Ростверки, винтовые сваи, свайные фундаменты

Грунты в местах возведения различных зданий, параметры постройки иногда определяют повышенные требования к свойствам оснований. Фундамент на жб сваях отличает надёжность, долговечность и высокая несущая способность. Сваи бывают разной конструкции, изготавливают их из разных материалов, подходящих для условий будущей эксплуатации. Перед монтажом необходимо оценить все плюсы и минусы.

Устройство свайного фундамента

Конструкция свайного фундамента может быть самой разнообразной, то есть он может иметь разные комбинации. Так конструкция фундамента будет зависеть от нескольких факторов:

  • От вида свай, которые будут использоваться при его возведении.
  • От глубины установки свай.
  • От расположения непосредственно под будущим строением.
  • От особенностей свай, то есть от их поведения непосредственно в грунте.
  • От типа ростверка, который будет использоваться при его возведении.

В целом конструкция фундамента состоит из свай, которые установлены по периметру будущего строения, а также под несущими стенами и перегородками.

Что касаемо установки свай, то в большинстве случаев для их установки требуется специальная техника, и если строительство происходит на небольших участках, то целесообразнее всего использовать те конструкции свайного фундамента, которые можно сделать своими руками, например свайный фундамент с железобетонными буронабивными сваями.

Что это такое

Сваи – это длинные стержни, которые устанавливаются в грунт при помощи специальных механизмов, либо заливаются сразу в земле. Если куплены готовые сваи, то на одном их конце располагается острый наконечник, который облегчает вхождение столба в почву твердых пород.

Свайный фундамент – это разновидность столбчатой основы, которая в основном используется для каркасных или деревянных домов, строений из пеноблоков и невысоких зданий из пенобетона. Уникальность такой конструкции заключается в экономии строительных материалов и скорости проведения работ. Сваи часто используют для возведения зданий в районах с плавающими грунтами, высоким уровнем грунтовых вод, а также при строительстве домов без подвала.

Существуют разные типы свайных фундаментов:

  1. Погружаемые или забивные. Это железобетонные сваи, деревянные и стальные;
  2. Углубляемые. И частично или полностью по всей длине укрепляют при помощи бетонного раствора;
  3. Набивные, образующиеся при вытеснении пучинистого грунта из участка заливки свая;
  4. Буровые, которые устанавливаются в предварительно пробуренное отверстие в земле;
  5. Винтовые — это опоры, которые нужно вкручивать в землю при помощи специального приспособления.

Каждый тип основания применяется для зданий из различных строительных материалов. Например, свайный фундамент под кирпичный дом выполняется при помощи забивных или наливных свай. Винтовая основа часто используется для дачи или небольшого каркасного гаража из дерева или профнастила.

При этом нужно отметить, что узаконивание двухэтажного дома на свайном фундаменте – это довольно сложная задача, в особенности, если Вы все делали своими руками. Для возведения крупного жилого здания лучше воспользоваться услугами специалистов, которые помогут все правильно : столбчатый фундамент

Фундамент на винтовых сваях – недостатки

Чем плох свайный фундамент? Винтовая опора состоит из металлической основы, поэтому такая конструкция подвергается коррозии. Этот недостаток негативно сказывается на долговечности фундамента и здания в целом. Большинство эксплуатационных минусов проявляются при нарушении технологии строительства. На качество фундамента оказывают влияние многие факторы, определяющее значение имеют следующие:

  • марка и толщина стального материала;
  • способ создания сварного шва;
  • качество швов лопастей свай.

Чтобы увеличить срок эксплуатации свайного фундамента, требуется дополнительная пескоструйная обработка конструкционных элементов основания, предшествующая нанесению антикоррозийных составов. Конечно, нельзя исключать тот факт, что покрытие может пострадать при вкручивании винтовой сваи в толщу почвы. Этого можно избежать, если выбрать более качественный металл. Идеальный вариант для изготовления ствола опоры – цельная сталь без следов сварки на поверхности.

