Свайный фундамент: особенности, преимущества и недостатки, этапы монтажа

Этапы строительства

После того, как закончены все подготовительные мероприятия, заготовлены необходимые материалы, заказана специальная техника, произведены предварительные расчеты, можно разворачивать строительные работы по установке основания здания.

На начальной стадии необходимо произвести устранение растительности и мусора с участка, освободить площадь для установки свай и место для стройматериалов. Следует устранить верхнюю часть грунта.
На следующем этапе выполняются работы по разметке основания и обозначаются участки для погружения свай.
После завершения предыдущего этапа следует повторно промониторить величину и пропорцииопоры.
Установка свай осуществляется с использованием специализированной техники: машины с гидро или пневмомолотом. Во время опускания сваи следует контролировать ее строгое вертикальное положение. Если вы заметили, что свая во время забивания ведет себя необычно, отклоняется от заданной траектории, значит, она встретилась с преградой или провалилась в яму под землей. Это означает, что место установки жб сваи следует отодвинуть в сторону либо увеличить длину существующей конструкции.
После заглубления свай в грунт, необходимо устранить вершину опоры с целью достижения металлического стержня и приведения высоты всех опор к установленному образцу.
Следующий шаг строительства ориентирован на тип фундамента. Возможен вариант постройки опалубки для ленточного фундамента на забивных железобетонных сваях или же размещение плит перекрытия в случае, если основа свайно-плитная.
Существует также свайно-ленточный тип основания. В таком случае необходимо залить раствором, предварительно изготовленный в опалубке металлический каркас. По истечению четырех недель фундамент отстоится для продолжения строительных работ.

Способы устройства забивных свай

Порядок забивания свай зависит от типа фундамента и вида почвы

Забивные сваи являются наиболее надежной основой при обустройстве фундамента. Их доставляют на участок строительства в готовом виде или изготавливаются на строительной площадке из армированного железобетона, бревна или металла.

Порядок их погружения зависит от последовательности и формы расположения в фундаменте, вида почвы и используемого оборудования. Данная информация отражается в технической карте и проекте.

Виды расположения:

последовательное расположение в один ряд;
по спирали устанавливаются от центра к наружному ряду;
секции, рядового расположения, разделенные согласно длине постройки, кругами от середины к краям.

Бурение ям

Бурение непрерывным шнеком

Роют ямы кому как удобно. Можно купить небольшой бур. Особенно присутствие такой буровой установки будет полезным при глубокой усадке опор, когда самостоятельно выполнить попросту невозможно.

После того, как яма вырыта, в нее опускают опалубку. Для этой цели можно использовать асбестоцементные трубы, пластиковые канализационные трубы, рубероид.

Затем устанавливают арматурную сетку. Вертикальные прутья нужно готовить из ребристых типов арматуры. Поперечные пруты могут быть и гладкими. Нижние концы прутов загибают, верхние же в случае применения ростверка выводят выше уровня свай. Количество и диаметр прутьев определяют в зависимости от предполагаемой нагрузки.

Что представляет собой свайный фундамент

Задумывая строительство, в первую очередь рассматриваются классические варианты фундаментов: ленточный, столбчатый и монолитный. Ограничивая себя использованием инновационных технологий, на стройку приходится тратить зачастую средств больше, чем было бы при правильном подходе. Один из альтернативных вариантов – использование свай.

Свайный фундамент представляет собой вкрученные в опорные точки металлические трубы, оснащённые на концовке резьбой. Верхняя часть после установки закрывается головкой, которая принимает на себя часть нагрузки строения. Расчёт количества свай и мест расположения выполняется специалистами. Точность проектных работ обеспечивает равномерное распределение веса постройки на опорные элементы.

На каких грунтах применяются забивные сваи

Без исследований грунта нельзя понять как будет работать тот или иной тип фундамента и какова будет его надежность

Большинство людей не понимают важность этой процедуры и относятся к геологии, как к дополнительной ненужной процедуре, ссылаясь на фундаменты соседей, которые стоят не один год или на геологию соседних участков. Геология на участке строительства позволяет понять состав грунта, его пластичность и стабильность, уровень грунтовых вод, несущие характеристики пластов и т.д

Фундаменты на забивных сваях подходят практически для всех грунтов:

песчаные грунты;
глиняные;
суглинки;
супеси и т.д.

Исключение составляют только торфяные типы грунтов. Эти случаи рассматриваются индивидуально.

Обратите внимание! Неважно, глиняный грунт, песочный, болотистый, насыпной, на уклоне, с высоким УГВ и т.п. Главное знать какой он, какая у ваших грунтов несущая способность и строить не на авось, а опираясь на конкретные данные и расчеты.

