубина промерзания в данной местности 1,2 метра, свайный фундамент нужно закладывать на глубину 1,5 метра. Чтобы определить глубину погружения под легкие постройки, достаточно поверхностной диагностики. Для этого самостоятельно бурят скважину до 2 метров. Оценивают состав и влажность почвы. Если плотный слой песка или глины начинается на полуметровой глубине, нужна двухметровая свайная труба.
- Глубина забивки железобетонной опоры под каркасный дом — от 3 до 10 метров, с учетом состава почвы. При этом размер сечения — 150–250 мм.
- В районах с высокой сейсмической активностью необходимо погружение на 4 метра.
- На водонасыщенных песках — 8 м.
- При промерзании почвы более чем на 1,5 м, сваи вгоняют на 2–3 м вглубь.
- Под набивные бурение выполняют на глубину от 10 до 30 м.
Что касается нагрузки на фундамент, то она определяется СНиПом и ТУ. В среднем одна опора должна выдержать вес не менее двух тонны. При диаметре 89 мм — 4 тонны. Этого достаточно для сооружения беседки или веранды, тогда как для строительства одноэтажного частного дома нужны свайные стержни Ø 108 мм, нагрузкой до 7 т.
Если нет возможности определить точные характеристики почвы, глубину стояния вод и промерзания грунта, погружение свайного фундамента рекомендуется делать с запасом.
Пошаговая инструкция по монтажу своими руками
Кроме того, что свайный фундамент применяют при строительстве дома на самых сложных почвах, он обходится дешевле, чем ленточный или монолитная плита. Не нужно рыть котлован, готовить подушку из песка и щебня, укладывать гидроизоляционный материал. Верх здания может быть из дерева, кирпича, пенобетона или сэндвич-панелей. А если сделать свайный фундамент своими руками, это значительно удешевит проект.
Построить дом на слабом грунте непросто. Чтобы строение получилось надежным, важно правильно выбрать опоры, выполнить монтаж с соблюдением технологии. Предварительно выполняют подготовительные работы:
- пробное бурение скважины для определения состава грунта;
- расчет глубины погружения;
- выбор свай нужной длины и диаметра;
- составление плана;
- разметка участка.
Свайно-винтовой фундамент устанавливают двумя способами: ручным или механизированным. Выбор обусловлен наличием свободных подъездных путей к месту строительства, а также видом грунта, сезоном, финансовым обеспечением. Когда сооружение нужно возвести быстро, стоит применить механизированный способ бурения. В то же время, если строительство предполагается проводить в затопленном месте или к нему нет подъезда, придется все делать вручную.
Для этого в технологическое отверстие винта вставляется рычаг. Это может быть металлический прут или лом. Для установки винтовых опор есть специальный инструмент — монтажный оголовок. По инструкции он надевается на винт, закрепляется штырьком. Имеет две рукоятки и значительно облегчает работу.
Механизированный — это применение бурильных установок на основе автомобильного шасси, что позволяет забурить сваю в самый твердый грунт. Монтаж свайных конструкций большого диаметра без вспомогательной техники невозможен.
На последнем этапе проверяется перпендикулярность расположения опор. Их обрезают до нужной высоты. Затем в свайные опоры заливают цементный раствор. Он предохраняет металл от разрушения, защищает от проникновения воздуха. Далее к ним приваривают металлические оголовки и продолжают возведение дома.
Схема создания буронабивного основания
В современном строительстве широко используется технология установки буронабивных опор. Особенно актуален метод в черте города, на ограниченной территории, под землей, там, где требуется максимальная осторожность, чтобы не повредить коммуникации или находящиеся рядом постройки.
Технология буронабивного фундамента заключается в двух процессах: бурении скважин и заливке бетонной смеси. Перед началом работы определяют несущую способность сваи, совокупную нагрузку на фундамент. Рассчитывают нужное количество материала.
Далее можно придерживаться следующей пошаговой инструкции:
- Все точки установки свай отмечают колышками, соблюдая точность и аккуратность измерений. В этих местах делают небольшие углубления (25–30 см), чтобы упростить вход лопастей бура в землю.
- Производят бурение на рассчитанную глубину, при необходимости делают расширение «пятка».
- Внутренние стенки скважины закрывают отрезками пластиковых труб, рубероидом на каркасе из бруса. Это необходимо для предупреждения обваливания земли, вытекания воды из бетона.
- Собирают арматурный каркас и вставляют его в скважину. Верхняя часть должна выступать на длину, достаточную для соединения с ростверком.
- Заливают бетонную смесь. Для удаления пузырьков воздуха ее штыкуют. Полное высыхание конструкции длится до месяца.
После застывания бетона получается прочная и устойчивая конструкция. Сваи такого типа чаще используются для возведения тяжелых объектов. Стоимость работ высока, поэтому применять их для построения легкого каркасного или деревянного дома нецелесообразно.
Технология устройства ростверка
Возведение свайно-ростверкового фундамента —достаточно старый и проверенный способ. С успехом используется не только в промышленном строительстве, но и для частных коттеджей. Фундамент закладывается по всем правилам, на глубину промерзания грунта, но при этом на участке сохраняется ландшафт.
Недостаток метода — необходимость точных расчетов и соблюдение технологии строительства (изоляция скважины, использование соответствующей арматуры). Свайный фундамент может быть выполнен с висячим и заглубленным ростверком. Первый имеет вид парящей над землей конструкции. Второй заглубляется в почву на 20–25 см.
Устройство ростверка делают после заливки бетоном всех свайных столбов. Вначале на площадке обустраивают форму для заливки бетона. Затем делают арматурный каркас. Ростверк бетонируют таким же образом, как и сваи, штыкуют для удаления воздуха. Закрывают полиэтиленовой пленкой и выдерживают четыре недели. Опалубку удаляют уже через 10 дней. Строительство можно продолжать после полного затвердения ростверка.
Свайный фундамент порой является единственным способом прочно прикрепить строение к жесткой опоре. Кроме реализации строительства на сложных грунтах, есть возможность возвести дом своими руками, без привлечения тяжелой техники.
Если вам доводилось самостоятельно делать свайный фундамент, расскажите о своем опыте. Оставьте комментарий к статье, поделитесь ею в социальных сетях, добавьте в закладки.