Свайный фундамент: особенности, плюсы и минусы конструкции, монтаж

Как известно каждому, любое строение должно иметь основание, то есть фундамент. В зависимости от типа почвы, которая располагается на участке строительства, а также размеров, фундамент может быть различным. Так на сегодняшний день существует несколько видов фундамента: свайный, ленточный, столбчатый и плитный. В данной статье мы рассмотрим особенности свайного фундамента с различными типами свай, его плюсы и минусы.

Основная классификация

Существует несколько классификаций свайных фундаментов, но чаще всего используют классификацию по степени заглубления:

• Низкий ростверк. Закладывается глубже зоны промерзания, снижает негативное воздействие пучиноопасной почвы, переносит вертикальное давление на основание здания.
• Высокий ростверк. Располагается над поверхностью земли. Такой свайно-ростверковый фундамент востребован при строительстве домов с подвальными помещениями, а также при возведении мостовых опор.
• Промежуточный ростверк. Лежит на поверхности земли, не заглубляется. Подходит для местностей со спокойными грунтами.

При подборе оптимального типа фундамента обязательно учитывается состав и глубина промерзания почвы. Измерить последний показатель довольно сложно, поскольку он может отличаться даже в пределах одного участка. Плотные и влажные грунты промерзают сильнее, что отражается на глубине закладки фундамента. Важную роль играют и сезонные особенности: зимой вспучиваются практически все виды почвы.

Разновидности свай

Основы свайного фундамента изготавливают из различных материалов: дерева, армированного бетона, металла в чистом или комбинированном виде. По локализации выделяют одиночные и ленточные сваи, свайные кусты и поля. Последние используются при сооружении многоэтажных и башенных конструкций.

По способу монтажа сваи делятся на несколько типов:

• вдавливаемые заглубляются в грунт при помощи гидравлических насосов;
• набивные изготавливаются на месте (бетон заливается в заранее пробуренные скважины);
• забивные буквально вбиваются гидравлическими молотами, используются при строительстве тяжелых зданий на проблемных грунтах, практически не имеют аналогов по прочности и надежности;
• винтовые ввинчиваются в грунт по типу шурупов ручным или машинным методом, подходят для возведения легких деревянных или каркасных домов.

В зависимости от того, какие элементы были использованы, фундамент называют свайно-ленточным, свайно-забивным, свайно-ростверковым или свайно-винтовым. У каждого типа есть свои особенности, но достоинства и недостатки едины для всей группы.

Фундамент на винтовых сваях

Винтовые сваи представляют собой опорную конструкцию в виде системы погруженных в грунт металлических труб с приваренными в нижней части спиралевидными лопастями (ниже приведено фото). Они играют роль нарезки, подобной той, что делается на шурупах.

Заостренный конусный наконечник позволяет стволу легче входить в грунт, а лопасти выполняют функцию нарезки и параллельно являются опорными узлами.

Погруженная опора удерживается в неподвижном состоянии за счет силы трения между боковыми стенками трубы и грунтом, а также за счет нагрузки на лопасти. Установка производится по определенной схеме, образующей т.н. свайное поле, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки по всем стволам.

После погружения верхние части подрезают, образуя ровную плоскость, и обвязывают несущим поясом — ростверком.

Он является опорной конструкцией для стен и равномерно передает нагрузку на систему свай.

Функции ростверка близки к работе ленточного фундамента, но опорой для него является не поверхность грунта, а верхние концы вертикальных стержней. Для усиления конструкции, полые трубы после установки заливают уплотненным бетоном, что делает их невосприимчивыми к возможным боковым нагрузкам.

ВАЖНО!

Установка винтовых свай не требует погружения до появления контакта с плотными слоями грунта. При достаточном заглублении они вполне надежно удерживают постройку, являясь висячим типом свай.