Бывает, встречаются торфяные линзы, их свая может пройти и упереться в стабильные несущие слои грунта

Исходя из заключения по грунтам и проекту дома проектировщик-конструктор производит расчет нагрузок и определяет параметры свай (сечение, длину) и шаг между ними. Разрабатывается проект свайного поля, согласно которому в последствии производится забивка

Бывает, встречаются торфяные линзы, их свая может пройти и упереться в стабильные несущие слои грунта. Исходя из заключения по грунтам и проекту дома проектировщик-конструктор производит расчет нагрузок и определяет параметры свай (сечение, длину) и шаг между ними. Разрабатывается проект свайного поля, согласно которому в последствии производится забивка.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.

Обустройство основания в вечномерзлых грунтах

Вечномерзлые грунты подразделаются на группы:

мерзлая почва, промерзающая на глубину в зависимости от сезона;
вечная мерзлота подразделяется на твердый и пластичный виды.

Особенности устройства свай в мерзлой почве

При устройстве основания в мерзлом грунте в летний и зимний периоды работы отличаются только применением менее мощного оборудования в теплое время года.

Для облегчения проведения работ и экономии топлива нужно предварительно утеплить место бурения. В качестве утеплителя используется: солома, ветки, опавшие листья, древесные опилки.

Особенности устройства свай в вечномерзлой почве

Рассмотрим, как устраивается свайное основание в вечной мерзлоте и чем отличаются методы по его установке от работ в мерзлой почве. О том, как проходят сваезабивочные работы и об особенностях строительства в вечной мерзлоте смотрите в этом видео:

Сваи в вечной мерзлоте должны вмерзнуть в грунт

Вечная мерзлота представляет собой очень плотный несущий слой, при бурении скважины его стараются не разрушить.

Если структура льда нарушилась, ее свойства восстанавливают до первоначальных параметров. Свая должна вмерзнуть в грунт, образовав единое целое с ледяным пластом.

В твердой мерзлоте распространен метод смерзания сваи с оттаявшим грунтом, оттаивания достигают с помощью напора горячего пара.

Промежуток времени между оттаиванием льда и погружением опоры не должен превышать 7-10 часов.

В пластичные грунты опоры опускают способом забивания или комбинацией бурения скважины с забиванием. Способ размораживания не подходит для данного вида из-за долгого срока замораживания оттаявшего слоя.

Особенность конструкции и виды

Фундамент из труб металлических является несущей системой для коттеджей или прочих построек, в которых опоры используются как винтовые сваи. По внешнему виду такая несущая система подобна столбчатому фундаменту, но характеризуется существенными отличиями, главным из которых является возможность обустройства винтового фундамента на любом типе почвы (глинистая, каменистая, заболоченная).

Одна винтовая свая рассчитана на выдерживание нагрузки в пределах от 4000 до 18000 килограмм, в зависимости от того, какой материал использовался для ее производства и как она конструктивно исполнена. Перед выбором конкретного вида фундаментной сваи необходимо провести расчеты, которые определят расстояние между сваями фундамента. сечение свай и необходимое их количество. По совету специалистов, при проведении расчетов необходимо опираться на следующие данные:

Сваи, рассчитанные на нагрузку от 1000 до 3000 килограмм, предназначены для фундаментов небольших подсобок.
Сваи, рассчитанные на нагрузку от 3000 до 7000 килограмм, предназначены для постройки гаражей, бань, сараев.
Сваи, рассчитанные на нагрузку от 7000 до 10000 килограмм предназначены для того чтобы строить дом на сваях своими руками из дерева.
Сваи, рассчитанные на нагрузку от 10000 до 12000 килограмм – для двухэтажных деревянных особняков, построек из пенобетона, газобетона или пеноблока.
Сваи, рассчитанные на нагрузку от 12000 до 18000 килограмм – для каменных, бетонных, кирпичных, двухэтажных построек и промышленных объектов.

Преимущества и недостатки

Перед тем, как установить конструкцию, следует ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами вопроса и изучить важные эксплуатационные характеристики.

К плюсам фундамента из железобетонных свай следует относить

Положительный результат строительства на проблемных участках (за исключением скалистого грунта)
Быстрота. Сооружение может быть установлено в течение суток, в то время как традиционный метод возведения фундамента требует не менее 7 дней. После этого можно тотчас же производить строительство несущих конструкций (монолитное основание позволяет продолжать работы только спустя 3-4 недели).
Сведение до минимума материалов для строительства и земляных работ.

