Свайный фундамент технология: Устройство свайного фундамента

что это, типы, плюсы и минусы

Технология свайных фундаментов позволяет возводить частные дома и небоскребы даже там, где, казалось бы, строить нельзя. Разбираемся, почему это возможно

Фото: Shutterstock

Основная цель свайных фундаментов — укрепить грунт и сделать его достаточно устойчивым для основного строения. Для этого существует несколько типов опорных конструкций, которые могут уходить вглубь на десятки метров. На земле сваи дополнительно связывают ростверком, и он тоже бывает разным. Разбираемся вместе с экспертами, что такое свайный фундамент, в чем его плюсы и минусы.

• Что это
• Виды
• Винтовой или забивной?
• Ростверк

Эксперты в этом материале:

• Александр Стешов, руководитель проектов деревообрабатывающих производств ООО «МосОптТорг»;
• Сергей Шурута, ведущий конструктор ООО «Профит Инжиниринг».

adv.

rbc.ru

Что такое свайный фундамент

Сваи делятся на опорные, которые передают нагрузку сверху вниз, и висячие — обеспечивают прочность за счет трения с грунтом по всей длине (Фото: Creative commons)

Свайный фундамент — это опорная конструкция, состоящая из нескольких столбчатых элементов, погруженных в грунт и связанных между собой на поверхности. Он относится к типу глубокого заложения и состоит из ростверка и свай, расположенных одиночно или группами. Последние изготавливают из железобетона или стали, реже из дерева. Их длина и ширина варьируются от проекта: до 2 м в диаметре и более 15 м в длину.

Основное назначение свай — равномерное распределение нагрузки от постройки на твердые слои почвы. Их несущую способность обеспечивает давление, которое создает окружающий уплотненный грунт.

Ростверк — это горизонтальный каркас, который связывает между собой сваи, выступающие над землей. Благодаря ему вся конструкция становится единой, ростверк также обеспечивает распределение нагрузки по всей площади фундамента.

«Бурдж-Халифа» (Фото: Picryl)

Свайные фундаменты широко применяются во всех видах строительства, в том числе высотном. Например, в основании небоскреба «Бурдж-Халифа» в Дубае почти 200 свай длиной около 50 м каждая [1]. Этот тип фундамента также подходит и для частных домов. Особенно он популярен в быстровозводимых каркасных проектах. Вот еще несколько ситуаций, когда использование системы свай может быть необходимо:

• при высоком уровне грунтовых вод и на участках, подверженных эрозии;
• если проектом предусмотрены неравномерные нагрузки от постройки;
• когда невозможна выемка большого объема грунта для возведения фундамента другого типа;
• на неровном рельефе с сильными перепадами, уклоном и т. д.;
• в районах, где сооружаются большие и тяжелые конструкции, а грунт под ними слабый, подвержен осадке;
• в случае если на конструкцию будут воздействовать горизонтальные силы (сильный ветер, землетрясения, волны и т. д.), свайный фундамент поможет противостоять изгибающему действию;
• для сопротивления подъемным силам, например в пучинистых грунтах;
• в климатических зонах, где глубина промерзания превышает 2 м.

Плюсы свайного фундамента

По сравнению с ленточным или плитным фундаментом свайный подходит для любых грунтов, включая заболоченные и торфяные. Он позволяет добраться до полноценных прочных слоев, у него высокая надежность, относительно быстрая скорость возведения, а работать можно в любое время года.

Минусы свайного фундамента

К минусам свайного фундамента можно отнести то, что монтаж некоторых из видов требует специальной тяжелой техники и квалификации строителей. Это в конечном счете сказывается на стоимости. Кроме того, установка такого фундамента бывает довольно шумной при методе забивки, а сильные вибрации способны повредить ближайшие постройки. В частном домостроении, когда используют винтовые металлические сваи, есть риск приобрести изначально некачественный продукт, если производитель сэкономил на толщине металла и его защитной обработке.

Какие бывают виды фундамента и какой выбрать

Виды свайного фундамента

Длина подземной части свайного фундамента может в разы превышать ширину на поверхности (Фото: Wikimedia Commons)

Существует несколько способов классификации свайных фундаментов: по материалам и технологии заглубления.

