Особенности устройства свайного железобетонного фундамента

Устройство свайного фундамента – ключевой момент при строительстве зданий на слабых грунтах. Рассмотрены виды свай, ростверков, технология строительства.

Инструменты и материалы

Виды ростверков свайных фундаментов.

Для возведения свайного фундамента под дом потребуются следующие инструменты и материалы:

• куски асбестоцементной трубы диаметром до 200 мм (можно заменить рубероидовой гильзой, намотанной в 2 слоя);
• арматура, длиной не больше высоты столба сваи;
• скотч;
• компоненты бетонной смеси (щебень, вода, песок, цемент);
• бур-лопатка для уширения дна, шириной до 190 мм;
• бур садовый диаметром 200 мм;
• гидроуровень;
• трамбовка;
• бетономешалка или корыто и лопаты;
• доски;
• анкер-дюбели.

Рассмотрим подробно устройство фундамента из бетона под дом.

Содержание

Что это такое?

Виды и подвиды

Плюсы и минусы

Пошаговая инструкция

Применение в строительстве

Конструкция свайного фундамента

Из чего состоит конструкция фундамента? Свайный фундамент состоит из оболочек или свай и объединяющей их сверху балки или плиты, называемой ростверком. Ростверк воспринимает нагрузку от сооружения, расположенного над ним и распределяет ее между всеми сваями.

Свайные фундаменты виды

Существует большое количество различных конструкций свайных фундаментов. Различают виды свайных фундаментов, имеющие высокий или низкий ростверк.

У высокого ростверка подошва возвышается над поверхностью земли, а низкий ростверк выполняется заглубленным в грунт.

Конструкция фундамента, имеющего высокий ростверк, обладает существенными преимуществами перед заглубленным внутрь фундаментом с низким ростверком.

Преимущества фундаментов с высоким ростверком:

1. При одинаковой жесткости и несущей способности на их сооружение уходит меньше затрат труда и материалов.
2. Не нужно выполнять земляные работы по устройству котлована в грунте.
3. Вместо шпунтовых ограждений котлованов могут использоваться более дешевые перемычки разных конструкций.
4. Вместо монолитных плит, которые бетонируют на месте, можно применять плиты из сборного железобетона.
5. Оболочки и столбы используют более эффективно.
6. Уменьшается размыв дна русла.

Винтовые сваи для различных типов домов.

По типу несущих элементов свайные фундаменты подразделяются на фундаменты из свай, оболочек и столбов. Можно создать фундаменты с наклонным расположением элементов. При этом по своей несущей способности и жесткости они будут равноценны фундаментам с заглубленной в грунт плитой.

Преимущества свайных фундаментов:

1. Их можно устраивать на слабых грунтах с низкой прочностью, большой глубиной промерзания, пучинистостью и сжимаемостью.
2. Сваи передают нагрузки на более глубокие прочные слои грунта и тем самым обеспечивают строению прочность и долговечность.
3. Многие конструкции свайных фундаментов могут быть смонтированы с сокращением объемов земляных и бетонных работ по сравнению с другими видами фундаментов.

Недостатки свайных фундаментов:

1. Их нельзя устанавливать в горизонтально-подвижных грунтах, а именно в просадочных и набухающих грунтах из-за их недостаточной устойчивости к опрокидыванию. В таких условиях необходимо устройство железобетонного ростверка.
2. При изготовлении свайных фундаментов появляются трудности с монтажом цоколя. При этом необходимо заполнять все пространство между имеющимися сваями.
3. Требуется большое количество механизмов и трудозатрат. Относительно высокая стоимость строительства.

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент – это вертикальные опоры из железобетона, погруженные в грунт. Сверху их обычно связывают ростверком либо монолитной плитой, которые служат основанием для стен дома. В зависимости от типа свай они в почву забиваются, закручиваются либо просто погружаются в заранее высверленные в земле отверстия.

Схема одного из видов с подземным ростверком

Железобетонный ростверковый вариант по внешнему виду и общей конструкции – прямой аналог ленточного фундамента. Только “лента” здесь меньших размеров и лежит не в грунте, а на сваях. Это отлично защищает ростверк от влаги и пучения. Причем вся энергия сезонного расширения/сжатия пластов почвы проходит мимо свайных опор. Они изначально погружаются ниже уровней промерзания грунта, стоя на плотном неподвижном основании.

Бурение скважины

Схема установки винтовых свай с подвижным кожухом.

Сначала выполняют бурение скважины ручным строительным буром. Количество необходимых свай определяют в зависимости от веса будущего здания. Конструкцию свай определяют в зависимости от нагрузок от перегородок, кровли, пола и эксплуатационных нагрузок. Максимальный диаметр применяемого ручного бура 300 мм.

