Свайный фундамент: виды свай, монтаж, преимущества и недостатки

В местах залегания слабых грунтов, где нельзя сделать фундамент мелкого заложения, выбор падает на свайный фундамент. Он состоит из нескольких свай, углубленных в землю на определенную глубину и соединенных воедино ростверком. Подобный тип конструкции предназначен для равномерного распределения нагрузки. Свайный фундамент не растрескивается и обеспечивает равномерную усадку. Специалисты проекта "Украина СТРОИТЕЛЬНАЯ" подготовили подробный материала о разновидностях свайного фундамента, особенностях его монтажа, преимуществах и недостатках. 

В современном строительстве активно применяются различные виды свайных фундаментов. Особенно их рекомендуют специалисты в местностях с насыпными, илистыми, текучими, текуче-пластичными грунтами. Благодаря сваям удается прорезать нестабильный участок грунта, чтобы передать нагрузку на нижележащие более плотные слои с хорошими механическими показателями.

Где нужен свайный фундамент:

1. Сейсмически опасные районы.
2. Крутой склон, риск оползня.
3. Вечная мерзлота.
4. Слабые грунты.

Причины выбора свайного фундамента

• Низкая несущая способность почвы. Если прочные слои грунта находятся ниже поверхности, значительная заболоченность, влажность (близко подступающие грунтовые воды), почва суглинистая, глиняная, песчаная, с большим количеством перегноя или чрезмерно плотная.
• При глубоком промерзании (свыше 2 м). В условиях вечной мерзлоты и районах, где почва сильно промерзает.
• При большой нагрузке на грунт. При строительстве многоэтажных зданий или мостов с весом конструкций более 350 тонн.
• Небольшой участок. Когда размер фундамента ограничен небольшими размерами стройплощадки.
• Нужно сэкономить. В среднем, фундамент на сваях обходится в 2 раза дешевле и строится быстрее, чем любой с заглублением. На строительные работы идет мало бетона и арматуры.

Свайный фундамент: примеры

Строение свайных фундаментов

Свайный фундамент состоит из свай, а также объединяющей их основы. Сваи могут быть готовыми (заводского производства) или изготавливаться на месте.

В качестве основы для свайных фундаментов используются:

• ростверки;
• ленточные и столбчатые фундаменты;
• перекрестные ленты и плиты разных размеров.

Сваи + плиты вместе создают свайно-плитный фундамент. Он активно используется с целью снижения общей и неравномерной осадки домов

Сваи: классификация, виды, размеры, материалы

С помощью свай нагрузка равномерно распространяется в грунте. Они отличаются между собой конфигурацией и видом армирования. Имеют как цельную конструкцию, так и несколько отдельных элементов.

Классификация свай

По материалу:

• Деревянные. Делаются из хвойной древесины твердых пород. Чаще всего — сосны, ели, лиственницы. Длина сваи может достигать 8,5 метров. Ввиду опасности гниения и наличия множества более эффективных материалов, в настоящее время используются крайне редко.
• Металлические. Для их изготовления используется сталепрокат. В жилом строительстве применяются редко ввиду затратности производства и установки, необходимости в специализированной технике и опасности коррозии.
• Железобетонные. Применяются повсеместно. Могут изготавливаться прямо на месте. Служат долго, в меру дешевы и практичны.

По передаче нагрузки на грунт:

• Сваи-стойки. При заглублении проходят нестабильные грунты и опираются на прочные крупнообломочные формации, твердую глину. Передают нагрузку через точку упора.
• Сваи трения. После монтажа дают осадку. Передача нагрузки осуществляется не только через точку упора, но и боковые поверхности.

По сечению:

• прямоугольные;
• квадратные;
• двутавры;
• швелеры;
• круглые;
• тавры;
• полые.

Классификация свайных фундаментов

I.  По числу и расположению свай:

• Односвайные. Их делают в прочных грунтах, если несущей способности 1-й сваи будет достаточно для равномерного распределения нагрузки на грунт. Главная задача — точно погрузить сваю в почву, чтобы отклонение от оси было не более ±5 см/5 градусов по вертикали.
• Многосвайные. Они состоят из нескольких свай, которые располагаются как с постоянным, так и переменным шагом в (3-8)d, где d — диаметр или сторона сваи.
• Свайный куст. Формируется под колонны или отдельные опоры. Может выдерживать большие вертикальные нагрузки.
• Ленточные. Используются под протяженные фундаменты, например под стены зданий. Расположение свай в них может быть в один или несколько слоев.
• Сплошные. Используются при возведении тяжелых конструкций башенного типа или высоток. Находятся под всем зданием. Принцип расположения свай определяется особенностями проекта.

а) свайный куст; б) лента; в) свайное поле

II. По степени заглубления в почву:

Внимание

Правильный выбор ростверка и свай особенно важен на заболоченных участках, где высока опасность промерзания больших зон и морозного пучения почвы

Морозное пучение — геологическое явление, при котором под действием низких температур почва замерзает и увеличивается в объеме. Это может стать причиной выдавливания фундамента и нарушения целостности дома. Противостоять ему способна комбинация из винтовых свай с высоким ростверком (0,1-0,15 метра выше поверхности).