По способу монтажа свайные фундаменты делятся на [2]:

1. Забивные. Сваи, чаще всего железобетонные, погружают в грунт при помощи специальных молотов и виброударных устройств. Такие опоры заранее отливают на производстве и доставляют на стройплощадку;
2. Буровые. Этот способ предполагает предварительное бурение скважины. Затем в нее устанавливают готовую опору или заливают полость бетонной смесью с предварительным армированием;
3. Набивные. Для таких свай предварительно бурят скважины или вдавливают опору в грунт с последующей выемкой земли из ее полости. После сваю заполняют бетонной смесью;
4. Винтовые. Закручиваются в землю наподобие того, как шуруп входит в дерево. Такие опоры состоят из металлического ствола минимум с одной винтовой лопастью. Их можно закручивать вручную рычагами или специальной механической установкой.

Материалы для изготовления свай:

1. Бетон. Марка бетона должна соответствовать требованиям по морозостойкости и водонепроницаемости, прописанным в ГОСТ 19804.6 и СП 63.13330;
2. Дерево. Для их изготовления используют хвойные породы древесины: сосну, ель, лиственницу и пихту. Диаметр такой опоры по нормативам должен составлять не менее 22–34 см, длина — 6,5 и 8,5 м;
3. Металл. Допускается изготовление из стали и высокопрочного чугуна. Толщина ствола винтовой сваи должна быть не менее 3 мм, а лопастей — 4 мм;
4. Комбинированные. Используют более двух технологий для повышения несущей способности.

Сергей Шурута, ведущий конструктор ООО «Профит Инжиниринг»:

— Винтовые сваи одни из самых популярных. Они легкие, простые в монтаже, а некоторые из них можно использовать дважды. Буровые и набивные сваи монтируются непосредственно на площадке, а значит, отсутствует необходимость в доставке и складировании. Но в отличие от винтовых такие фундаменты могут выдерживать самые высокие нагрузки. К минусам стоит отнести наличие мокрых работ, а значит, производство работ в зимнее время вести будет затруднительно, а также отсутствие возможности нагружать сваи сразу после их устройства.

Что такое монолитный дом: плюсы и минусы

Винтовой или забивной свайный фундамент: что лучше?

Сваи бывают разного сечения, цельными и составными, с закрытым или открытым нижним концом (Фото: Shutterstock)

При выборе между свайно-винтовым и бетонным забивным фундаментом нужно ориентироваться на вид строения, говорит Александр Стешов, руководитель проектов деревообрабатывающих производств ООО «МосОптТорг». Если нагрузка, а также тип грунта позволяют, то выгоднее использовать винтовые сваи. В то же время бетонные забивные зарекомендовали себя исторически, поскольку имеют уже столетнюю безотказную практику. Опыт винтовых свай именно в жилищном строительстве относительно небольшой.

Свайно-винтовой фундамент

Популярен в частном домостроении. Его используют при возведении легких щитовых или деревянных домов (Фото: Shutterstock)

Представляет собой набор металлических стержней с винтообразной рабочей частью (лопастями), которые ввинчиваются в грунт с определенным шагом под несущие стены. Этот вид фундамента, по словам эксперта, интересен доступной стоимостью и легкостью монтажа.

Александр Стешов, руководитель проектов деревообрабатывающих производств ООО «МосОптТорг»:

— В строительном сообществе существует субъективное мнение, что срок службы винтовых свай короткий и составляет 50–70 лет. Причина — в коррозии, которая может возникнуть на стыках свай с поверхностью земли. Однако за историю массового применения свайно-винтовых фундаментов в частном домостроении (в России это около 20 лет) пока не выявлено проблем с их эксплуатацией.

Плюсы:

• простота и высокая скорость монтажа. Не нужно проводить земляные работы, использовать тяжелую технику. Установить опоры могут несколько человек за пару дней;
• возможность монтажа на неровном участке. Используя сваи разной длины, можно поставить фундамент на небольшом склоне, не выравнивая площадку;
• стоимость. В экономическом плане это самый выгодный вариант.