Строители при бурении прикладывают минимальные усилия благодаря улучшенному расположению лопастей бура. Длину штанги бура можно регулировать. Это позволяет выполнять скважины глубиной до 5 м. Можно применять бур, имеющий устройство для уширения нижнего участка скважины.

Так создается опорная пята для свай. Это позволяет сократить количество свай и сэкономить бетон. Если необходимо выполнить скважины большего диаметра, то нужно прилагать довольно большие усилия. Для бурения таких скважин применяют моторизированные, электрические буры.

Например, электрический ямобур применяется для бурения скважин опор линий электропередач. При этом можно выполнить скважины глубиной до 4 м и диаметром до 1 м. Применяются также буровые машины на базе колесного трактора и грузовых машин.

Преимущества свайных Железобетонных фундаментов

Железобетонные свайные фундаменты, в сравнении с ленточными и плитными основаниями, обладают рядом существенных преимуществ, среди которых можно выделить:

• Возможность строительства на любых грунтах — опорная подошва свай опирается на глубинный слой грунта, что позволяет вести строительство на участках, где поверхностные грунты представлены плывунами, низкоплотной либо пучинистой почвой;
• Максимальная несущая способность — свайные фундаменты не имеют ограничений по массогабаритным характеристикам возводимых зданий;
• Скорость обустройства — современные копровые установки способны обустроить свайное поле под частный жилой дом в течении 1-2 рабочих смен;
• Долговечность — минимальный срок эксплуатации фундамента на железобетонных сваях составляет 100 лет.

Рис: Сваи для свайного фундамента

Важно: стоит выделить и экономическую оправданность свайных фундаментов — если вам необходимо возвести дом на проблемном грунте, обустройство свайного основания обойдется на порядок дешевле, чем создание монолитной фундаментной плиты с аналогичными несущими характеристиками.

Расчет

Для того, чтобы была уверенность в надежности свайного фундамента при постройке строения, необходимо правильно рассчитать количество свай и глубину их забивки.

В зависимости от типа почвы, при строительстве каркасного дома глубина забивки свай может колебаться от трех до десяти метров, а размер сечения от 150 до 250 мм.

Важно: точно узнать тип почвы, преобладающей в той или иной местности можно по специализированным справочникам, либо это может сделать специальная организация.

Приведем пример расчета свайно забивного фундамента для постройки двухэтажного каркасного дома на суглинистых почвах, которые занимают около 80 процентов территории нашей страны.

Для начала нужно подсчитать общий вес дома. Это несложно сделать, если прикинуть сколько материалов уйдет на строительство и их вес в кубических метрах. Любые данные о массе материалов есть в свободном доступе.

Например, на постройку дома ушло 60 кубометров бруса из лиственницы. Масса одного кубического метра полусухой (а именно такая подходит для строительства) лиственницы – около 800 кг. Простым умножением выясним, что общая масса сруба составит около 50 тонн.

Добавим сюда массу перекрытий, крыши, отделочных материалов и не забываем про бетонный ростверк. Таким же подсчетом по объему, выясним что это еще около 80 тонн. И, последнее, это масса мебели, и всего, что будет находится в доме. Получим около 10 тонн.

Суммируя результаты, получим общий вес готового строения в районе 140 тонн. Добавим для надежности 30 процентов запаса и получим 182 тонны.

Давление, которое удерживает одна железобетонная свая длиной 4 метра, составляет от 10 до 40 тонн, в зависимости от почвы, согласно всем инженерным справочникам. Взяв усредненную нагрузку в 20 тонн на сваю, нетрудно подсчитать, что в данном случае понадобится всего 9 свай, забитых с соблюдением всех норм.

На практике же, для постройки каркасного дома, забивные жб сваи для фундамента забивают с расстоянием не более 2,5 метров для более равномерной нагрузки строения на ростверк.

К сведению: подобным образом можно осуществить расчет для любой местности и любого типа свай.

Наши услуги

Строительная компания «Установка Свай» занимается обустройством надежных свайных фундаментов. Мы готовы взять на себя выполнения всего спектра работ по погружению забивных свай, а также обеспечить поставку качественных железобетонных изделий на объект.

Наша фирма обладает парком высокопродуктивной копровой техники, который представлен установками УСА (универсальный сваебойный агрегат), БМ-811 и Junttan PM20 — копр, забивающий до 60 свай в течении одной смены (для сравнения, стандартный свайный фундамент под одноэтажный кирпичный дом состоит из 35-50 свай).