III. По особенностям монтажа свай:

Самые надежные — забивные. Они используются при масштабном и сложном строительстве. Самые простые — винтовые. Они чаще всего применяются при возведении деревянных и каркасных конструкций.

Название фундамента дается по использованию той или иной связки “сваи+метод монтажа”

Наиболее популярные:

• свайно-винтовой;
• свайно-забивной;
• свайно-ленточный;
• свайно-ростверковый.

Каждый вид фундамента имеет свои плюсы, а о недостатках обычно говорят, сравнивая свайные фундаменты с другими группами.

Преимущества свайного фундамента

• Универсальность. Свайные фундаменты могут монтироваться на заболоченных, торфяных и прибрежных почвах, районах с глубоким промерзанием.
• Устойчивость к нагрузкам. Они хорошо выдерживают продольные, поперечные и комбинированные нагрузки.
• Химическая инертность. Бетонные сваи демонстрируют отличную стабильность на химически активных грунтах.
• Практичность и долговечность. На свайном фундаменте многие практикуют достраивание новых этажей. При правильных расчетах основание выдерживает высокие нагрузки.
• Экономия времени. При поточном строительстве используются заводские заготовки свай. Не требуется рытье котлована.
• Доступная стоимость. Примерно в 2 раза дешевле фундамента мелкого заглубления.
• Простота монтажа. Некоторые работы можно провести своими руками.
• Круглогодичность. Установка такого фундамента не имеет сезонности.

Недостатки свайного фундамента

• Специальная техника. Забивание свай и буровые работы не проводятся вручную, а значит — требуются дополнительные затраты.
• Вероятность разрушения соседних объектов. Причина — продольные колебания в грунтах при установке свай. Могут возникнуть при нарушении технологии, неправильных расчетах и малом опыте строителей.
• Опасность смещения. Зимнее пучение почв может привести к повреждению и коррозии свай, изменению их местоположения.
• Необходимость точных расчетов. Малейшие ошибки могут привести к непригодности жилья и другим проблемам.

Свайный фундамент: примеры объектов

Основные этапы работ по закладке свайного фундамента

Свайный фундамент формируется в несколько этапов. На подготовительном этапе архитектурной командой собираются все необходимые данные для работы над проектом — это разрешения, данные по грунтам и много другой информации. Далее на их основе разрабатывается индивидуальный проект или подгоняется под имеющиеся условия типовой.

Исходные данные для проектирования

1. Подготовительные работы и расчеты:
   • данные инженерных изысканий;
   • экологические требования к строительству;
   • сведения о сейсмической активности региона;
   • расчет нагрузок, которые будут действовать на фундамент;
   • технические условия, инженерная цифровая модель местности;
   • данные о имеющейся в районе застройке и влиянии на нее нового объекта.
2. Выбор типа свай для фундамента.
3. Создание чертежа здания со всеми деталями.
4. Проведение георазведки и анализа грунтов на участке.
5. Расчет нагрузок, которые будут действовать на фундамент.
6. Чертеж подвала и фундамента, а также других подземных коммуникаций.
7. Расчет стоимости работ и материалов, закупка необходимых стройматериалов.

Первый этап

Работа по обустройству строительной площадки. Завозятся необходимые материалы, техника, выделяется место для их хранения. Далее на участке отводятся ливневки и ограждается участок застройки.

Второй этап

Начинается с разметки свайного поля. С учетом главных осей будущего дома отмечаются места, где будут установлены сваи. В них вбивают колышки. Проводится разметка по горизонтали и вертикали. Далее, в зависимости от вида свай и принципа их установки, бригада строителей загоняет сваи на необходимую глубину, проводит вертикальное выравнивание с использованием строительного уровня.

Третий этап

Объединение сформированных опор с помощью ростверка или другого типа плит. Благодаря комплексу работ на этом этапе формируется будущий цоколь здания.

Расчет свайного фундамента (формула)

Существует несколько принципов расчета нагрузки на свайный фундамент. Приводим самый простой и понятный:

Рассчитаем нагрузку на одну сваю в пределах фундамента

Используем формулу N=Fd/g. Подставляем в нее данные из стройнорм и положений:

• N — усилие, формирующееся под действием нагрузок;
• Fd — несущая способность грунта;
• g — коэффициент надежности.

Рассчитаем необходимое число свай

Используем формулу n=P/N, в которой Р — нагрузка на фундамент.

Несмотря на кажущуюся простоту формул, проектирование и расчет свайного фундамента лучше доверить профессионалам.

Примеры чертежей свайного фундамента

Цена свайного фундамента

Цена свайного фундамента состоит из затрат на материалы, рабочую силу, перебазировку и эксплуатацию техники. В среднем, в Украине цена укладки свайного фундамента составляет от 90 до 150 гривен за погонный метр (готовые железобетонные сваи C140.40).

Как уже отмечалось выше, свайный фундамент вдвое дешевле варианта с заглублением. Это достигается за счет меньшего расхода бетона и других материалов, трудо- и время затрат.

Редакция Ua-Bud.Media надеется, что вам была полезна данная информация. Смотрите другие интересные материалы из нашей рубрики технологии!

Источник: Ua-Bud.Media