Желая возвести капитальный дом для круглогодичного проживания, который прослужит долго, нельзя не брать во внимание и такие недостатки винтовых свай для фундамента, как:

  1. Малая несущая способность. Свайно-винтовой фундамент рекомендуется использовать для построек в один-два этажа. Более высокую нагрузку такое основание не выдержит даже при условии обустройства усиленной конструкции. Также этот минус определяет ограничение строительства легкими и небольшими здания, например, из пеностеролбетона или арболита.
  2. Невозможность обустройства подвала. Разрывать грунт для проведения работ по обустройству подвального помещения не рекомендуется, так как при этом можно нарушить его контакт со сваями.
  3. Трудозатратная облицовка отмостки и цоколя здания. Отделочные работы необходимы для герметизации подпольного пространства, способствующей снижению риска появления коррозии на винтах.
  4. Возможность деформации фундамента. Как правило, она наблюдается, если свайные опоры были вкручены или забиты в заранее сделанные отверстия. Деформироваться основание также может и при неодинаковой глубине размещения винтов.
  5. Проседание грунта – этот недостаток винтовых свай возникает при плохом обследовании участка.
  6. Точный расчет. Длительный срок службы основы здания зависит от точности проведенных расчетов и правильности составленного чертежа. Сделать это самостоятельно, не имея специальных навыков и знаний, невозможно, а за услуги специалистов придется заплатить.
Читайте также:  Как выбрать отливы для забора и для чего они нужны

Стоит также отметить, что свайный фундамент не подходит для проведения работ на каменистой почве, так как вкрутить винтовую опору в такой грунт невозможно.

Несмотря на вышеперечисленные минусы, заменой ленточного фундамента на винтовые сваи пользуются все больше застройщиков. Этому способствует множество преимуществ, которым обладает такое основание.

Где применяются свайные фундаменты

В большинстве российских регионов свайный фундамент применяется для строительства домов на слабых грунтах. Таковыми будут являться торфяники и болотистые почвы. Кстати, он будет и там, где достаточно высокий уровень грунтовых вод.

Схема монтажа свайного фундамента

Плитный или мелко заглубленный ленточный фундамент будет неэффективен на такой земле, так как верхний слой почвы просто не сможет выдержать большую нагрузку.

Проектирование и устройство свайных фундаментов регламентируется не только Строительными нормами и правилами, в частности, СНиП , но и другими нормативными документами, к которым относится, например «Руководство по проектированию свайных фундаментов». В нём изложены все рекомендуемые решения, применяемые для устройства данного типа фундаментов, определены параметры необходимых изыскательских работ, методы выполнения проектных и виды осуществляемых расчётно-конструкторских работ.

Рассмотрены вопросы расчёта свай по несущей способности, расчёт свайных фундаментов и оснований по деформациям, общие вопросы проектирования свайных фундаментов.

Готовый проект свайного фундамента

Отдельно выделены особенности проектирования в специфических условиях, таких как просадочные грунты, набухающие грунты, подрабатываемые территории или сейсмические районы.

Свайный фундамент представляет собой более сложную систему, чем просто набор свай, поэтому для квалифицированного расчёта других элементов применяются и иные рекомендованные к использованию материалы, например, «Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов».

Использование нормативной литературы позволяет обеспечить высокое качество проектных работ и обоснованное принятие экономических решений без ущерба безопасности и долговечности зданий и сооружений.

Именно для этого используют сваи. Вертикальные конструкции опускаются на достаточную глубину в землю и передают нагрузку на более плотные слои грунта, которые располагаются ниже. Цена такого фундамента более низкая, чем на классические типы фундаментов с выемкой грунта.

Также установка свайного фундамента станет оптимальным решением в районах вечной мерзлоты и там, где имеются подвижные грунты. Домик для отдыха на берегу реки или вблизи водоёма тоже лучше ставить на свайный фундамент. При использовании качественной гидроизоляции конструкция прослужит намного дольше, чем прочие типы фундаментов.