Минусы:

• невысокая несущая способность. Подходит только для строительства легких домов и сооружений. Монолитный дом, например, на таком фундаменте нельзя возводить;
• срок службы ограничен коррозионной стойкостью;
• не для всех грунтов. Например, при близком залегании грунтовых вод или на каменистой почве их не применяют;
• требует бережной транспортировки
  и хранения, чтобы сохранилась целостность антикоррозионного покрытия.

Бетонный забивной свайный фундамент

Подходит для построек из кирпича и камня, но чаще его возводят под промышленными и многоэтажными зданиями (Фото: Shutterstock)

Состоит из армированных бетонных стержней с заостренным наконечником, которые вбивают в грунт специальной установкой. Этот тип фундамента можно возводить там, где невозможно применить другие типы. Например, говорит эксперт, все высотные здания в условиях вечной мерзлоты в регионах Крайнего Севера построены на забивных железобетонных сваях.

Плюсы:

• относительная простота и высокая скорость монтажа, поскольку не нужно проводить земляные работы. Но потребуется сваебойная установка, с помощью которой опоры можно смонтировать за пару дней;
• высокая несущая способность и универсальность с точки зрения типа грунта;
• долговечность. Арматурная сталь находится внутри бетона, коррозия ей не грозит. Срок службы качественного бетона доходит до 150 лет.

Минусы:

• дороже, чем свайно-винтовой фундамент;
• монтаж требует специальной техники;
• дополнительные расходы на доставку свай с производства, их выгрузку на стройплощадке.

Отмостка: что это, зачем нужна и как сделать правильно

Виды ростверков для свайного фундамента

Укладывается поверх фундаментных свай в зоне границы «земля-воздух» (Фото: Creative commons)

Ростверк — это балка или плита, которая связывает между собой головы свай и дополнительно перераспределяет нагрузку на них. В качестве материалов ростверка используют железобетон, металл или дерево.

По способу монтажа существует три основных типа ростверка:

• монолитный. Выполняют при набивных, буронабивных и забивных сваях. Отличается высокой трудоемкостью и сложностью, поэтому его применение рекомендуется при высоких нагрузках;
• сборно-монолитный. Состоит из готовых железобетонных изделий, соединения которых замоноличиваются. Чаще всего его можно встретить в промышленных объектах;
• сборный. Выполняется из металлических или деревянных балок, связанных между собой. «Данный вид ростверка является наиболее простым с точки зрения монтажа, рекомендуется использовать совместно с винтовыми сваями для возведения деревянных домов, хозяйственно-бытовых построек, навесов, входных площадок», — отмечает Сергей Шурута.

Кроме того, ростверки разделяются по высоте:

1. Высокий. На значительном расстоянии от поверхности земли. Рекомендуется использовать с деревянными постройками, чтобы нижняя часть здания проветривалась, решая вопрос с увлажнением конструкций, а также со зданиями, расположенными на участках с большим уклоном;
2. Повышенный. На уровне грунта под ростверк выполняется песчано-щебеночная подушка толщиной 15–20 см. Чаще используется при монолитном ростверке. По словам экспертов, к плюсам подобной посадки можно отнести закрытие контура здания, что упрощает утепление;
3. Низкий. Ниже уровня земли. Специалисты по строительству не рекомендуют использовать этот тип при пучинистых грунтах, поскольку высока вероятность его выдавливания и разрушения. Кроме того, следует отметить внушительный объем земляных работ.

Чем утеплять крышу загородного дома: плюсы и минусы материалов

Будьте в курсе важных новостей — следите за телеграм-каналом «РБК-Недвижимость»

Технология фундамента на винтовых сваях

Первые упоминания свайных фундаментов можно встретить в военной промышленности, где данный метод использовали для строительства мостов, различных строений, высоковольтных линий – там, где нужна точность и высокая устойчивость.

Винтовая свая – это металлическая труба, в нижней части которой имеется резьба (лопасти). Именно благодаря этим лопастям свая не рыхлит землю, а уплотняет грунт при погружении сваи.

