Свайный фундамент представляет собой конструкцию опоры, состоящую из нескольких вертикальных элементов, которые вкапываются в землю и соединяются между собой. Этот вид фундамента используется для возведения зданий на слабых грунтах, включая жилые и каркасные сооружения, а также небольшие производственные объекты.
Что собой представляет свайный фундамент
Создание опорной конструкции предполагает использование свай, которые принимают на себя нагрузки от наземной и подземной частей здания и распределяют их на более плотные слои земли. Это метод мелкого заложения, не требующий предварительных мероприятий по улучшению грунта. Выбор типа подобной конструкции осуществляется на этапе проектирования, исходя из особенностей рельефа, глубины залегания подземных вод и массы планируемой постройки.
Проблемные и слабые грунты зачастую встречаются в близости к лесным массивам и в зонах с повышенной влажностью. Наличие плывучей глины, песка и пучнистой почвы служит основанием для применения свайного фундамента. Такой вариант обладает рядом преимуществ:
- возможность обустройства в сложных условиях;
- не требует выполнения трудоемких земляных работ;
- относительно высокая скорость монтажа;
- конструкция устойчива к усадке;
- нагрузка от здания равномерно распределяется на сваи;
- независимость от времени года в процессе строительства.
Такой метод позволяет снизить стоимость возведения подземной части здания. Также сваи можно использовать для подключения будущих пристроек.
Недостатки свайного фундамента включают невозможность его установки на скальных основаниях. Для точного определения глубины погружения свай необходимы сложные расчеты. Металлические конструкции требуют защиты от коррозии. При возведении массивных высотных зданий или мостов необходимы фундаменты глубокого заложения. Монтаж таких конструкций представляет собой сложный процесс, требующий специального оборудования.
Конструкция
Ключевым аспектом при строительстве на слабом грунте является создание свайного фундамента. Эта конструкция включает погружные сваи, ростверк и обвязку. Сваи, представляющие собой трубы или стальные стержни, служат надежными опорами, которые погружаются в грунт. Их верхняя часть закрепляется в ростверке, а нижняя — на подошве, которая утапливается до плотного слоя.
Ростверк — это монолитная бетонная конструкция, на которую устанавливаются стены. Он может быть из железобетона, металла или дерева и располагается по периметру здания, под внешними несущими стенами. Обвязка объединяет отдельно стоящие сваи в единую систему, обеспечивая устойчивость и распределяя нагрузки на грунт равномерно.
Безростверковые свайные фундаменты состоят из одиночных опор, с применением оголовков и стаканов. Конструкции с ростверком направлены под колонны или несущие стены и используют более двух опор, образовывая одно- или двухрядные ленточные ростверки.
Для изготовления свай в основном применяют железобетон. Встречаются также металлические и, реже, деревянные варианты. Возможно использование бетона или бутобетона, что снижает затраты на материалы. Для повышения прочности свайный фундамент армируют стальными стержнями.
По типу установки сваи делятся на несколько видов.
- Забивные сваи — готовые железобетонные опоры с арматурой; металлические используются реже.
- Набивные или буронабивные сваи создаются на месте строительства. В первую очередь бурятся и заполняются арматурой скважины, которые затем заливаются бетоном. Этот метод предпочтительнее для индивидуальных застройщиков, так как не требует больших затрат на транспортировку и разгрузку.
- Винтовые сваи устанавливаются в грунт по принципу шурупа, вручную или с использованием механизации. Их применение актуально на неровных участках. Однако они подвержены коррозии.
- Буровинтовые сваи представляют собой уже готовые железобетонные конструкции с винтом на конце, которые внедряются в землю.
- Висячие сваи не опираются на твердую почву и удерживаются за счет сил трения. Их используют, когда плотные слои находятся очень глубоко.
В зависимости от места установки сваи делятся на обязательные и промежуточные. Обязательные располагаются в углах постройки и там, где пересекаются внешние и несущие стены. Если интервал между обязательными сваями превышает 2,5 метра, добавляют промежуточные опоры.
Свайный фундамент может состоять из отдельно располагаемых свай. Кустовой метод предполагает расположение определенного количества элементов в форме треугольника, квадрата или квадрата с центральной опорой.
Ленточный способ подразумевает размещение свай в одну или две линии, при этом расстояние между опорами должно составлять три поперечных диаметра. Для «сплошного поля» взаимодействие между соседними опорами составляет 3–6 диаметров.
Определение высоты над уровнем земли
Чтобы правильно возвести свайный фундамент, необходимо на этапе проектирования обсудить и выбрать несколько ключевых параметров. Это площадь подошвы, влияющая на ширину фундамента, а также его высота. Оптимальная высота цоколя составляет 300–600 мм. Если проектируется подземный этаж, высота может достигать двух метров. Сваи устанавливаются частично или полностью погруженными в грунт и располагаются точно перпендикулярно поверхности либо под наклоном.