Монтаж и заготовка под ростверк

Пример неправильного проекта.

  1. Отсутствие четкого проекта с подробным расчетом всех мест расположения свай, их толщины, длины, а также геодезической карты территории.
  2. Не предусматривается четкая жесткая связь между столбами свай и несущей плитой. Если зимой грунт начинает промерзать, тогда он расширяется. В результате под нижней частью утепленного перекрытия грунт охлаждается медленнее и возникает разнонаправленная сила. Эта сила стремится опрокинуть столб, мерзлая земля давит на верхние слои столба, а нижняя берет нагрузку на себя. В результате столб начинает наклоняться, а если они не зафиксированы жестко сверху, тогда однозначно их вырвет из пазов залитого ростверка.
  3. Не предусматривается в нижней части ростверка воздушная подушка. Если не удаляется подсыпка под ростверком, тогда через сезонные изменения температур на нее будет воздействовать значительная сила. Она со временем приведет к разрыву опорных площадок, повреждению ленты ростверка. Чтобы такого не случилось, во время заливки на дно котлована ложатся пенополистирольные плиты, которые играют роль амортизатора и защищают от промерзания почвы.
  4. Неправильно проведенный расчет допустимой глубины погружения свай. Если они забиты не достаточно глубоко, тогда в этом месте здание даст просадку, возникнет перекос несущей конструкции и заваливание одного угла. Со временем разрушается сама плита через чрезмерные нагрузки и цоколь здания. Также через неправильные расчеты или проект конструкции ростверка возможно резкое поднятие одной или нескольких свай, а это неизбежно влечет за собой разрушение перекрытий с дальнейшим уничтожением самого здания.
  5. Неправильно сделан расчет несущей способности основания. Эту ошибку часто можно встретить в начинающих проектировщиков без опыта работы и практики. Тут проблема состоит в неправильном выборе типа почвы, ведь весь расчет именно на этом и основан. Наибольшей несущей способностью обладают скальные породы и каменистые грунты, наименьшей — мелкозернистые песчаные грунты. Если ошибиться в расчетах есть риск того, что будущая постройка будет со временем постоянно погружаться в землю, и этот процесс будет очень сложно остановить. Поэтому тут нужна полноценная схема расположения, длины и диаметра каждой сваи.
Читайте также:  Для чего нужны отливы у цоколя? Разновидности отливов

Первым делом необходимо сделать разметку, для этого снимается верхний слой почвы и вырывается котлован. Его величина должна быть на 1м больше с каждой стороны, чем будущий фундамент. Делается это для установки опалубки. Это огромный объем работы и стоит пользоваться экскаватором. Грунт надо снимать аккуратно и дойдя до определенной глубины приступить к выравниванию вручную.

Герметичность обеспечивает тот же битумный праймер. Его наносят в места нахлестав. Не рекомендуется использовать рубероид, он неэластичный и трескается. Для ростверка делается опалубка, по всему периметру сваи. Чтобы выдержать давление во время заливки бетона опалку надо хорошо закрепить, чтобы избежать смещение конструкции.

  • Если связь между ростверком и сваями недостаточно надежная, может произойти просадка, в результате промерзания почвы и смещения столбов. В данном случае расчетная нагрузка от сооружения будет воздействовать неравномерно, что и приведет к плачевным последствиям.
  • В случае если под ростверком будет отсутствовать воздушная прослойка, вероятность обрыва сваи достаточно велика, потому как промерзлая земля, расширяясь, создаст избыточное давление, которое будет воздействовать непосредственно на нижнюю часть сваи. В данном случае рекомендуется «утеплить» плиту пенополистиролом (снизу).
  • Не стоит допускать ошибки в расчетах, потому как именно они могут стать причиной просадки, трещин и других проблем, которые уменьшают срок беспроблемной эксплуатации фундамента. Нагрузки необходимо рассчитывать четко и точно, лучше доверить это ответственное дело настоящим и опытным профессионалам.
  • Не допускается неправильное, неточное установление свай, тем более, на малой глубине, потому как это может привести к оперативной усадке самого основания. В данном случае, необходимо запомнить важное правило – установление свай всегда необходимо производить ниже, чем непосредственная глубина промерзания грунта.