Все работы мы выполняем качественно и в срок, в строгом соответствии с действующими строительными нормами.

Армирование и бетонирование свай

Схема бурения скважин для свай.

Необходимо выполнить армирование и залить сваи бетоном.

После выполнения скважин необходимо изготовить трубы из рубероида, соответствующие диаметру скважины. Их длина должна на 200 мм превышать глубину скважины.

Затем верхнюю часть трубы выполняют из двух слоев рубероида и стягивают стальной проволокой. Так выполняют опалубку.

После этого трубу устанавливают в скважину. При этом если на дне скважины имеется вода, перед заливкой бетона ее нужно откачать.

Приступают к выполнению арматурного каркаса. Для этого нужно взять три вертикальных арматурных прутка диаметром 6 мм и скрепить их друг с другом поперечинами через каждые 500 мм.

Вертикальные стержни для соединения столбов с ростверком надо вывести выше заливаемых бетоном свай на высоту, которая соответствует высоте ростверка минус 3 см.

В пучинистых грунтах фундаментный ростверк должен находиться на сваях на высоте 200 мм от верха грунта. Для этого сваи делают выступающими из земли.

Во влагонасыщенных грунтах пучение может достигать 15 см.

Затем надо залить сваи бетоном.

После монтажа каркаса скважин укладывают бетон слоями по 60 см. Каждый слой уплотняют при помощи вибратора.

Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

• забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
• вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
• статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
• комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.

На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.

Плюсы и минусы свайного основания

У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.

Среди плюсов рассматриваемого варианта можно выделить:

• Возможность устройства там, где классические варианты нельзя сделать из-за высокого УГВ, пучинистого грунта или большой глубины промерзания;

• Высокая скорость и предельная простота работ при самостоятельном их выполнении;

• Экономичность – выбрав фундамент на сваях, во многих случаях можно сэкономить до трети выделенных на обустройства опоры для дома средств;

• Минимум земляных работ – для ленточного либо плитно-монолитного аналога копать земли придется в разы больше.

Минусы у свайного фундамента следующие:

• Сложность проведения расчетов при проектировании;

• Возможность применения только для легких зданий;

• Необходимость утепления пола и невозможность устройства подвала.

Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.

Пример на забивных сваях

Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.

И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.

Устройство ростверка свайного фундамента

Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

Ростверк бывает:

• низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
• повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
• высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

Конструкция ростверка может быть:

• сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
• сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
• монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).

Изготовление ростверка

Ростверк представляет собой часть конструкции фундамента, которая связывает опоры в единую конструкцию и является опорой для стен постройки. Не является обязательным элементом. Но фундамент на забивных железобетонных сваях с ростверком — более устойчивый и крепкий, чем без него.

Особенности: допускается не сооружать ростверк, если строение будет выполнено из бруса. В таком случае, роль ростверка играют нижние венцы самой постройки.

Выполнен может быть из металла или железобетона.

В первом случае используются готовые изделия металлопроката, обычно это швеллер, двутавр или рельса. Они укладываются по уровню на забитые сваи и привариваются к прутам арматуры, выходящим из опор. Между собой элементы соединяются при помощи сварки или болтов. Такой тип ростверка отлично подходит для временных или нежилых построек, например, мансард, бань, летних беседок.

Железобетонный ростверк изготавливается путем заливки раствора в готовую опалубку с предварительно уложенной и закрепленной арматурной сеткой.

Ростверк бывает трех видов:

• висячий. Находится на приличном расстоянии от земли, пространство под полом не изолировано. Применяется при строительстве бань, мансард, сезонных дачных домиков;
• мелкозаглубленный. Погружается на небольшую глубину в землю. Опорой не служат, предназначены для защиты подпольного пространства дома от сквозняков и непогоды;
• заглубленный. Для его сооружения выкапывается траншея по аналогии с ленточным фундаментом. Является дополнительной опорой для постройки, усиливает свайный фундамент, отлично подходит при сооружении капитального всесезонного каркасного дома.

Полезное видео

Ознакомьтесь визуально с процессом забивки свай разных размеров и соответственно разной техникой на видео ниже:

Выводы

Приняв во внимание все вышесказанное, можно сделать вывод, что свайно забивной фундамент является самым надежным вариантом для частного дома, а также для постройки зданий любого типа, практически в любой местности. Его многолетний опыт применения во всех видах строительства служит хорошим доказательством.

В последнее время многие организации занимаются производством и установкой свай за минимальные суммы, сравнимые с постройкой фундаментов других видов, тем самым, обеспечивая доступность и распространенность.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...