Какой вариант строительства фундамента на сваях под гараж выбрать?

Выбор применяемых для фундаментного основания свай делается на начальном этапе строительства, когда проводятся необходимые инженерные исследования. При этом следует учитывать назначение, конструкцию свайной колонны, особенности грунта, уровень нагрузки, которую испытывает фундамент, особенности будущей эксплуатации здания.

Понятие винтовой сваи

            Винтовой сваей называется стальная труба, состоящая из заостренного наконечника со  спиральными  лопастями, которыми производится закручивание их в почву по принципу самореза. С помощью этих лопастей снижается давление сваи на почву, что препятствует ее выдавливанию  пучением промерзшей почвы. Наконечник или шнек является главным элементом сваи и  определителем ее надежности.

На боковые поверхности погруженного в почву фундамента действует сила морозного пучения. Эта  сила очень большая.

Заметка: Величина силы морозного пучения почвы на боковую поверхность жб основания в  зависимости от типа почвы может быть от 7 до 11 тонн на метр квадратный.

Так, к примеру, сила выталкивания пучинистого грунта на забивную жб сваю сечением 200*200 мм  составляет до девяти тонн. Вес малоэтажного здания не сможет компенсировать эти силы. Были случаи, когда происходило повреждение столба буронабивной сваи и отрывание ее от пятки.

Свая, имеющая диаметр в 108 мм, обладает маленькой поверхностью с боков и земля к  металлическому столбу не так намерзает, как к железо-бетонному. Поэтому сваи являются наиболее устойчивыми при воздействии пучения почвы. Лопастями обеспечивается надежная опора для  легких строений.

Выбор свай

Учитывая, что сваи служат опорой для ростверка и для всей постройки в целом от их выбора зависит не только прочность фундамента, но и эксплуатационные сроки здания.

В настоящее время используют несколько типов свай, которые отличаются не только материалами, но и методом их заглубления в грунт:

  • Винтовые. Наиболее простой вариант для строительства фундамента своими силами, так как сваи изготовленные из металла, оснащаются небольшим буром на конце и для того чтобы заглубить их в землю достаточно использовать ручной инструмент без привлечения спецтехники.

    Благодаря сварному буру сваи ввинчиваются в землю, без необходимости выкапывать под них шахту. На часть сваи, которая находится на поверхности грунта, можно установить оголовок с площадкой для последующего монтажа ростверка или непосредственно быстро сборных конструкций.

  • Инъекционные. Этот вариант опор изготавливают из бетона, который заливается в заранее подготовленные в земле шахты с опалубкой. Для надежности сваи армируют арматурой или металлическими прутками. Достаточно надежный вариант опор, но требует проведения достаточно серьезных подготовительных земляных работ. В частности выкапывания шахт для заливки бетона.
  • Забивные состоят из армированного бетона. Готовые конструкции забиваются в землю при помощи спецтехники.
  • Буронабивные, объединяют в себе способ заглубления винтовых и забивных свай. Для таких фундаментов сначала подготавливают ряд отверстий в грунте, а уже затем в них забивают бетонные сваи.
Выбор свай

По типу материалов сваи делятся на бетонные, металлические, деревянные.

В процессе строительства фундамента можно использовать разнообразное расположение свайных опор. Наиболее распространенное это ленточное, в результате которого сваи устанавливают по периметру всего фундамента на равном расстоянии друг от друга. При необходимости простая ленточная система свай меняется на полосную, в которой опоры располагаются по периметру, в несколько рядов.

Строительство каркасного дома на сваях может предполагать их островное расположение, в котором устанавливают группы свай в местах основных нагрузок, например в углах будущей конструкции. Самый простой тип монтажа — это одиночный, в результате чего сваи ставятся только в местах несущих опор. Такой метод подходит только для небольших построек, летних домиков или заборов.

Свайные фундаменты

Конструкция свайного фундамента состоит из группы свай и ростверков, являющихся связывающим и распределяющим нагрузки звеном сооружения. На несущие плиты или балки, объединяющие сваи, опирают наземные части строений. В зависимости от своего места расположения относительно горизонта, ростверки бывают:

  • низкими – находятся ниже уровня поверхности земли и передают через свою подошву часть усилия на грунт. Как правило, устраиваются не выше отметки промерзания;
  • промежуточными – укладываются без заглубления непосредственно на поверхностном слое непучиноопасных грунтов. Вертикальное давление по подошве не передают;
  • высокими – располагаются над уровнем земли под внутренними стенами домов при наличии технического подполья, а также под мостовыми опорами и т.д. Жесткость такой конструкции придают дополнительные наклонные сваи.