Сейчас данную технологию используют и в гражданской промышленности. Особенно хорош данный метод для неустойчивых, болотных грунтов. При ввинчивании почва уплотняется лопастями сваи, что и обеспечивает ее устойчивость и долговечность. Также данный метод подходит для работ, которые должны быть произведены в сжатые сроки.

Все вышеописанные преимущества сделали винтовые свайные фундаменты прогрессивным методом в современности.

Что отличает свайно-винтовой фундамент:

• Экономичность.
• Простота погружения сваи.
• Долговечность при соблюдении технологии закладывания.
• Устойчивость даже на зыбком грунте.

Подходит для строительства:

• загородных коттеджей,
• бань,
• беседок,
• небольших мостов,
• пирсов
• и других малых архитектурных форм.

Предварительно для закладки свайно-винтового фундамента необходимо:

1. Для начала необходимо определить общее число свай.
2. Определить расстояние, которое будет между сваями.
3. Определить тип грунта, степень промерзания в зимнее время.
4. Выявить глубину залегания неустойчивого грунта.

Далее выбирается метод, по которому будут производиться работы: ручной или механический.

Ручной метод. Вам потребуется:

• Стальной прут или лом.
• Профессиональная команда из двух человек.
• За одну смену возможна установка до 15 свай.
• Предпочтительна установка в теплое время года.
• Подходит для случаев, когда невозможно применить технику (например, месторасположение объекта).
• Большие трудозатраты.
• Более экономичный метод.

Механический метод. Вам потребуется:

• Специальная техника.
• Профессиональная команда из трех человек.
• За одну смену возможна установка до 30 свай.
• Можно проводить работы в зимнее время и поблизости от воды.

Когда все замеры произведены, выбран метод установки, создается чертеж свайно-винтового фундамента. На сегодняшний день выпускаются сваи длинной до 9 метров.

Устанавливаются сваи строго вертикально, а после производится обрезка свай четко по одному уровню, что очень важно соблюсти для устойчивого и многолетнего фундамента.

Далее следует бетонирование и, если необходимо, скрепление свай между собой. Важно защитить строение от внутренней коррозии. Для этого сваи обрабатываются специальным растром эмали с эпоксидной смолой.

Какие можно выделить преимущества свайно-винтовых фундаментов по сравнению с железобетонными и стандартными ленточными:

1. Более быстрый монтаж (1-2 дня).
2. Высокая стойкость свай (нагрузки до 4-5 тонн).
3. Меньшее количество бетона и сопутствующих материалов.
4. Возможность установки фундамента на неровных поверхностях (склонах, пригорках).
5. Возможность установки фундамента на необработанных территориях (рядом с деревьями).
6. Монтаж на любых «проблемных» грунтах (болотистых, торфяных и пр.).
7. Простота пристройки к уже установленным объектам.
8. Работы могут проводиться в любое время года.
9. Устойчивость, долговечность и прочность.

На российском рынке все больше возрастает популярность свайно-винтового фундамента. С учетом всех вышеперечисленных преимуществ большая часть заказов приходится именно на них для загородного строительства, в том числе: дома из бруса и газобетона, строительство бань, беседок и даже ландшафтного дизайна.

Свайный фундамент 101: основные знания и советы

Свайный фундамент — это распространенный тип фундамента глубокого заложения, используемый для поддержки тяжелых конструкций и зданий в районах со слабым или нестабильным грунтом. Они состоят из длинных цилиндрических колонн (называемых сваями), сделанных из бетона, стали или дерева, которые вбиты в землю на глубину, на которую они могут выдержать вес конструкции. В этом блоге мы расскажем о некоторых базовых знаниях и советах по свайным фундаментам.

Типы свайных фундаментов

Существует несколько типов свайных фундаментов, включая опорные сваи, висячие сваи и комбинированные сваи. Опорные сваи вбивают в землю до тех пор, пока они не достигнут прочного слоя породы или почвы, способного выдержать вес конструкции. Висячие сваи используются в районах с мягким или слабым грунтом, и они полагаются на трение между сваей и грунтом для поддержки конструкции. Комбинированные сваи используют комбинацию методов торцевой опоры и трения для поддержки веса конструкции.