Как сделать качественный свайно-винтовой фундамент

Вы можете сказать, что все вышеперечисленные проблемы со свайно-винтовым фундаментом возникли из-за грубых нарушений, допущенных в ходе строительства. Отчасти это верно. На портале есть множество тем, где у людей трещат ленты и проседают плитные фундаменты, в которые вбуханы кубометры бетона. Но, на устройство свайно-винтового фундамента, огромное влияние оказывает т.н. «человеческий фактор». Слишком много халтурщиков, в сезон, хочет заработать на сваях. На первый взгляд — работа нехитрая и простая, но, это только кажется.

Игорь3Пользователь FORUMHOUSE

Я занимаюсь ремонтом фундаментов и передвижкой домов. Часто слышу про сваи, что качаются, тонут или, их выпирает. Технология свайно-винтового фундамента тут ни при чём. Причины аварийных ситуаций — неграмотный расчет и неправильный монтаж винтовых свай, усугубленный особенностями грунта.

В отличие от машинного вкручивания свай, при ручном монтаже, строители могут устать или просто схалтурить, что негативно скажется на качестве свайно-винтового фундамента.

По мнению Игорь3 дом на сваях качается если:

• Сваи недостаточно заглублены.
• Строители вырыли слишком глубокий приямок.
• Сваи слишком высоко подрезаны над грунтом и нет диагональных «укосин».
• Выбран малый диаметр свай.
• Недостаточное количество свай.
• Слабонесущий грунт.

Сваи просели если:

• Под сваями слабонесущий грунт.
• Не сделан расчёт несущей способности сваи, и, что ВАЖНО, грунта под лопастью сваи.

Итак, основа надежного свайно-винтового фундамента — конструкторский расчёт и данные геологии на участке, а не определение длины и диаметра свай по телефону или по принципу «так сделали соседу». На первый взгляд кажется, что все вопросы решаются просто — заказывается инженерно-геологическое изыскание. Затем собираются нагрузки от будущего строения на грунт, делается расчёт и выбираются сваи. На этом этапе застройщиков ожидает «подводный камень», который может полностью обнулить идею сделать качественный свайно-винтовой фундамент.

al185Супер-Модератор FORUMHOUSE

Любителей упрощенного «расчета» нагрузок через вес дома ждет неприятный сюрприз — риск неравномерных осадок по осям. На самом деле, грамотный сбор осевых нагрузок показывает — они сильно разные по осям. У каркасников в 1-2 этажа, нагрузки на периметр в диапазоне 10-25 кН/м = 1-2,5т/м и на внутренние до 40-50 кН/м= 4-5т/м.

Внутренние стены в строении всегда более нагружены, чем внешние.

Теперь найдите конструктора, кто сможет сделать грамотный расчет свайно-винтового фундамента, со сбором осевых нагрузок, и расчетом конструкции по СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Есть такой?

Если ленточные и плитные фундаменты отчасти могут компенсировать неравномерную осадку, и перераспределить нагрузку без возникновения аварийной ситуации, то сваи осаживаются каждая сама по себе.

Ещё один «миф», что свайный фундамент можно рассчитать путём пробного завинчивания сваи и, тем самым, исследовать грунт на участке.

al185

На мой взгляд и любого конструктора — этот метод — лотерея из области экстрасенсорики и уфологии.

Причина в том, что на усилие при пробном закручивании сваи влияет время года. Например, данные ранней весной, когда грунт находится во влагонасыщенном состоянии, т. е. в период максимального ухудшения свойств основания, будут отличаться от данных полученных при пробном завинчивании сваи летом — в конце августе, когда воды мало или зимой.

Состояние грунта при пробном завинчивании действительно только на момент самого завинчивания. Этот метод не учитывает сезонное, долговременное (карст, подтопление) и техногенное ухудшение свойств основания.

yra88888

При нормальном инженерно-геологическом исследовании выявляется практически все свойства залегающих пластов, в том числе и мощность, и возможность выявления просадочных линз. Выявляются пласты более стабильные и пригодные для восприятия нагрузок. Так же определяется и начальное просадочное давление, коэффициент фильтрации и другие свойства грунта, которые пробным закручиванием не определить.

