Что собой представляет свайный фундамент?

Для возведения зданий используют различные фундаменты. Пользуется популярностью свайный вариант. Он отличается экономичностью, быстротой сооружения и простотой. Для обустройства фундамента необходимое количество свай погружается в почву. При этом основание железобетонной, винтовой или буронабивной опоры расположено ниже глубины промерзания, обеспечивая устойчивость сваи под нагрузкой. Благодаря высокой несущей способности опор достигается надежность свайного фундамента на различных видах почвы. Рассмотрим детально фундамент под сваи и его особенности.

Что представляет собой фундамент из свай?

Планируя построить дом на сваях, изучите конструкцию свайных оснований и выберите требуемый вариант. Многие знают, что в качестве опорных элементов свайного фундамента используют буронабивные опоры, железобетонные колонны, а также винтовые сваи. Что такое основание свайного типа и, как сделать свайно-винтовой фундамент, нам предстоит разобраться.

Итак, познакомимся со свайным основанием. Оно представляет собой сборную конструкцию, состоящую из следующих элементов:

• опор, погруженных в грунт до большой глубины, соответствующей уровню промерзания почвы. Наряду с буронабивными, винтовыми и железобетонными сваями используются также другие варианты. Например, трубы из асбоцемента, в которые залит бетонный раствор. Оголовки свай срезают в одной плоскости, обеспечивая горизонтальность;
• ростверка, выполненного из металлопроката или железобетона. Благодаря ростверковому усилению повышается способность опор сопротивляться деформациям грунта. Ростверком объединяют сваи под ленточный фундамент. Фиксируя ростверком количество необходимых свай, повышают нагрузочную способность фундамента.

Свайный фундамент применяется исключительно на проблемных грунтах, а также в условиях наклонного рельефа. Конструкция свайного основания обеспечивает пропорциональное распределение нагрузок от массы строения на почву. Для обустройства основы нет необходимости выполнять трудоемкие земляные мероприятия по подготовке приямка или котлована.

Разновидности свайных фундаментов

Для возведения зданий используются различные виды фундаментов свайного типа, которые отличаются в зависимости от следующих факторов:

• вида свайных опор;
• метода изготовления опорных элементов;
• способа погружения свай в почву;
• размещения опорных колонн под возводимым строением;
• способа передачи усилий от массы строения на грунт;
• конструктивных особенностей ростверковой обвязки.

Остановимся детально на каждом моменте классификации. Начнем со свайных опор. Сваи представляет собой опорные элементы, погруженные в почву в виде готовых изделий или забетонированные непосредственно на участке строительства. Контактирующая с грунтом нижняя часть опоры имеет разную форму:

• заостренную. Для погружения в грунт такой опоры необходимо использование специальной техники, ударное воздействие ручным методом или вращательное движение;
• плоскую. Сваи с плоским подпятником формируют в почве. Для этого бурят скважину диаметром, соответствующим сечению опоры, устанавливают арматуру и бетонируют.

Для изготовления свай применяют указанные виды материалов:

1. Древесину хвойных и твердых пород. Очищенные бревна используют в цельном виде или сращивают до требуемых размеров. Рабочую часть опоры заостряют, а всю сваю защищают смолой или битумом от поглощения влаги. Деревянные опоры используют для временных построек, каркасных домов и деревянных коттеджей.

   

2. Металл. В качестве основы используют стальные трубы, двутавр и различные типоразмеры прокатных профилей. В нижней части свай закрепляют конусообразную насадку или погружают металлические опоры в почву без нее. Для усиления сваи полость трубы заливают бетоном. Разновидностью металлических опор являются винтовые сваи.
3. Железобетон. Используют готовые железобетонные опоры, собирают сваи из отдельных элементов, а также применяют опоры буронабивного типа. Для повышения прочностных характеристик опору армируют в продольном и поперечном направлении. Железобетонные сваи отличаются профилем поперечного сечения и нагрузочной способностью.

Для свай также применяют трубы, изготовленные из асбоцемента, которые после погружения в скважину заполняют бетоном. Используются цельные и полые сваи с различной конфигурацией в поперечном сечении.

Наиболее распространенная форма профиля:

• окружность;
• квадрат;
• прямоугольник.

По способу изготовления свайные опоры делятся на следующие разновидности:

• готовые опорные элементы, изготовленные самостоятельно или на специализированных предприятиях. Такие сваи внедряются в почву путем ударного или вибрационного воздействия, а также вращательным методом;
• сваи, изготавливаемые в условиях строительной площадки. Для изготовления опорной колонны используется стальная арматура и бетон. Процесс формирования предусматривает бетонирование в предварительно пробуренный в грунте шурф.