Состояние грунта

Перед установкой свайного фундамента важно учитывать состояние грунта на площадке. Такие факторы, как тип почвы, уровень грунтовых вод и наличие камней или других препятствий, могут повлиять на конструкцию свайного фундамента. Отчет об исследовании почвы может предоставить ценную информацию о состоянии почвы на участке и помочь убедиться, что фундамент спроектирован надлежащим образом.

Установка свай

Установка свайных фундаментов требует тщательного планирования и выполнения. Сваи должны быть забиты прямо в землю на необходимую глубину и не должны быть повреждены в процессе установки. Оборудование для забивки свай следует выбирать в зависимости от размера и веса свай и условий площадки. Операция забивки должна контролироваться, чтобы убедиться, что сваи установлены на нужной глубине и выровнены.

Испытание свай

Испытание свай является важной частью процесса строительства и используется для проверки несущей способности и целостности свай. Для испытания свай можно использовать различные методы, в том числе испытания статической нагрузкой, испытания динамической нагрузкой и испытания на целостность. Результаты испытаний могут помочь убедиться, что сваи соответствуют проектным требованиям и обеспечивают достаточную поддержку конструкции.

Техническое обслуживание

Свайные фундаменты требуют регулярного технического обслуживания для обеспечения их долговременной работы. Такие факторы, как коррозия, движение грунта и повреждение от внешних источников, могут со временем повлиять на целостность свай. Регулярные проверки могут помочь выявить любые проблемы на ранней стадии и предотвратить их перерастание в более серьезные проблемы.

В заключение следует отметить, что свайные фундаменты являются важной частью многих строительных проектов, и правильное проектирование, установка, испытания и техническое обслуживание необходимы для обеспечения их работоспособности и безопасности. Поняв базовые знания и советы по свайным фундаментам, вы сможете обеспечить успешность и долговечность своего строительного проекта.

Свайный фундамент Архив – Конструктор

Категория: Свайный фундамент

Свайный фундамент описывает его типы, материалы, методы строительства, применение в различных грунтовых условиях и соответствующие расчеты.

Последние статьи Discy

Свайный фундамент рассматривается для строительства в тех случаях, когда нагрузка сооружения велика, а внизу присутствует толстый и слабый слой грунта. Это тип глубокого фундамента, который передает нагрузку надстройки на …

Поделиться этой статьей

• Facebook

Межскважинный акустический каротаж (CSL) является одним из наиболее точных тестов целостности свай для определения целостности элементов глубокого фундамента. CSL посылает ультразвуковые импульсы через бетон от одного зонда к другому зонду, находящемуся в свае, и обнаруживает …

Поделиться этой статьей

• Facebook

Виадук Мийо — самый высокий мост в мире, построенный для соединения Северной Европы и Восточной Испании. С восемью пролетами, подвешенными к семи пилонам, общая высота этого вантового моста составляет 345 м, что делает его выше Эйфелевой башни. …

Share This Article

• Facebook

Фундамент из буронабивных свай или фундамент из буровых валов — это широко используемый фундамент для поддержки тяжелых вертикальных нагрузок. Он передает нагрузку на нижележащий грунт или слои горных пород с достаточной несущей способностью и уменьшает осадку конструкции. …

Поделиться этой статьей

• Facebook

Повторное использование существующих свай — это эффективный способ сократить исходные ресурсы свай, затраты на строительство и общее воздействие на окружающую среду за счет минимизации углеродного следа проекта. Старые сваи можно использовать полностью, частично или в комбинации. Это …

Поделиться этой статьей

• Facebook

Испытание на целостность свай (PIT) определяется как качественная оценка целостности свай. В соответствии с ASTM D5882 целостность ворса включает в себя физические размеры, непрерывность и консистенцию материала. Физические размеры включают длину и поперечное сечение …

Поделиться этой статьей

• Facebook

Если расчетная осадка здания превышает допустимую, проектировщик может выбрать следующие методы, чтобы справиться с чрезмерной осадкой: i. Изменить структуруii. Обеспечьте глубокую основуiii. Сменить фундаментiv. Улучшить характеристики почвы…

Поделиться этой статьей

• Facebook

Выбор точки крепления свай в процессе строительства является важной задачей.