Для правильного определения размеров цоколя нужно учесть следующие факторы:
- температуру воздуха зимой и предполагаемую в помещении;
- глубину промерзания грунта;
- коэффициент сопротивления почвы;
- ожидаемую снежную нагрузку;
- вероятность подтопления;
- уровень подземных вод;
- несущую способность свайного фундамента.
Стандартные винтовые сваи имеют диаметр 100–300 мм и длину 2500 мм. Для защиты и предотвращения влаги высота цоколя должна быть не менее 200–250 мм. Такой размер позволяет качественно выполнять сварочные работы, а часть опоры над землей должна составлять не более 850 мм, особенно при диаметр сваи в 108 мм. В противном случае конструкция может стать неустойчивой и качаться на сильном ветре.
Наиболее приемлемый вариант высоты свайного фундамента составляет 450–550 мм. Это обеспечит надежную опору для здания, которое не подвержено ветровым воздействием. При установке фундамента на наклонной местности соблюсти все условия сложнее, но важно, чтобы верхние части свай находились на одной линии.
Для проверки используется прибор гидроуровень, работающий по принципу сообщающихся сосудов. Это две емкости, соединенные шлангом, заполненные водой. Для зимнего периода используют незамерзающие жидкости. Лазерный уровень служит ориентиром для выравнивания всех конструкций по высоте. Наиболее точным и удобным инструментом для таких операций является нивелир: цифровой, оптический или лазерный.
Как рассчитать глубину погружения
Правильное размещение свай гарантирует прочность, стабильность, а также долговечность стройки. Это требует учета следующих аспектов:
- тип постройки;
- сейсмическую активность района;
- нагрузку на свайный фундамент;
- особенности грунта;
- глубину замерзания;
- уровень подземных вод.
Глубина вбивания свай определяется на основе технических требований к фундаменту и характеристик почвы. К примеру, подошва сваи углубляется на 50-100 см в твердый грунт, что предотвращает деформацию и осадку здания, обеспечивая минимальную осадку. Для получения информации о свойствах и пространственном распределении прочных материалов проводят инженерно-геологические исследования.
Согласно установленным нормам, сваи должны быть размещены на 20–25 см глубже зоны промерзания. Если средняя глубина промерзания в районе составляет 1,2 метра, свайный фундамент следует закладывать на глубину 1,5 метра. Для определения глубины погружения для легких зданий достаточно провести поверхностное обследование: пробурить скважину до 2 метров и оценить состав и влажность почвы. Если плотный слой песка или глины начинается на глубине полуметра, используется двухметровая свайная труба.
- Глубина для забивки железобетонной опоры для каркасного дома должна составлять от 3 до 10 метров, в зависимости от состава почвы. При этом диаметр должно быть 150–250 мм.
- В районах с высоким уровнем сейсмической активности требуется погружение на 4 метра.
- На водонасыщенных песках необходимо погружение на 8 м.
- При промерзании грунта более 1,5 м, сваи погружаются на 2-3 м вглубь.
- Для набивных свай бурение должно выполняться на глубину от 10 до 30 м.
Что касается нагрузки на фундамент, она определяется по документам СНиП и ТУ. В среднем одна опора должна выдерживать вес не менее двух тонн. При диаметре 89 мм этот показатель составляет 4 тонны, что достаточно для строительства веранды или беседки. Для возведения одноэтажного частного дома потребуются сваи диаметром Ø 108 мм, с нагрузкой до 7 тонн.
Если нет возможности установить точные параметры грунта и данные о глубине стояния воды и промерзания, рекомендуется закладывать сваи на большую глубину с запасом.
Пошаговое руководство по самостоятельному монтажу
Свайный фундамент используется не только при строительстве на сложных грунтах, но и является более экономически выгодным вариантом по сравнению с ленточными или монолитными плитами. Нет необходимости копать котлован, делать песчано-щебневую подушку или укладывать гидроизоляцию. В качестве материала для верхней части здания можно использовать дерево, кирпич, пенобетон или сэндвич-панели. При этом самостоятельное создание свайного фундамента существенно сократит затраты на проект.
Строительство на слабом грунте требует особой внимательности. Для обеспечения надежности здания следует тщательно выбирать опоры и выполнять монтаж в соответствии с технологией. Важными подготовительными этапами являются:
- пробное бурение для анализа состава грунта;
- определение глубины погружения опор;
- выбор подходящих свай по длине и диаметру;
- разработка плана;
- разметка строительной площадки.
Свайно-винтовой фундамент может устанавливаться двумя способами: вручную или с использованием специализированной техники. Выбор метода зависит от условий на строительной площадке, состояния грунта, сезона и бюджета. Если требуется быстрое возведение сооружения, более целесообразно использовать механизированный способ. В случае, если место затоплено или отсутствует возможность подъезда, придётся прибегнуть к ручному методу.