Проектирование свайных фундаментов без соответствующих достаточных данных инженерно-геологических изысканий не допускается.

Обязательными видами работ, независимо от уровня ответственности объектов строительства и типов свайных фундаментов, являются бурение скважин, лабораторные исследования и статическое или динамическое зондирование грунта.

Запомните! На свайно-винтовой фундамент можно поставить даже каменный дом, например, из газобетона. Вопрос лишь в том, если отбросить цену такого фундамента, выдержит ли грунт под лопастью эту нагрузку, при небольшой площади отпирания всех свай, по сравнению с ленточным или плитным фундаментом.

Для сравнения:

• Площадь опирания винтовой «108» сваи, с диаметром лопасти 300 мм – 0.07 м²
• Площадь опирания винтовой «133» сваи, с диаметром лопасти 350 мм – 0.09 м²
• Площадь опирания только части МЗЛФ, шириной 600 мм и длиной 1 м – 0.6 м²

Т.е. площадь опирания всего лишь 1 погонного метра ленточного фундамента, с шириной подошвы 0.6 м, = 6-8 винтовых свай! Причём при конструировании свайно-винтового фундамента не принимаются в расчет силы трения сваи о грунт в той части длины ствола, примерно 1.5-2 м, которая находится в зоне промерзания.

От чего зависит выбор типа фундамента

При выборе типа фундамента — любого, а не только свайного — необходимо учитывать ряд факторов:

• наличие и уровень залегания грунтовых вод на участке;
• тип грунта, его состояние и глубина промерзания;
• планируемая величина нагрузки от здания;
• наличие подвального помещения и подземных коммуникаций под домом;
• используемые строительные материалы;
• расчетный срок службы постройки.

Расчеты для обустройства свайно-ростверкового, свайно-винтового, свайно-ленточного и свайно-забивного фундамента лучше доверять лицензированным организациям. Для самостоятельного монтажа недостаточно посмотреть пару видео — для обустройства таких оснований требуются профессиональные знания и навыки.

Ищите Ондулин в официальном интернет-магазине

Кровля Ондулин «Черепица»

Дешевле натуральной черепицы. Гарантия 20 лет! Не протекает. Не выгорает. Легко перевозить.

от 259 р/м²

В официальный магазин

Кровля Ондулин Смарт

Система «умный замок» — защищает от протечек. Быстрый и простой монтаж. Легкий вес. Гарантия 15 лет!

от 254 р/м²

В официальный магазин

Кровля Ондувилла

Имитирует натуральную черепицу. Гарантия 25 лет! Не протекает. Не нагревается на солнце.

от 400 р/м²

В официальный магазин

Этапы монтажа

Монтажные работы выполняются по проектной документации после проведения исследования грунта и местности в целом. Участок под застройку очищается от мусора и по возможности выравнивается. Последовательность дальнейшего возведения фундамента такова.

1. На строительной площадке делают разметку согласно ранее разработанному плану. Опорные точки располагаются с интервалом 2-2,5 м. Если увеличить расстояние свыше 3 м, то конструкция потеряет несущую способность.

2. Следующим этапом осуществляется выставление периметра. По углам постройки (по периметру) вбиваются колышки, после чего вычисляются диагонали.

3. Первыми вкручиваются угловые сваи. Для облегчения работ выкапываются приямки глубиной 50-70 см. При заглублении конструкций строго соблюдается вертикальность.

4. Далее заглубляются остальные сваи по намеченным контрольным точкам.

5. После установки всех свай выверяется уровень высоты фундамента, а дальше выполняется обрезка излишков трубы.

6. В некоторых случаях для вытеснения кислорода из полости труб производится бетонирование внутренней части сваи. В качестве рабочего раствора применяется бетон марки М-150. Данная технология предотвращает преждевременный износ металла из-за развития коррозии.