Всесезонность. Формирование фундамента на забивных железобетонных сваях реально осуществлять в любое время года независимо от климата и погоды.
Длительность использования. Жб сваи под фундамент весьма износоустойчивы и способны противостоять любым погодным катаклизмам. Термин их пригодности может составлять около полторы сотни лет.
Прочность. Железобетонным сваям для фундамента, в конструкции которых использованы металлические стержни, свойственна способность переносить разнонаправленные нагрузки, что является необходимым качеством на неустойчивых участках.

Фундамент на забивных железобетонных сваях имеет всего лишь несколько минусов.

Возможность оседания или искривления фундамента. Всегда существует возможность недостоверной характеристики глубинной почвы, поскольку не представляется возможным рассмотреть многометровый слой.
Обязательное использование дорогостоящей специализированной техники для установки свай.
Отсутствие подвального и цокольного помещения – реальные неудобства, с которыми придется столкнуться людям, принявшим решение о возведении фундамента на железобетонных сваях.

Что такое буронабивной фундамент

Буронабивной фундамент – это один из видов свайного фундамента, при котором сваи не забивают и не закручивают, а отливают прямо в земле, в том месте, где они должны быть установлены. При этом не требуется техника для забивки свай и не нужно переплачивать за готовые железобетонные конструкции. Кроме всего, пробурить скважины для таких конструкций можно своими руками, используя ручной бур или бензобур.

Помимо финансовой составляющей, данный вид фундамента хорош тем, что технология возведения позволяет использовать его на участках с самими слабыми и неустойчивыми грунтами, а также на склоне, что не приведет к значительному удорожанию конструкции, как, например, при строительстве ленточного фундамента или, тем более, УШП.

Фундамент с буронабивными сваями представляет собой комбинацию ленточного фундамента и свайного, но при этом лента, которая выполняет функцию ростверка, не несет на себе нагрузок, так как не соприкасается напрямую с землей.

Основание с монолитным ростверком отлично выдерживает большие нагрузки, так как ростверк, передавая нагрузку с дома на сваи, помогает равномерно распределять вес строения по всему свайному полю

Для многоэтажных домов важно произвести детальный расчет конструкции, а также продумать все нюансы, касающиеся защиты бетонных свай от атмосферных осадков и внешних воздействий

При строительстве легких домов, либо бань и хозяйственных построек вместо монолитного ростверка можно использовать обвязку из железного профиля либо из бруса.

К минусам данного фундамента, как и всех свайных конструкций, можно отнести невозможность обустройства подвала под домом. Но владельцы участков с высоким уровнем грунтовых вод, как правило, не задумываются о наличии подвала в доме, даже с ленточным фундаментом, так как это может привести к дополнительным проблемам.

Ростверк – что это такое?

Ростверком называется горизонтально расположенный элемент свайного фундамента сооружения (своеобразный пояс или подушка), который принимает на себя всю нагрузку здания и, равномерно распределяя, передает ее на опорные колоны. Это достигается путем обвязки свай в целостную конструкцию. Поскольку ростверк на свайный фундамент повышает прочность здания, то необходимо обеспечить достаточную жесткость всем узлам соединения.

Преимущество подобного основания для здания заключается в его долговечности, прочности и возможности устройства на песчанистых и глинистых почвах, а также на плывунах. К тому же из-за незначительного объема подготовительных работ и используемого бетонного раствора подобная конструкция основания дома считается менее затратным вариантом по сравнению с другими видами фундаментов.

Чтобы лучше понять, что такое ростверк, нужно знать его классификацию по следующим типам:

по месту обустройства;
по используемым стройматериалам;
по конструктивному решению.

По месту расположения:

Мелкозаглубленный. Это оптимальный тип конструкции для получения надежной устойчивости. Поскольку подошва пояса устроена непосредственно на земле, то вся будущая нагрузка от конструкции будет распределяться не только между сваями, но и на весь фундамент.

Мелкозаглубленный ростверк

Вид заглубленного ростверка в разрезе

Висящий. Расстояние между землей и сооружением составляет 100 мм и более. В этом случае ростверк создается дерева или стали, чтобы исключить контакт здания с влагой грунта. Чтобы конструкция не проседала под весом сооружения, используются сваи или столбы внушительных размеров.

Висящий тип

По конструктивному решению:

Монолитный ростверк – это целостная конструкция железобетона, создаваемая на месте устройства фундамента. Наиболее распространен ленточный тип, однако плитный ростверк незаменим при строительстве сооружения на неустойчивых почвах. Его устройство связано со значительными трудозатратами, частым армированием и большой себестоимостью.