Проект сооружения может предусматривать различное расположение свайных стволов:

  • одиночное – под легкие каркасные строения;
  • ленточное (одно- или многорядное) – под несущие стены протяженных сооружений;
  • кустовое – под массивные колонны и столбы;
  • сплошное – под башни и высотные дома, имеющие небольшую площадь в плане.

Используя при возведении фундаментов в гражданском строительстве разные виды свай, удается увеличить объем сдаваемого жилья за счет повышения этажности строений, а также использования площадок с грунтами, имеющими неудовлетворительные характеристики. Кроме того, можно отметить значительное снижение трудоемкости и сокращение временных сроков на этапе земляных работ, по сравнению с открытым способом монтажа подземной части сооружения, дающее застройщику экономическую выгоду.

в 14:08

Главная | О нас | Обратная связь

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент — подземная опорная конструкция, имеющая удлинённую форму. Она может располагаться отдельно и группами в вертикальном или наклонном положении. Главное предназначение – передача нагрузки веса верхней части сооружения на плотные подземные пласты, имеющие несжимаемую структуру.

В комплексе представляет собой ряд колонн и ростверков, которые их связывают и равномерно распределяют нагрузку со стороны верхней части здания. На соединяющих сваи балках строятся верхние части сооружений.

Ростверки могут располагаться ниже поверхности почвы, на ней или выше, образуя техническое подполье. Прочность этих конструкций усиливается применением дополнительных наклонных свай. Расположение опорных стволов зависит от особенностей архитектурных сооружений. Бывает одиночным, ленточным, кустовым, сплошным.

" Важно. Выбор применяемых для фундаментного основания свай делается на начальном этапе строительства, когда проводятся необходимые инженерные исследования. При этом следует учитывать назначение, конструкцию свайной колонны, особенности грунта, уровень нагрузки, которую испытывает фундамент, особенности будущей эксплуатации здания.

Буровые сваи, это бетонные стержни, которые создаются заполнением скважин монолитным бетоном, с предварительной установкой арматуры.

В строительстве, для создания прочного фундамента применяются различные технологии, в том числе железобетонные стержни полые или цельные внутри, с особенной технологией монтажа, у каждого элемента своё назначение и при этом виды свай бывают разными:

  1. Забивные (помещаются в землю методом забивания копровым молотом, вибропогружателем или специальной свае — вдавливающей установкой).
  2. Сваи-оболочки (помещаются вибропогружателем).
  3. Буровые (делаются в результате заливания бетоном пробитой скважины), в строительном деле существуют разные виды буронабивных свай.
  4. Винтовые (изготавливаются на металлической основе, вкручиваются в землю).

Свайные столбы различаются способом фиксации в грунте. Сваи-стойки держатся пятой непосредственно на скальных, малосжимаемых слоях. Висячие сваи, находясь в сжимаемых, мягких слоях, держатся одновременно за счёт своих сторон и пяты. А также сваи характеризуются по параметрам:

  • конструкция;
  • размер;
  • форма сечения (кроме прямоугольных, имеются круглые, трапециевидные, пустотелые, монолитные и т. д.);
  • материал изготовления (бетон, дерево, железо);
  • способ армирования (характер напряжённости, расположения арматуры);
  • функциональные особенности (висячие или опорные).

Предлагаем познакомиться с разными типами свайных столбов, их предназначением, устройством, материалом, способами использования.

Особенности фундамента на металлических сваях

Выбор фундамента — дело серьёзное, потому что многое зависит от конструктивных особенностей будущего сооружения и грунта на участке. Поэтому перед тем, как остановить свой выбор именно на свайно-винтовом фундаменте, следует тщательно изучить его плюсы и минусы, а также основные принципы свайного основания от плитного или ленточного состоят в следующем:

Особенности фундамента на металлических сваях
  • каждая его свая передаёт грунту сфокусированную в конкретной точке нагрузку;
  • сваи сделаны из металлических труб, которые гораздо хуже, чем железобетон, сопротивляются изгибу и подвержены воздействию коррозии;

    Винтовые сваи плохо работают на изгиб, поэтому в их полости заливают бетон

  • вворачивание винтовых свай в грунт делает его рыхлым, а не плотным, в отличие от применения забивных свай.