7. Завершается монтаж свай привариванием оголовков. Шов от сварки обязательно зачищается и обрабатывается антикоррозийным составом.

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.

Какие бывают виды винтовых свай

Винтовые сваи бывают различных видов. Их применяют в зависимости от условий грунта и других параметров, которые мы рассмотрим. И так какие же бывают виды винтовых опор, которые использует в мире современного строительства. Для удобство разобьем все виды винтовых свай на категории.

По области применения в строительстве

Для тех, кто мало разбирается в строительном ремесле кажется, что такой тип фундамента используют очень редко. Но это не так. Этот тип используют гораздо шире.

Ниже перечислим области в которых широко применяются свайные конструкции, винтовые сваи в частности:

• Капитальное строительство.
• Индивидуальное строительство для жилья.
• Возведение теплиц.
• Строительство ангаров.
• Заборы или ограждения и т.д.
• Мосты, причалы и другие гидротехнические сооружения.
• Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.

За последние несколько десятков лет популярность этого типа оснований возросла в разы. А это значит, что и область применения винтовых свай только растет и этот процесс еще не окончен.

Какие бывают размеры свай

При изготовлении винтовых свай используют стальные трубы разных диаметров. В зависимости от области применений используют различные размеры свай. Чем больше масштаб стройки, тем толще должны быть сваи, это понятно. Но самые распространенные являются трубы диаметром 108 мм. Такой размер оптимально сочетает достаточно хорошее вхождение в грунт и высокую несущую способность.

Диапазон диаметров свайных труб колеблется в пределах 57-219 мм. Конечно в отдельных случаях могут использоваться и трубы с большим диаметром.

Так как тема данной статьи посвящена именно частному домостроению, то сделаем поправку, что трубы свыше 159 мм обычно не используются. Так как при такой толщине уже имеются определенные сложности погружения свай.

Длина свай также имеет ключевое значение и имеет несколько вариантов исполнения. Типоразмеры находятся в промежутке от 1650 мм до 9000 мм. Длина свай выбирается в зависимости от условий в которых необходимо возводить здание. Важно понимать, что чем более сложный участок грунта, тем больше длина должна быть выбрана при использовании свай.

Сколько должно быть лопастей

Сваи бывают различных конструкций. Конструкции бывают с одной лопастью или же с несколькими лопастями. Сваи с одной лопастью обычно применяются только на относительно надежных грунтах. Сваи же с несколькими лопастями больше подходят для сложных и малонесущих грунтов.

Важно знать. Чтобы не потерять сцепление с грунтом при установке свай нельзя делать реверс (обратное движение при вкручивании). А также не должно быть превышение нагрузки на сваю.

Конечно при строительстве ответственных строений, особенно если грунт слабонесущий, то необходимо использовать многолопастные сваи. Так как их конструкция обеспечивает большую устойчивость и способны выдержать более высокую нагрузку. Это однозначный плюс в пользу выбора многолопостных винтовых свай.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам. Также дополнительным доводом в пользу выбора именно таких свай может стать тот факт, что при увеличении количества лопастей на свае, делает возможным уменьшение диаметра ствола. А это в разы облегчает погружение в грунт.

Но обязательно нужно следить за тем, чтобы толщина стенок должна обеспечивать нужную жесткость конструкции.

Разновидности наконечников винтовых свай

Основная функция наконечников — это принять на себя нагрузку, когда погружают сваю. Поэтому это создает высокие требования к данному элементу конструкции. Подробнее рассмотрим: какие бывают наконечники у винтовых свай и в каких случаях какой наконечник лучше использовать.

Существуют следующие разновидности наконечников винтовых свай:

• Первый тип наконечников — это сварные наконечники винтовых свай. Делаются они путем зауживания толщины трубы. Вырезаются клиновидные участки трубы, а затем соединяют оставшиеся части таким образом, что получается конус. Далее свариваются швы в единую конструкцию. Таким способом добиваются заостренного конца. Но стоит отметить, что так