Сегодня частные застройщики нередко используют для строительства своих объектов свайно-ростверковый фундамент, преимущество и недостатки которого дают представление потребителю о его свойствах и назначении. Главной особенностью такого основания является применение его для строительства небольших сооружений.

Популярные вопросы

Как между собой соединяются сваи?

Вкрученные в грунт сваи оснащаются оголовками. Поверх головок фиксируется ростверк (конструкция в виде рамы), придающий фундаменту прочности и жёсткости.

На какую глубину нужно вкручивать сваи?

Согласно технологии свая приобретает опорную способность только при достижении глубины грунта с плотной структурой. Это становится заметным после того, как винтовая часть находит упор и перестаёт рассекать почвенные слои. При этом важно достичь уровня погружения сваи не менее 1,7 м.

Какие способы погружения в грунт свай существуют?

Существует несколько способов заглубления свайных конструкций в грунт. Один из них предусматривает привлечение специальной мощной техники, которая вбивает трубы с помощью вакуумного насоса. Данный метод применяется лишь в промышленных масштабах. Другой способ выполняется вручную или с помощью специального оборудования. Суть заключается в погружении свайных элементов путём вкручивания в почвенные слои.

Другие технологии являются разновидностями двух основных методов.

Могут ли использоваться сваи в северных регионах?

При возведении свайного фундамента учитываются все важные факторы, одним из которых является уровень промерзания почвы. В условиях сурового климата грунт промерзает достаточно глубоко (более 1,5-2 м). А обеспечить устойчивость и прочность можно при помощи заглубления металлических конструкций ниже критической отметки. Достигается это просто, главное подобрать подходящую длину трубы. Верхняя часть фундамента фиксируется ростверком.

Формы и основные размеры стандартных изделий

В зависимости от заложенных в проекте решений используют разные типы свай.

Формы и основные размеры стандартных изделий
  • С — сплошные с круглым или квадратным сечением, внутренней ненапрягаемой арматурой. Составной вариант изготавливают с поперечным армированием ствола. Сечение (радиус) 200 мм длиной 3–6 метров.
  • С — с предварительно напрягаемой арматурой, цельная. Длина зависит от поперечного сечения (сечение/длина): 200/от 3 до 6 м, 250 мм/4,5–6м, 300 мм/3–15м, 350 мм/8–20м, 400 мм/13–20м.
  • С — составная с напрягаемой арматурой, диаметр 300, 350 или 400 мм, общая длина от 3 до 28 метров.
  • СП — сечение квадратное, круглая полость внутри, диаметр 300 или 400 мм, длина 3–12 м.
  • СК — цельное или составное изделие с ненапрягаемой арматурой, диаметр 400–1600 мм, длина 4–18м.
  • СО — сваи-оболочки цельные или составные, диаметром 400–1600 мм, общей длины до 24 м.
  • 1СД — колонны с поперечным разрезом квадратного сечения без полостей с двумя консолями. Располагают по крайним сторонам зданий. Сечение 200, 300 мм, Длина 5–7,5 м.
  • 2СД – аналогичные по размерам, но предназначенные для средних осей зданий без внутренних несущих стен.
  • СЦ – сплошные, цельные с напрягаемой арматурой в центре ствола. Сечение квадратное.
Читайте также:  Вертикальная вязка арматуры для фундамента

Составные типы должны поставляться в комплекте с соединительными элементами, предусмотренными технической документацией.

Формы и основные размеры стандартных изделий

Приложения А.1 и А.2 ГОСТа 19804-2012 содержат полную информацию о том, какой тип пригоден для фундамента в зависимости от поверхностных и залегающих на глубине грунтов.