Эти факторы являются определяющими при выборе такого фундамента. Соответственно, качество и срок службы свайно-винтового основания вплотную зависит от грунта. Лучшим грунтом для такого фундамента будет песок с фракциями мелкой гальки, суглинок или аллювий (намывные отложения). Входя в такой грунт, винтовой наконечник трубы проталкивает перед собой постепенно уплотняющийся конус земли, выжимая из него влагу и цементируя его мелкими фракциями глины. В итоге конус обретает прочность как у бетона, и смыкается с конусами остальных свай. Трубу заклинивает намертво, после чего её легче скрутить в штопор, чем вывернуть обратно. Таким образом, крепкое основание выполняется без нулевого цикла. Забивные сваи могут устанавливаться везде, кроме грунтов с непробивными включениями.

Особенности фундамента на металлических сваях

Винтовые сваи располагаются в шахматном порядке и обязательно выравниваются по уровню

Преимущества свайно-винтовых фундаментов

Особенности фундамента на металлических сваях
  1. Низкая стоимость. Выгода получается довольно ощутимой — свайный фундамент обходится на 20–40% дешевле всех других.
  2. Простота монтажа. Установку свай на большей части типов почв в короткий срок смогут провести три-четыре человека без использования дорогого оборудования.

    Винтовые сваи можно вкручивать без использования специальной техники

  3. Быстрая установка. Понадобится лишь один-два дня, чтобы установить сваи даже на участке со сложным рельефом.
  4. Возможность установки на участках с существенным уклоном. Что интересно, на стоимость монтажа это не влияет.

    Рельеф строительной площадки практически не влияет на стоимость фундамента из винтовых свай

  5. Отсутствие потерь времени на усадку. Строить можно сразу после ввинчивания свай.
  6. Лёгкая достройка. Наращивание фундамента или изменение проекта не требует существенных затрат и усилий.
  7. Всесезонная установка. Ввинчивать сваи можно в любое время года.

    Винтовые сваи можно устанавливать даже зимой

  8. Отсутствие мусора после строительства. Установка свай не повреждает окружающую среду.
  9. Возможность установки как в болото и плывуны, так и в вечную мерзлоту.
  10. Многоразовое использование. При необходимости сваи можно извлечь из грунта и установить в другом месте.

Недостатки винтовых свай

Особенности фундамента на металлических сваях

У винтового свайного фундамента имеются не только плюсы, но и минусы, которые надо учитывать:

  1. Это основание не предназначено для блочных или кирпичных домов (предпочтительны деревянные или сборно-щитовые конструкции). Даже усиленное по прочности, оно все же проигрывает бетону.
  2. Трудности с обустройством подвальных помещений — их приходится отстраивать отдельно.
  3. Сваи сложно вкручиваются рядом с соседними конструкциями, потому что для их установки используются рычаги.

    В данном случае приходится использовать специальную технику, потому что ручной установке свай может помешать находящийся рядом гараж

  4. Сваи фундамента плохо сопротивляются коррозии. Поэтому на качественном антикоррозийном покрытии экономить нельзя, а покупать сваи следует только у добросовестных производителей. Проблемой может также оказаться некачественный металл свай.
  5. Есть грунты, на которых установить сваи будет очень сложно. Например, если твёрдый грунт находится на большой глубине, сваи придётся наращивать, а это требует дополнительных затрат.
  6. Ограниченный срок эксплуатации. Во влажных грунтах с отличной от нейтральной кислотностью сваи из металла прослужат не более 60 лет.
  7. Устройство такого фундамента требует досконального изучения грунта и специализированных расчётов. Проект должен быть индивидуальным.
Особенности фундамента на металлических сваях

Минусы такого фундамента будут малозначительными по сравнению с его плюсами, если строится:

  • временный дом из лёгких материалов для проживания на время капитального строительства, к примеру, особняка;
  • баня из дерева. Удалённость пола от земли обеспечивает приятный пар;
  • хозпостройки, беседки, сараи, навесы, веранды, заборы;
  • ворота распашного типа.
Особенности фундамента на металлических сваях

Как работает винтовая свая?

