Если частный дом или здание возводится на нестабильном грунте, ему требуется фундамент глубокого заложения. Проще и дешевле выбрать такой вариант, как свайный фундамент. Организовать такой фундамент удобнее и быстрее, чем плитный или ленточный, по нескольким причинам. Фундамент на сваях можно закладывать даже в сложных погодных условиях, в любое время года. Не требуются земляные работы в виде выкапывания котлована. Под такие фундаменты (за исключением буронабивного) не нужно подготавливать поверхность грунта. Не надо также формировать песчано-щебневую подушку и монтировать гидроизоляцию.
Что такое фундамент на бетонных сваях
Составными элементами свайного фундамента являются погруженные внутрь грунта железобетонные (иногда стальные или деревянные) столбы с сечением в виде круга или квадрата. На уровне поверхности эти столбчатые элементы связываются так называемым ростверком. Сваи могут располагаться одиночно или образовывать группу. Строители называют группу свай, находящихся рядом, свайным полем. Объединенные вместе, эти свайные поля становятся единой опорной конструкцией здания - свайным фундаментом.
Обладающие высокой несущей способностью сваи выполняют еще одну важную функцию: они перераспределяют нагрузку от здания на твердые слои грунта. Столбы, образующие фундамент, заглубляют в почву ниже уровня промерзания. Морозное пучение грунта серьезной проблемы для таких фундаментов не представляет.
Сваи размером в 3-6 метров способны стать опорами для множества построек, число этажей в которых может доходить до четырех. Если дом возводится на торфянике или заболоченном участке, применяются более длинные сваи - от 8 метров. Свайный фундамент закладывается при постройке домов из самых разных материалов – от кирпичной кладки и бруса до газобетона. Они незаменимы на любых проблемных грунтах: плывунных, песчаных, торфяных, на болотистых местностях.
Какие бывают виды свайных фундаментов
Существует несколько технологий, с помощью которых устанавливаются в грунт сваи. В каждой применяется свой тип свай, образующих свайный фундамент.
Свайно-винтовой фундамент
Это самый бюджетный способ создать фундамент из свай. И это единственный тип свай, который монтируют самостоятельно. Сваи из металла покупаются в строительном магазине. Специальные приспособления для завинчивания винтовой сваи не требуется. Такие сваи напоминают по форме сильно увеличенные шурупы. На конце находятся лопасти, обычно не более трех штук. При монтаже такого фундамента важно следить, чтобы конец сваи не заходил в грунт глубже изначального уровня (под воздействием тяжести здания). Иначе дом может перекоситься.
Свайный фундамент отлично подходит для возведения частного дома на садовом участке. Быстрый монтаж, доступная цена делает винтовые сваи эффективными при строительстве террас, хозяйственных, вспомогательных построек, различных ограждений.
Наибольшая нагрузка на установленную сваю приходится на область сварного шва, длиною до 15 сантиметров. Важно, чтобы шов не был слишком тонким. Гораздо лучше, когда наконечники выполнены из литого чугуна, а не из металла. Это предотвращает неизбежное гниение винтовых свай, происходящие из-за коррозии. Именно качество сварного шва в большей мере определяет надежность, несущую способность фундамента. Конечно, большое значение имеет размер и количество лопастей.
В других странах встречаются металлические винтовые сваи, усиленные методом горячего цинкования. Предохраняющий от коррозионных повреждений слой цинка делает сварной шов длиннее. Иногда на импортных винтовых сваях можно увидеть больше трех лопастей. Это довольно дорогая продукция, но такой свайный фундамент будет долговечным, простоит с полвека.
Сваи с лопастями
Лопасти являются главными компонентами свай, они обеспечивают прочную их фиксацию, не позволяют им смещаться в вертикальном направлении. Также благодаря лопастям свая легко вкручивается в грунт.
Лопасти свай выполняются по различным технологиям. Наконечник может быть сварным или же литым. Лопасть сварной сваи обладает высокой прочностью, имеет в диаметре от 60 до 350 миллиметров, приваривается к ее нижней области, изготавливается из листовой стали. Подавляющее большинство коттеджей возведено на фундаментах с такими сваями.