Технология возведения фундамента свайного типа предусматривает погружение опорных элементов следующими методами:

• ударным или вибрационным. Забивные сваи внедряются вглубь почвы с помощью копров и специального сваебойного оборудования. Опорные элементы забивного типа применяются в области жилищного строительства, а также для возведения объектов промышленного назначения;
• способом вращения. Винтовые сваи изготавливаются из стальной трубы. Она оборудована прочным наконечником и имеет спиральную навивку. Процесс завинчивания свай осуществляется без использования специальной техники. Винтовые опоры используют в малоэтажном строительстве;
• путем бетонирования в почву. Опоры, залитые в выполненные полости, называют буронабивными. До заливки бетонной смеси в сформированную скважину опускается предварительно собранный арматурный каркас.

Свайные основания в зависимости от расположения свай классифицируются следующим образом:

1. Фундаменты с одиночными опорами. Опорные элементы, которые воспринимают нагрузку от массы строения, размещаются в угловых участках и местах пересечения капитальных стен с внутренними перегородками.
2. Основания с близко расположенными свайными опорами. Сплошное расположение опорных элементов на свайном поле обеспечивает равномерное распределение действующих нагрузок.
3. Фундаментные основы кустового типа. Сваи размещаются группами по несколько близко расположенных опор. Группы опорных элементов располагаются в наиболее нагруженных местах строения.

Свайные опоры делятся на виды в зависимости от характера работы:

• сваи столбчатого типа воспринимают нагрузки от массы строения и передают усилия на прочные слои почвы своим острием или подпятником;
• висячая разновидность опор обеспечивает устойчивость зданий за счет передачи нагрузок на окружающую почву через неровную боковую поверхность.

Свайные фундаменты отличаются конструкцией ростверка, который связывает свайные опоры в общий силовой контур и способствует равномерной передаче усилий на почвенную основу.

Ростверки отличаются вариантом конструктивного исполнения:

• сборный ростверк состоит из горизонтальных балок, соединенных в общую конструкцию электрической сваркой;
• сборно-монолитная конструкция ростверка заливается бетоном после соединения составных элементов;
• монолитный ростверк заливается в опалубку с предварительного установленным арматурным каркасом.

Оптимальный вариант свайного фундамента выбирается на основании расчетов, выполненных по результатам геодезических изысканий.

Фундамент на основе винтовых свай

Сооружая ленточный фундамент на винтовых сваях, необходимо выполнять мероприятия в указанной очередности:

1. Подобрать сваи по нагрузочной способности.
2. Разметить на площадке координаты расположения опор.
3. Выбрать способ погружения спиральных опор в почву.
4. Купить сваи и приготовить необходимые инструменты.
5. Покрыть металлическую поверхность антикоррозионным составом.
6. Выполнить бурение скважин для ввинчивания свай.
7. Осуществить завинчивание опорных элементов в грунт.
8. Проконтролировать уровень расположения выступающих частей.
9. Срезать болгаркой оголовки опор по общей отметке.
10. Заполнить цементным раствором внутренние полости труб.

Осуществляя завинчивание свай, обязательно контролируйте вертикальность. При перекосе винтовой опоры ее необходимо извлечь из грунта и повторно закрутить.

Фундамент из буронабивных свай

Буронабивная разновидность фундаментного основания также известна, как ТИСЭ фундамент. Он отличается прочностью и способен воспринимать значительные нагрузки, действующие в вертикальной плоскости. Высокая нагрузочная способность обеспечивается за счет увеличенной площади фундаментной подошвы. Возведение буронабивного фундамента осуществляется в условиях строительной площадки с помощью бетонной смеси и арматуры.

Порядок действий по сооружению буронабивного основания:

1. Выполняются прочностные расчеты.
2. Разрабатывается проектная документация.
3. Очищается строительная площадка.
4. Выполняется разметка под буронабивные сваи.
5. Осуществляется бурение с формированием расширения на уровне подошвы.
6. Собирается арматурный каркас из рифленых прутков.
7. Производится армирование скважины после ее гидроизоляции.
8. Заливается бетонный раствор в полость с арматурной решеткой.

После застывания бетона следует собрать опалубку для заливки ростверка. Он свяжет буронабивные сваи и предотвратит смещение от вертикали под нагрузкой.

Железобетонные сваи для сооружения фундамента

Опорные элементы свайного фундамента, изготовленные из железобетона, воспринимают значительные нагрузки, сохраняя целостность конструкции. Сваи представляют собой элементы в виде железобетонных стержней, которые погружаются в почву до достижения плотных слоев грунта. На нижней части опоры устанавливается стальной башмак, защищающий острие сваи от разрушения. Фундамент из железобетонных опор формируется ударным способом, а также вибропогружением.

