Что такое железобетонный свайный фундамент

Свайный фундамент своими руками на ЖБ сваях

При высоком УГВ и неустойчивом грунте фундамент для частного дома часто приходится делать из свай. Использовать другие варианты в такой ситуации оказывается слишком нерационально. Они будут получаться либо слишком дорогими, либо недолговечными из-за повышенной влажности почвы. Железобетонный свайный фундамент буронабивного типа более дешев и прост в исполнении. Его без проблем можно сделать самостоятельно.

Содержание

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.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

На висячих сваях;

На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

Винтовые (вкручиваемые) стальные.

Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Виды свай для разных типов фундамента

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

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.

Буронабивной свайный фундамент своими руками

Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.

Устройства выполняется в пять этапов:

Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.

Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.

Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.

Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.

Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.

Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.

В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Источник

Железобетонные сваи: технические характеристики и рекомендации по установке

Железобетонные сваи являются наиболее востребованным типом опор для организации свайного фундамента. Это обусловлено их долговечностью, высокой несущей способностью, влагостойкостью и возможностью установки по нескольким технологиям.

Особенности

Железобетонные сваи (ЖБ) представляют собой арматурный каркас, который заливается бетонным раствором. Длина готового изделия может составлять от 3 до 12 м.

Железобетонные сваи применяются при организации фундамента по технологии забивания. Их использование позволяет укрепить основание и выйти на прочные слои почвы.

Визуально они представляют собой основания с круглым (полым или заполненным), квадратным сечением. Различаются диаметром и высотой, от чего зависит несущая способность и сфера применения. Кроме того, показатели прочности зависят от используемой марки бетона. Чем она выше, тем надежнее элементы.

Для создания железобетонных свай используется цемент, марочная прочность которого не менее М100. От эксплуатационных характеристик бетона зависит не только прочность сваи на сжатие, но и морозостойкость, влагопрочность. Последние параметры для бетона марки М100 составляют F 50 (то есть конструкция выдерживает до 50 циклов заморозки/разморозки) и W2 (давление водяного столба) – 2 МПа. Вес опоры обусловлен ее габаритами, а также зависит от плотности используемого сорта бетона.

Обычно используются более плотные марки бетона М-250, М-300, М-400. Морозостойкость таких изделий достигает 150 циклов, а коэффициент водонепроницаемости – не менее 6.

Благодаря повышенной устойчивости к возможности погружения свай на большую глубину их использование становится возможным на подвижных грунтах (в том числе в зоне повышенной сейсмической активности), на глинистых, пучинистых и слабых грунтах, в водонасыщенных и заболоченных почвах.

ЖБ сваи могут применяться не только в качестве основания фундамента, но и использоваться для предотвращения осыпания котлована, укрепления грунта и уже имеющегося свайного фундамента. Для этого ЖБ опоры погружаются на небольшом расстоянии от имеющихся конструкций, выполняя функцию второй сваи. Кроме того, при дополнительном упрочнении фундамента рассматриваемый тип опор может выноситься за пределы имеющегося основания и связываться с ним посредством балок.

Плюсы и минусы

Среди преимуществ железобетонных опор обычно выделяют несколько характеристик.

• Длительный период эксплуатации – до 100 лет при соблюдении технологии монтажа. Отзывы владельцев позволяют сделать вывод, что такой фундамент может прослужить, не требуя серьезного ремонта, до 110-120 лет.
• Высокие показатели прочности – в среднем одна опора выдерживает от 10 до 60 тонн. Благодаря этой особенности данный тип свай применяется для строительства промышленных объектов, многоэтажных жилых зданий, строений из тяжелых панелей.
• Устойчивость конструкции на всех типах грунта, что достигается благодаря значительному заглублению бетонной сваи. Это, в свою очередь, позволяет бетонным элементам опираться на глубокие слои почв с максимальной несущей способностью.
• Возможность вести строительство на подвижных, рельефных грунтах, используя сваи различной длины.

Среди недостатков – значительная масса конструкции, что усложняет процесс транспортировки и монтажа элементов.

Нормативные требования

Производство регламентируется ТУ (техническими условиями), основные моменты которого регулируются по ГОСТ 19804, принятому еще в 1991 г. Срок службы изделий – 90 лет.

Железобетонные изделия, соответствующие указанному ГОСТу, находят применение при одно- и многоэтажном строительстве из различных материалов, возведении транспортных, инженерных, мостовых конструкций, сельскохозяйственных и промышленных объектов, гидротехнических сооружений.

Одним словом, на всех тех объектах, от фундамента которых требуется повышенная прочность, сохранение эксплуатационных характеристик даже в условиях постоянной влажности и под воздействием агрессивных сред.

Нормативным документом, регулирующим особенности выпуска забивных железобетонных свай заводского типа, является ГОСТ 19804-2012. Если речь идет об армировании, то применяемая сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 6727.80 и 7348.81 (требования к проволоке на основе углеродистой и низкоуглеродистой стали, применяемой в качестве армирования).

Строительство мостовых сооружений предполагает собственные нормативные документы. Используемые опоры должны соответствовать ГОСТ 19804-91. Для их изготовления используется бетон прочностью М350, сама конструкция армируется продольной арматурой. Только такие элементы обеспечат прочность и надежность всей конструкции будущего моста.

Эти же монолитные сваи применяются при строительстве высотных многоэтажных домов, габаритных промышленных объектов. Последовательность подбора, методика заглубления, проверка качества и особенности проведения испытаний забивных свай отражены в СНиП 2.02.03 -85.