Лопасти литых свай выполнены по технологии высокоточного литья из стали высшего качества. Никаких швов такие лопасти сами по себе не содержат, но все же их приходится приваривать к основанию стержня. Для монтажа свай с литыми лопастями может привлекаться погружное оборудование и спецтехника. Участие дополнительных технических инструментов существенно сократит время, за которое выполняется такой свайный фундамент.
Лопастей может быть более двух (и даже трех) – такие сваи относятся к многовитковым или узколопастным. Есть и широколопастные стержни, число витков у них не превышает двух.
Свайный железобетонный фундамент
Сваи для такого фундамента делаются в условиях заводского цеха, их никогда не собирают на месте, они поступают на строительную площадку уже в готовом виде. Эти сваи напоминают уличные опоры освещения, но ГОСТ предъявляет более жесткие требования к их качеству и прочности. Монтаж таких свай немыслим без особой сваебойной установки. Приспособление производит захват стержня, потом постепенно забивает его в грунт, так как такой тип свай успешно противостоит механическим ударам. Подготавливать почву необходимости в этом случае нет.
Сваю углубляют на глубину от трех до десяти метров, существенно ниже глубины промерзания грунта. Это самый надежный тип свай для большинства нестабильных почв. Даже при морозном пучении такие сваи, образующие железобетонный свайный фундамент, остаются на месте, в то время, как буронабивные или винтовые может выдавить вверх. Несущая способность ж/б свай до трех раз выше, чем у других типов.
Наконечник сваи для железобетонного фундамента может быть заостренным или тупым. Последний вид хорошо проявил себя на каменистом грунте, он при попадании на камень чаще всего просто раздавливает его в порошок. Свая же с острым концом может соскочить с поверхности камня - ее может перекосить, а тогда стержень придется заменять и переустанавливать.
Свайный буронабивной фундамент
Только этот тип свай предполагает бетонирование. Сначала бурятся скважины, которые армируют и потом, после заполнения их бетоном – получается готовая свая. Технология применима в условиях ограниченного рабочего пространства. Еще к ней прибегают, если недалеко имеются ветхие постройки, которые могут не выдержать вибрации почвы при забивании.
Такие сваи применяются, в ряде прочих ситуаций, когда вбивать возможности нет. Например, чтобы усилить уже заложенный свайный фундамент. Такие работы называют подведением дополнительных свай. Фундамент из буронабивных свай всегда предполагает установку ростверка, соединяющего все свайные элементы в единую сеть фундамента. Ростверк прежде всего необходим для равномерного распределения нагрузки на фундамент.
На монтаж буронабивных свай оказывает значительное влияние климатические условия. Если стоит жаркая погода, потребуется регулярный полив бетона. При затяжных дождях вокруг каждого стержня надо формировать пленочную ограду. Полное высыхание бетона затягивается до 30 дней, поэтому все это время необходимо не давать ему либо пересохнуть, либо, наоборот, чрезмерно пропитаться влагой.
По строительным правилам сваи для буронабивного фундамента заглубляют в грунт сантиметров на 20 ниже уровня промерзания. Установить такой фундамент без привлечения специальной техники невозможно.
Как выбрать подходящие сваи
Довольно дорогие традиционные варианты фундаментов (плитный, ленточный) при строительстве частного дома или коттеджа закладывать не всегда целесообразно. Довольно часто выбор остается за свайным фундаментом с ростверком - хотя бы из соображений экономии. Поэтому, если условия позволяют провести монтаж фундамента на сваях, лучше не уходить от такого решения. Вкратце, условия таковы - ваш будущий дом:
· не выше трех этажей;
· не имеет цокольного этажа или уходящего глубоко под землю подпола;
· собирается возводиться на любом грунте, кроме каменистого или скалистого.
Напомним: ветхие строения на участке строительства исключают организацию на нем фундамента из забивных свай, ведь сильная механическая вибрация угрожает устойчивости таких строений.
Свайный фундамент (с ростверком или без него) позволит сократить денежные расходы на фундамент, провести новое строительство за короткое время. С ним вам станет под силу построить частный дом (до двух этажей) даже на нестабильном грунте, на склоне холма или неровном участке, вести работы по созданию фундамента в зимний сезон, даже в условиях вечной мерзлоты. При выборе участка для строительства можно не избегать подтапливаемых территорий.