Придерживайтесь следующего алгоритма при сооружении свайного фундамента из железобетонных свай:

1. Подготовьте проект с координатами расположения свай.
2. Приобретите железобетонные опоры необходимого типоразмера.
3. Подготовьте подъездные пути для специальной техники.
4. Перенесите проектные координаты опор на строительную площадку.
5. Спланируйте и укрепите поверхность площадки.
6. Обеспечьте подъезд передвижных кранов и копров к местам погружения свай.
7. Произведите ударное или вибрационное погружение железобетонных опор.

Железобетонные опоры применяют при сооружении фундаментных оснований промышленных объектов и крупных жилых комплексов.

Особенности и сфера использования свайного фундамента

Свайное основание применяют в различных случаях:

• при сооружении зданий на ослабленных грунтах, болотистых почвах и торфяниках;
• для возведения различных строений в условиях наклонного рельефа;
• для осуществления строительства в прибрежных зонах озер, рек и водохранилищ;
• при необходимости завершить строительные работы за ограниченное время;
• для снижения сметной стоимости работ за счет исключения нулевого цикла.

Фундамент свайного типа применяют также на стабильных грунтах для ускоренного возведения различных зданий жилого, хозяйственного и производственного назначения.

Какими особенностями обладает свайное основание?

Свайный фундамент обладает рядом особенностей:

• позволяет выполнять постройку дома непосредственно после погружения опор в грунт. Для этого необходимо срезать оголовок сваи по уровню и объединить все опоры ростверком;
• может сооружаться в любых климатических условиях, независимо от температуры окружающей среды. Универсальность технологии погружения опор позволяет сооружать свайное основание при любой погоде;
• отличается повышенным запасом прочности и высокой степенью надежности. Ведь у каждой сваи несущая способность подбирается с учетом массы строения и характера почвы.

Отсутствие усадки опор на протяжении длительного периода эксплуатации зданий также является существенной особенностью свайного фундамента.

Свайная конструкция фундамента – преимущества и недостатки

Фундамент свайного типа по сравнению с другими видами фундаментных оснований обладает комплексом достоинств:

• повышенной устойчивостью к воздействию нагрузок, действующих в продольном и поперечном направлении;
• продолжительным периодом эксплуатации, связанным с прочностными свойствами используемых материалов и технологией сооружения;
• увеличенным запасом прочности свайных опор, позволяющим осуществлять достройку и изменять этажность строения;
• универсальностью, позволяющей сооружать свайное поле под фундамент на различных видах почвы;
• ускоренными темпами сооружения, обеспечивающими возможность значительного сокращения строительного цикла;
• отсутствием необходимости выполнения трудоемких земляных работ, что значительно упрощает процесс возведения основания.

Индивидуальных застройщиков и профессионалов привлекает возможность возведения здания сразу после завершения фундаментных работ. Это еще одно преимущество свайного фундамента.

К недостаткам свайного основания относятся следующие моменты:

• необходимость использования специальной техники;
• проблематичность сооружения фундамента на каменистом грунте;
• отрицательное влияние ударных факторов и вибрации на близлежащие постройки.

Еще одна слабая сторона – отсутствует возможность создания подвала под зданием. Фундаменты свайного типа требуют точного выполнение расчетов, осуществления геодезической разведки и определения глубины погружения опоры в почву. Технология сооружения фундамента допускает пробное погружение опоры в грунт для определения уровня плотных слоев. Решая использовать свайный фундамент, изучите его положительные стороны и оцените сложности, связанные с недостатками конструкции.

Технологические особенности создания свайного фундамента

Технология формирования свайного поля под фундаментное основание предусматривает различные виды операций:

• закручивание винтовых свай. Оно выполняется вручную или с помощью специальных механизмов;
• бурение под сваи. Выполняется ручным буром или специальным оборудованием в зависимости от количества и диаметра опор;
• погружение опорных элементов. В зависимости от конструкции опор можно забить сваи, забетонировать в скважине и ввинтить в грунт.

Требования к опорным элементам свайного фундамента регулирует ГОСТ. Сваи изготавливаются и подбираются в строгом соответствии с положениями нормативного документа.

Заключение

Фундамент свайного типа положительно зарекомендовал себя в различных условиях эксплуатации. Он обладает множеством достоинств по сравнению с другими разновидностями фундаментных основ, но имеет и ряд недостатков. Для выбора конкретного вида свайного фундамента под будущее строение следует знать конструктивные особенности здания и владеть информацией о характеристиках почвы. Профессионалы помогут с расчетами, подберут оптимальный тип фундамента, а также качественно выполнят монтажные работы.