Разберем типичный для средней полосы РФ случай расположения слоев грунта, см. рис. справа:

Работа винтовой сваи в грунте

  1. Сверху – гумус, постепенно переходящий в супесь, общей мощностью 0,15-3 м. В данном случае важно не их плодородие, а то, что грунты это очень слабые, несущая способность менее 2 кг/кв. см, рыхлые и в глубине сильно, а перед зимой и обильно, увлажненные.
  2. Слой суглинка с несущей способностью 3-4 кг/кв. см. Его мощность для возможности применения обычных винтовых свай должна быть не менее 0,7-1,2 м, а сам он в пределах строительной площадки сплошным.
  3. Рыхлый, сильно, вплоть до плывунов, обводненный аллювий большой мощности; несущая способность не более 2-3 кг/кв. м.

В черноземной полосе гумус на супеси может достигать мощности более 5 м, с одной стороны. С другой, там местами прямо на поверхность могут выходить т. наз. ергени – песчано-глинистые отложения Ергень-реки времен последнего оледенения, по которой воды тающего ледникового щита Фенноскандии стекали в древнее Сарматское море, объединявшее Черное, Азов, Каспий и Арал. Свое название в геологии она получила от моренной гряды Ергень, в которой впервые были обнаружены эти характерные отложения. Между прочим, по геологическим данным, эта «речка» достигала 200 км ширины русла, а ее пойма – 600 км.

Несущая способность ергеней уже на глубине 0,5 м достигает 5-6 кг/кв. м, а при вворачивании сваи конус уплотнения нарастает чрезвычайно быстро. Если свая ушла в ергень до заклинивания глубже, чем на 2,5 м, отлично, фундамент будет очень прочным. Если менее чем на 2 м – здесь на сваях строить нельзя. Но вернемся к обычным грунтам.

Как работает винтовая свая?

Примечание: сходными с ергенями свойствами обладают аллювиальные наносы предгорий и приморских равнин.

Верхний слой гумуса с супесью, подверженный промерзанию – пучинистый. Вода при замерзании расширяется равномерно во все стороны, поэтому зимой пучинистый грунт крепко обхватит сваю со всех сторон и с огромной силой потянет вверх. А весной, оттаяв, отойдет в стороны и даст ей возможность свободно проседать и наклоняться. В наших краях, увы, почти вся нагрузка на винтовую сваю передается ее пятой ниже, а с боков ее вес почти ничто не держит. Выжимания воды и спрессовывания грунта вокруг сваи в конгломерат, как при забивании забивной, при заворачивании винтовой не происходит.

Супесь ниже глубины промерзания почти не сопротивляется вырыву сваи. Если слой суглинка, который только и воспринимает нагрузку, меньше минимальной его толщины 0,7-1,2 м, то остается всего 2 выхода:

  • Загнать сваю в суглинок только на 1 виток винта, причем конец сваи не должен протыкать несущий слой более чем наполовину, иначе его вокруг сваи размоет почвенной водой. Еще одно условие – до несущего пласта должно быть не менее 2,5 м от низшей точки стройплощадки, иначе у фундамента не окажется должной поперечной устойчивости.
  • Взять очень длинную, не короче 5 м, сваю специальной конструкции для пучинистых и плывущих грунтов, см. далее. Эти же сваи пригодны для верхнего слоя свыше мощностью 3 м, напр. на черноземах. Но заворачивать их можно только тяжелой спецтехникой. Мало того, что свая длинная, да еще земля вязкая и липкая.

Примечание: в первом случае на сваю длиной менее 4 м свободно надевается противовырывной кожух из металлической трубы, как показано на рис. Пример технического парадокса – чтобы свая крепче сидела в земле, ее нужно от земли отгородить.

Технология работ

При принятии решения о самостоятельном обустройстве ленточно-свайного фундамента, важно реально оценить с точки зрения технической подготовленности свои возможности. Несмотря на кажущуюся простоту сооружения основания, это процесс очень трудоемкий и затратный. Он требует не только обладания специальными навыками, умениями и знаниями, но и наличия специальных инструментов и техники. Важно помнить, что несоблюдение правильной технологии может привести к дополнительным расходам, а также к ухудшению состояния фундамента.