Что такое ростверк в свайном фундаменте
Мы уже коснулись темы ростверка для свайного фундамента. Напомним вам его роль – объединить все сваи в единую структуру, перераспределить нагрузку от веса здания по всем свайным элементам равномерно. Усадка свай под огромным давлением неминуема, но с ростверком сваи усаживаются согласовано. Поэтому дом не перекосит, ведь ни одна не выбьется из общего «ансамбля».
Горизонтальные скрепляющие сваи каркасы, ростверки на свайные фундаменты выполняются из разных материалов: дерево, металл, бетон, железобетон. Деревянный ростверк получится довольно дорогим: только лиственница практически не подвержена процессам гниения. Если дом строится из кирпичной кладки или состоит из газоблоков – организация деревянного ростверка невозможна. Такой ростверк представляет собой брус с квадратом в сечении, годится только для очень легких частных домов.
Ростверк, изготовленный из металла будет хорошим вариантом, когда бетонные работы выполнить затруднительно: из-за затяжных дождей или по иным причинам. Его образуют квадратные металлические трубы или швеллеры с крупным сечением.
Бетон тоже применяется в ростверках – как не армированная лента. Такой вариант не очень надежен, к нему стоит прибегать только после выполнения профильным проектировщиком тщательных расчетов. Зато это самый бюджетный тип ростверка. Что же касается железобетона – из этого материала (армированная лента) выходят самые прочные и потому востребованные ростверки.
Скрепляющую структуру оценивают также по высоте расположения. Поэтому ростверк может быть высоким или низким. Высокий держится непосредственно на сваях, находится над землей.
Можно предположить, что низкие ростверки фундамента пребывают на уровне земли, даже ниже. Так и есть: по сути, это просто обычная, связывающая все сваи, лента мелкого заглубления. Эта деталь придает такому фундаменту свойства, характерные для ленточного фундамента. В самом деле, такие основания выдерживают огромные нагрузки, устойчивы даже в сильные холода. Такие фундаменты (с низкими ростверками) так и называются – свайно-ленточные.
Плюсы и минусы свайного фундамента
Если говорить о достоинствах фундамента на сваях – это, прежде всего, универсальность с точки зрения типов грунтов. Такой фундамент можно выполнить на любой почве (кроме скальных пород, что является небольшим минусом). Если участок, где вы планируете строиться, отличается неровностями, сложным рельефом – любой другой фундамент, кроме свайного, исключается. Можно, конечно, провести работы по выравниванию, но это – серьезный удар по бюджету.
Отметим еще пару плюсов: монтаж может завершиться всего через два дня, после чего сразу можно начинать строительство частного дома; свайный фундамент прослужит долго – по меньшей мере лет сто!
Несколько накладно то, что для обустройства фундамента на сваях обязательно проводятся предварительные геологические исследования. Если участок предстоящего строительства плотно застроен – возможность закладки свайного фундамента будет серьезно ограничена. Если вы захотите, чтобы в вашем доме на свайном фундаменте было подвальное помещение, стоимость строительства существенно возрастет.
Посмотрим теперь на свайный фундамент с ростверком, укажем на его собственные плюсы и минусы. Помимо уже приведенных выше преимуществ, отметим слабую зависимость установочных работ от климата, капризов погоды. Можно проводить организацию свайно-ростверкового фундамента при температурах вплоть до минус 10 по Цельсию. Такая опора станет очень устойчивой, будет обладать отличной несущей способностью.
Монтаж такого фундамента связан с высокоточными работами, поэтому его лучше поручить профильным специалистам. Еще один недостаток – обязательно нужно пользоваться спецтехникой.
Как рассчитать количество свай
Перед тем, как возводить фундамент, определяют, где именно будут располагаться сваи, каковы их геометрия и тип, насколько глубоко они будут погружены. Безошибочно выполнить расчет количества необходимых свай - тоже весьма непростая задача. Советуем прибегнуть к помощи проектировщиков, которые обязательно учтут несколько важных факторов, но сперва следует выполнить проект дома.
Дело в том, что стены в доме должны опираться именно на сваи, нельзя допустить, чтобы они оказались в стороне. Это чревато обрушением стены. Поэтому крайне важен правильно составленный проект дома, с отмеченными схематически участками расположения каждой его стены. На основе проектных данных можно подсчитать вес будущей постройки, а потом и нагрузку на фундамент, действующую на него в разных частях. Домам из более легких материалов требуется меньшее количество свай.