Варианты расположения свай и их виды

Сваи могут быть висячими или в виде стоек. В первом варианте нагрузка на окружающий грунт передается через трение о боковые стенки. Такие сваи характеризуются развитой боковой поверхностью по всей длине с множеством выступов, что обеспечивает хорошую несущую способность конструкции. Данный тип применяется для почв с высоким уровнем грунтовых вод или имеющих толстый слой слабого грунта, под которым располагается более прочный, но он все равно не способен удержать сваю-стойку.

Сваи-стойки передают нагрузку от сооружения непосредственно на прочный грунт, который располагается под слабым слоем. Элементы характеризуются гладкой поверхностью, за которую грунт не цепляется. Самым важным критерием для данного типа свай является широкое основание, которое воспринимает более 80% от общей нагрузки.

Полезный совет! Для многоэтажных и долговечных построек целесообразно выбирать сваи-стойки ТИСЭ, имеющие значительное уширение в нижней части элемента, что позволяет исключить дальнейшую осадку.

Сваи в грунте могут располагаться по одному из способов:

  • одиночному;
  • ленточному;
  • полосами;
  • в виде куста;
  • полем.
Варианты расположения свай и их виды

Различные варианты и виды свай

Первый способ выбирается под отдельно стоящую опору. В зависимости от особенностей рельефа свая может быть установлена наклонно. Ленточный способ предполагает размещение свай по всему периметру сооружения. Для строительства массивных многоэтажных конструкций используется установка свай в несколько рядов в виде полос.

Кустовое размещение предполагает установку элементов под несущими стенами и объектами с большой нагрузкой. Такой способ применяется для строительства навесов и сооружений с большим количеством колонн, которые удерживают кровлю. Для строения большого размера используется установка свай в шахматном порядке.

Выбор способа расположения свай зависит от проекта строительства. Элементы должны располагаться в углах и в местах пересечения простенков. Оптимальным считается расстояние между сваями в ростверке 2–3 м.

Производители

Существует масса предложений по производству и монтажу винтовых свай различной конструкции и для разных грунтов. Монтаж одной сваи в среднем обойдется в 1000 рублей.

Стоимость изготовления следующая:

Производитель Стоимость (единицы) Отзывы
Ювента От 950 до 5 400 рублей Клиенты довольны опорами от Ювента, качеством изделий и скоростью исполнения заказа
Завод производитель ВинтМаркет в Клину От 1 000 до 15 150 рублей Клиенты отмечают качество производства, скорость работ, вежливость персонала и лояльность ценовой политики
Стройфундамент От 1 000 до 3 500 рублей и выше Клиенты ценят возможность получить комплекс услуг у производителя, в том числе и ремонт фундамента
ВЗСК От 860 рублей при покупке от 25 штук Клиенты отмечают возможность выполнить онлайн-расчет, сделать удаленно заказ и получить качественную продукцию
Моссваи От 1 500 до 6 000 рублей Производитель радует клиентов качеством услуг и материалов, комплексом предложений и тесным сотрудничеством

Подготовительные работы

Перед началом монтажа фундамента необходимо приобрести требуемые расходные материалы – бетон, арматуру и строганные доски для монтажа опалубки под ростверк. Нормативный расход бетона и арматуры на типовые конфигурации буронабивных свай приведен на рисунке 1.1

Чтобы собственноручно построить буронабивной фундамент вам потребуются следующие инструменты и материалы:

  • Для разметки – арматурные стержни, строганные доски и бруски, строительный шнур либо бечевка, саморезы, уровень, рулетка;
  • Для монтажа ЖБ свай – бетономешалка, лопаты, ручной бур, ведра, рулонный рубероид, скотч, тачка для вывоза земли;
  • Для создания армокаркасов: сварочный аппарат, болгарка, арматурные стержни (рифленые, диаметром 12-15 мм, и гладкие, 8-12 мм. в диаметре);
  • Для ростверка – товарный бетон в необходимом количестве, доски для опалубки, ножовки, гвозди и саморезы, электродрель, провило, гидроизоляционный материал ростверка для укрытия после заливки.