Так выглядит цельнолитой железобетонный пояс

Сборная металлическая конструкция, элементы которой фиксируются при помощи сварки. Недостатком является трудоемкость монтажа и недостаточная жесткость и прочность соединений. Сборный ростверк устанавливается на верхушки свай, и приваривается к ним без последующей заливки бетоном. Свайные фундаменты с ростверком сборным хорошо подходят для некапитальных строений, срок эксплуатации которых составляет порядка 10-20 лет.

Сборная конструкция из металла

Сборно-монолитный пояс является комбинированным вариантом и включает в себя элементы промышленного производства, скрепляемые между собой при помощи шпоночных и замковых соединений. После того как конструкция собрана, все соединения заливаются бетоном образую прочную единую ленту. Подобные ростверки используются при возведении многоэтажных жилых и офисных зданий, а также заводских и фабричных корпусов. Устройство сборно-монолитного пояса требует больших материальных затрат, задействования спецтехники и большой точности во время монтажа.

Сборно-монолитный ростверк

Разбираясь с тем, что это такое ростверковый фундамент стоит также рассмотреть материалы, используемые в конструкции.

Плюсы и минусы свайно-винтовых фундаментов

Преимущества, которыми характеризуется фундамент на сваях. Частный дом обойдется намного дешевле в строительстве, фундамент можно организовать собственноручно, обеспечивается длительный срок эксплуатации, постройка отлично вентилируется, обеспечивается естественный отвод воды.

Недостатки, которыми характеризуется дом на сваях.

Своими руками такой особняк построить легко, но могут возникнуть правовые проблемы, поскольку по ГОСТам срок эксплуатации свай ограничен 10-15 годами. Также определенную трудность представляет расчет правильного количества свай, а также расстояние между сваями фундамента.

Нельзя обойти вниманием и сложность реконструкции свайных фундаментов

Свайный фундамент

Применяется подобное основание для возведения построек на водонасыщенных заболоченных или сыпучих грунтах и грунтах, подверженных сильному зимнему пучению, когда требуется заглубление фундамента на очень большую глубину.

К разновидностям свай для фундамента относят:• забивные сваи: железобетонные стержни, имеющие квадратное сечение и заостренный конец; в грунт погружаются специальными установками ударным методом;

Забивные железобетонные сваи

• трубобетонные: полая стальная труба, снабженная наконечником в виде конуса; после установки в трубу заливается бетонный раствор; забивка производится специальными пневмомашинами; в частном строительстве используются редко;

Заливка трубобетонных свай

• буронабивные: в подготовленную небольшую скважину вначале вставляется каркас из арматуры, а затем в подготовленное отверстие заливается цементный раствор;

Подготовка отверстий и заливка буронабивных свай

• винтовые : представляют собой металлические полые стержни, на одном конце которых расположены лопасти, с помощью которой они «ввинчиваются» в грунт вручную или с помощью специальной техники.

Функциональное назначение и разновидности ростверка

Ростверк выступает в качестве обвязки, соединяющей отдельно стоящие опоры (сваи либо столбы) между собой. Ростверковый фундамент работает как единая конструкция, воспринимающая нагрузки от здания и передающая их на несущий пласт грунта.

Ростверк выполняет следующие функции:

является несущей поверхностью для цокольного перекрытия и стен дома;
повышает устойчивость опор фундамента к опрокидыванию и выталкивающим воздействиям;
равномерно распределяет исходящую от веса здания нагрузку между опорами.

Классификация ростверка выполняется по уровню поднятия над грунтом, типу конструкции и материалу изготовления. Исходя из уровня расположения ростверк может быть:

заглубленным — размещается так, чтобы верхний контур конструкции располагался по линии грунта;
наземным — укладывается на поверхность почвы;
поднятым — обвязка висит в воздухе на высоте 30-50 см. от земли, в результате чего между цокольным перекрытием и грунтом образуется свободное пространство.

Заглубленным и наземным ростверком можно обвязывать фундаменты, построенные в условиях стабильных грунтов. Если приходится строить фундамент на пучинистом грунте, необходимо устройство поднятого ростверка, поскольку конструкцию, контактирующую с грунтом, может оторвать от опор выталкивающими нагрузками.

В зависимости от конфигурации ростверк бывает:

ленточным — повторяет контуры наружных и внутренних стен дома, имеет одинаковое сечение по всему периметру;
плитным (монолитным либо сборным) — на поверхности опор формируется сплошная железобетонная плита, занимающая всю площадь дома и выступающая в качестве цокольного перекрытия.

Ленточным ростверком обвязывается винтовой, столбчатый и буронабивной фундамент, тогда как плитный используется при строительстве фундаментов на забивных ЖБ сваях, предназначенных для возведения многоэтажных зданий.