Помимо «чистого» веса здания надо включить в расчеты массу всех вещей и даже самих жильцов – так называемую эксплуатационную нагрузку. Подлежит учету дополнительное давление от снеговой, актуальной для зимних месяцев, а иногда и ветровой нагрузки.
Составитель проекта обязательно выполняет геологические исследования или пользуется услугами специалиста в области геологической разведки. От данных, полученных в ходе таких изысканий, зависит оптимальная длина свай, их геометрия. После проведения исследований составляется проект свайного поля. Это итоговый документ, в соответствии с ним будет проводиться строительство фундамента.
На общее число необходимых свай иногда влияют совсем неожиданные факторы, которые трудно учесть заранее, при расчетах. Среди них способные ослабить несущую способность фундамента камни или полости в грунте. В таких случаях чаще всего усиливают сваю, которая оказалась непрочно фиксированной. Этого добиваются формированием пучка (связки) свай, которую профессионалы называют «кустовой сваей».
Хотим предупредить вас о том, что наличие в интернете калькуляторов, рассчитывающих свайный фундамент, проблему не решает. Дело в упрощенных программах, по которым работают подобные счетные устройства. К примеру, калькуляторы редко учитывают даже такие важные параметры, как вес здания, а также состояние, тип грунта. Точные, достоверные данные, на которые можно опираться при заложении фундамента, получить таким путем нельзя.
Вы самостоятельно можете воспользоваться нашими проверенными на практике рекомендациями. Они применяются лишь в частных случаях, но к ним стоит прислушаться.
Первый пример относится к домам с ростверком из дерева. Целесообразно сперва поставить по свае под пересечением бруса, составляющего ростверк. А потом установить оставшиеся, которые будут размещены между ними. Их количество зависит от массы дома: чем тяжеловеснее постройка, тем их должно быть больше. Другой пример касается бетонного ростверка, под которым сваи должны следовать через каждый метр-два друг от друга.
Как забить сваи
О том, как правильно вбить, залить, ввернуть сваи, обязан хорошо знать персонал подрядческой компании, к которой вы обратились. Выполнить такие работы самостоятельно не всегда реально. Однако, вам возможно будет под силу (с помощью проектировщика) составить проект будущего дома или коттеджа. Проект понадобится подрядчику, чтобы выполнить свою работу по монтажу фундамента.
Если вы выбрали компанию (лучше обратиться в крупную фирму), ожидайте приезда оценщика – мастера, который проведет осмотр участка, оценит условия, в которых будет работать бригада. После закупки свай (согласно проекту), подрядчик перевезет их на участок строительства. Вы можете проверить их на соответствие геометрических размеров проектным значениям.
Настала очередь разметить свайное поле. После чего, с помощью сваебойной техники (с помощью двух операторов), будет выполнено забивание свай согласно разметке. Здесь ваша роль может состоять в том, чтобы проследить, что они забиваются строго отвесно - в вертикальном направлении.
Если ростверк будет деревянным, бригада поставит на сваи оголовки. Подготовка к монтажу бетонного, сводится к выпуску наружу части арматуры. После установки ростверка работа бригады закончена, осталось только убрать с участка строительный мусор. Теперь можете принимать работу, переходить к подписанию актов.
Как проверить установку сваи
Даже во время монтажа иногда можно удостовериться, что стержень забит прочно. Но для этого нужен большой опыт бурильных работ. Определенный набор ощущений, испытываемый бурильщикшм во время закрутки свайно-винтового фундамента, подскажет мастеру, хорошо ли встала свая.
При железобетонном фундаменте можно определить фактическую несущую способность по отдаче при ударах по стержню копрой сваебойной машины. Измеряется сила удара, а потом по сводным таблицам находится соответствующее ей значение несущей способности. Такой эксперимент проводится с каждой сваей, а данные записываются и предоставляются владельцу участка.Если свайный фундамент относится к бурозабивному типу, проверка качества установки на месте монтажа невозможна. Придется отбирать образцы бетона, передавать в лабораторию, где проведут точный анализ прочностных свойств материала. Обращаем ваше внимание на то, что эти данные характеризуют параметры бетона, а не несущую способность сваи или фундамента в целом.