Для установки винтовых опор необходимо вставить рычаг в технологическое отверстие всевозможного типа: это может быть лом или металлический прут. Существует специальный инструмент для установки — монтажный оголовок. Он надевается на винт и фиксируется с помощью штырька, а наличие двух рукояток значительно облегчает работу.
Механизированный метод подразумевает использование бурильных установок, основанных на автомобильном шасси, что позволяет забуривать сваи даже в самый твердый грунт. Без специального оборудования невозможно произвести монтаж свайных конструкций большого диаметра.
На финальном этапе проверяется, перпендикулярны ли опоры, и их обрезают до необходимой высоты. После этого в сваи заливается цементный раствор, который защищает металл от коррозии и предотвращает проникновение воздуха. Затем к сваям привариваются металлические оголовки, и строительство продолжается.
Процесс создания буронабивного фундамента
В современном строительстве активно применяется технология буронабивных опор. Этот метод особенно популярен в городских условиях, на ограниченной территории или под землёй, где нужно быть крайне осторожным, чтобы не повредить коммуникации или соседние здания.
Суть технологии буронабивного фундамента заключается в двух ключевых этапах: бурении скважин и заливке бетонной смеси. Перед работой определяются несущие характеристики сваи и общий вес, который будет воздействовать на фундамент. Рассчитывается необходимое количество материалов.
При этом свайный фундамент не требует предварительного выравнивания площадки. Его можно возводить на сложных рельефах: склонах, возвышенностях или изломах почвы, а подготовительные действия сводятся к уборке лишнего мусора и удалению верхнего слоя почвы с растительностью.
Далее следует соблюдать следующую пошаговую инструкцию:
- Сначала места установки свай отмечаются колышками. В этих точках делают небольшие углубления (около 25–30 см), чтобы облегчить бурение.
- Производится бурение на рассчитанную глубину, при необходимости — расширение основания.
- Внутренние стенки скважин защищаются отрезками пластиковых труб или рубероидом на каркасе из бруса, что предотвращает обвал земли и утечку воды из бетона.
- Устанавливается арматурный каркас, верхняя часть которого должна выступать для соединения с ростверком.
- Заливается бетонная смесь, которая штыкуется для удаления воздуха. Полное высыхание конструкции может занять до месяца.
После затвердевания бетона образуется прочная и устойчивая структура. Сваи такого типа часто используют для создания тяжелых строений, поэтому их применение для легких каркасных или деревянных домов не всегда оправдано.
Технология сооружения ростверка
Возведение свайно-ростверкового фундамента — это проверенный временем метод, успешно применяемый не только в промышленном строительстве, но и в частных коттеджах. Фундамент заливают по всем правилам на глубину промерзания грунта, сохраняя при этом естественный ландшафт участка.
Недостаток данного метода заключается в необходимости точного расчета и соблюдения всех строительных технологий (изоляция скважины, применение подходящей арматуры). Свайный фундамент может быть как с висячим, так и с заглубленным ростверком; первый выглядит как парящий над землёй, а второй заглубляется на 20–25 см.
Ростверк формируют после заливки бетоном всех свай. Сначала у площадки создается форма для заливки, затем сооружается арматурный каркас. Процесс бетонирования аналогичен таковому на сваях, бетон штыкуется для удаления воздушных пузырьков. Закрывают конструкцию полиэтиленовой пленкой и оставляют на четыре недели. Опалубка снимается через 10 дней, а дальнейшее строительство продолжается после того, как ростверк полностью затвердеет.
Свайный фундамент зачастую является единственным методом надежного закрепления строения на прочной опоре. Он подходит для сложных грунтов и позволяет строить дом самостоятельно, не прибегая к использованию тяжелой техники.
Если у вас был опыт устройства свайного фундамента, поделитесь им с нами. Оставьте комментарий к статье, поделитесь ссылкой в социальных сетях или добавьте в закладки.
Какой дом можно построить на свайном фундаменте?
На участке с плотным грунтом возможно строительство двух- или трехэтажного коттеджа, выполненного из бруса, пенобетона или металлических конструкций. В случае слишком мягкого или сыпучего грунта винтовые сваи обеспечат возможность быстрого возведения одноэтажного здания и других типов конструкций.
Необходима ли отмостка при свайном фундаменте?
Свайно-винтовой фундамент не требует особого ухода, и основная функция отмостки — это придание законченного внешнего вида зданию и формирование удобной пешеходной зоны. Тем не менее, отмостка также отводит воду, чтобы избежать её попадания под дом, обеспечивая тем самым dryness и предотвращая коррозию металлических конструкций.