Рассмотрим основные этапы строительства:

  • В первую очередь наносятся разметки и подготавливаются траншеи. Толщина канавы не должна выходить за пределы 0,5 м. Площадь будущего фундамента размечается согласно расчетным документам.
  • Далее определяются места для свай, проводится бурение. На этом этапе вы должны иметь четкие данные о глубине почвы с учетом уровня промерзания грунта и песчаного основания.
  • Третий шаг — гидроизоляционные работы. Гидроизоляция фундамента является одним из важнейших этапов строительства, так как от качества ее проведения зависит степень воздействия влаги на всю конструкцию. В основном для гидроизоляции свай применяются рулонные материалы, такие как рубероид. Он сворачивается в форме трубы и помещается в скважину для свай. Для этих целей можно использовать трубу асбоцемента. Иногда делают несколько слоев гидроизоляции, что ведет к снижению негативного влияния влаги на постройку. Винтовые сваи дополнительно покрываются краской или антикоррозийным раствором.
  • Следующим этапом является создание «подушки» из песка. Она должна быть не менее 30 см в глубину. Только после ее создания можно переходить к процессу армирования.
  • Армирование свай и ленточной основы проводится металлическими прутьями, диаметр которых должен быть не меньше 10−13 мм. Длина прутьев определяется с учетом дополнительного запаса и размера сваи до 0,5 м. Армирующие элементы соединяются друг с другом специальной проволокой.
  • Следующий этап — это заполнение бетонным раствором форм для свай, после чего можно переходить к завершающему этапу.
  • В конце всех монтажных работ делается опалубка ленточного фундамента и заливка ее бетоном.

Человек, который незнаком с подобными работами, не сможет выполнить заливку фундамента. Поэтому для экономии времени и материальных затрат, лучше сотрудничать с профессиональными организациями, которые специализируются на таких видах работ.

Что такое свайно винтовой фундамент

Винтовой фундамент представляет собой тот вид основания, в котором главным элементом выступает винтовая свая. Это изделие состоит из нескольких частей:

  • основа (труба, которая может заканчиваться тупым или острым концом);
  • лопасти (резьба, расположенная в нижней части изделия);
  • оголовок (к этому элементу крепится ростверк).

Отличительной чертой установки является то, что опору вкручивают в грунт. Производители предлагают широкий выбор конструкций. Свая может иметь разные конструктивные и технологические характеристики. Эти показатели влияют на технические особенности строения, поэтому при заготовке опор нужно обратить на это внимание.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для возведения противопучинистой набивной сваи, содержащее обсадную трубу, цепи и металлический сердечник, отличающееся тем, что сердечник выполнен в виде трубы, закрытый с верхней и нижней сторон пластинами, причем к нижней пластине прикреплены цепи, помещенные в плотную оболочку, а в верхней и нижней пластинах выполнены отверстия, через которые проходит арматурный стержень и проходящий также и через оболочку с цепями и закрепленный в верхней и нижней части, а между обсадной трубой и грунтом скважины размещен противопучинистый материал.

Как работают сваи

В современном строительстве применяют различные виды свайных фундаментов и работа свай в них также осуществляется по-разному. По данному признаку можно выделить два типа опор:

1. Сваи-стойки.

Такая свая переносит нагрузку от веса здания на грунт, в который упирается. Сваю-стойку изготавливают по технологии, обеспечивающей прочное основание, ведь именно на него может приходиться до 85% веса постройки.

Сваи стоечного типа – это классический и наиболее распространенный вариант. Опираясь на прочный грунт, они почти не дают осадки и могут выдерживать очень большие нагрузки.

2. Висячие сваи.

Сваи данной разновидности не упираются в грунт, а удерживаются в нем подобно тому, как держится вбитый в доску гвоздь, то есть за счет силы трения между боковой поверхностью и внешней средой.

Сравнивая висячую сваю со стойкой, можно выделить два основных отличия: площадь боковой поверхности у висячей сваи увеличена, при этом она имеет рельефное исполнение, благодаря чему более прочно «цепляется» за окружающий ее грунт.

Применение висячих свай оправдано в тех случаях, когда прочный грунт залегает особенно глубоко и сваи-стойки пришлось бы делать слишком длинными.

Читайте также:  Сборный ленточный фундамент: конструкция и монтаж основания