Классификация опор такого вида может осуществляться на основании нескольких критериев. В целом все железобетонные сваи делятся на 2 типа – каркасы, заливаемые бетоном непосредственно на стройплощадке и аналоги, изготавливаемые в заводских условиях.

От типа свай в некотором роде зависит их устройство – технология монтажа. Так, сваи, которые заливаются непосредственно после установки в грунт, могут монтироваться путем вбивания гидравлическим молотов, методом вибрационного заглубления или по технологии вдавливания под воздействием статического (постоянного) давления.

Если речь идет о готовых конструкциях, то применяют один из следующих методов монтажа – грунтоцементный, буронабивной или буроинъекционный.

В зависимости от особенностей конструкции железобетонные сваи делятся на несколько видов.

Монолитные

Представляют собой цельную опору с прямоугольным или квадратным сечением, хотя возможны сваи с круглым, трапециевидным или тавровым сечением, размер которых 20-40 мм. Нижний торец имеет грушевидную форму, может быть острым или тупым. Такие опоры не пустотные, поэтому для их погружения в земле не нужно делать отверстий. Используется технология забивки молотом или вибровдавливания в почву. Широко применяются в гражданском строительстве, востребованы также при возведении частного дома (деревянного, блочного, каркасного).

Пустотелые (оболочковые)

Имеет вид оболочки, для погружения в грунт которой предварительно готовится скважина. Опора может быть круглой или квадратной, но последняя все равно имеет круглое сечение. Пустотелые опоры, в свою очередь, делятся на цельные и составные (состоят из нескольких элементов, которые собираются непосредственно перед погружением).

Набивные

Но также монтируется путем погружения в предварительно подготовленную выемку.

В зависимости от типа армирования железобетонные сваи бывают следующих типов:

• опоры с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием;
• опоры с предварительно напряженной продольной арматурой с поперечным армированием или без такового.

Если говорить о форме сечения свай, то они бывают круглыми (полыми или цельными), квадратными, квадратными с круглой полостью, прямоугольными. Опоры с квадратным сечение недопустимо располагать в вечномерзлом грунте. Даже при небольшом оттаивании произойдет крен сваи и перекос здания. В регионах с повышенной сейсмической активностью следует использовать конструкции с круглым сечением.

Выделяют цельные и сборные конструкции. Вторые состоят из нескольких сегментов, благодаря чему становится возможным наращивание высоты изделия. Фиксация сегментов осуществляется путем сварки или посредством болтового соединения.

Прочность и дополнительную надежность соединения сегментов обеспечивает присутствие на каждом последующем сегменте сочленения по типу «стакан».

Монтаж

Установка свай предваряется геологическими изысканиями и взятием пробы грунта в разные времена года. На основании полученных в ходе анализа результатов принимается решение о методах забивки свай. И также составляется проектная документация, в которой среди прочих данных производится расчет несущей нагрузки на один свайный элемент, определяется их размер и количество.

Смета включает не только расходы на закупку свай, но и их транспортировку на стройплощадку, привлечение (покупка или аренда) спецтехники.

Следующий шаг – пробная забивка опоры, позволяющая оценить то, как ведет себя на практике опора. После забивки она оставляется на некоторое время (от 3 до 7 дней), в течение которого также ведутся наблюдения.

Чтобы забить сваи, применяются динамические и статические усилия – по поверхности опоры наносятся удары специальным молотом. Предотвратить разрушение и деформацию элементов в этот момент позволяют оголовники, защищающие головку основания при ударе.

Если монтаж предполагается в водонасыщенные почвы, лучше использовать вибропогружатель. Процесс монтажа представляет собой последовательное поднятие и последующее опускание сваи в почву. Эти циклы повторяются до тех пор, пока основание элемента не достигнет проектной глубины.

Если установка предполагается на чрезмерно плотных и твердых грунтах, можно совместить методику забивания и вибропогружение с подмыванием почв. Для этого в скважину вдоль сваи под напором подается вода. Она уменьшает трение между элементом и почвой, размягчая последнюю.

Метод забивания и вибропогружения применим для цельных и оболочковых опор, но не подходит для строительства в городских условиях, поскольку сопровождается сильным шумом и вибрациями. Последние могут негативно сказаться на состоянии фундамента соседних объектов.

Пустотелые и набивные сваи устанавливаются по буровой технологии, которая предусматривает предварительную подготовку шахты. В нее вводится опора, а между ее стенками и боковыми поверхностями шахты засыпается грунтовочный или цементно-песчаный раствор.

Данный метод характеризуется низким уровнем шума и отсутствием вибраций при погружении, не требует привлечения массивной набивной техники или оборудования для создания вибраций.

Буровая технология монтажа имеет несколько разновидностей. Так, для глинистых грунтов подходит буронабивной метод, при котором полая свая опускается в скважину и бетонируется непосредственно в грунте. Кроме того, могут использоваться и готовые железобетонные сваи, фиксация которых в скважине осуществляется путем засыпки между боковыми поверхностями основания и стенками шахты глинистым раствором. Вместо последних, может применяться обсадная труба.

Буроинъекционные методы предполагают нагнетание в скважину мелкозернистого бетонного раствора, а буроопускные методы – заполнение пространства между скважиной и помещенной в ней сваей бетонного раствора.

Источник