Основы проектирования фундаментов на сваях

Если вы решили соорудить под свой дом основание на сваях, то вам понадобится информация о том, как выполняется проектирование и устройство свайных фундаментов. Вся информация собрана в руководство, которое было разработано ещё в советские времена. Чтобы вам было проще разобраться в особенностях и правилах проектирования и строительства свайных и столбчатых оснований, мы изложили основные принципы и положения в нашей статье.

Общие положения

Каждый из видов свайных фундаментов имеет отличия в процессе проектирования и строительства

Для начала стоит отметить, что в своде правил (СП) выделяется две большие категории свайных оснований:

• конструкции фундаментов на сваях, которые возводятся в условиях вечной мерзлоты;
• свайные основания, возводимые в средних широтах нашей страны.

Каждый из двух видов свайных фундаментов имеет отличия в процессе проектирования и строительства. Помимо этого, существует отдельная методика проектирования свайных оснований, поверженных динамическим нагрузкам. Также разработаны специальные СП для проектирования и строительства таких фундаментов на неустойчивых почвах, которые имеют пустоты или склонны к сползанию. Таким образом, можно сделать выводы, что руководством по проектированию и монтажу свайных оснований можно пользоваться в случае строительства жилого или производственного здания в нормальных условиях.

Выбор свайных конструкций

С особой тщательностью стоит подходить к проекту столбчатого основания в условиях, когда на территории строительства наблюдается высокое стояние грунтовых вод

Руководство по проектированию свайных фундаментов гласит, что свайное основание может проектироваться и возводиться на грунте, который был предварительно уплотнён с помощью различных методик. Вся конструкция может выполняться в виде свайного поля.

Важно: нормы рекомендуют использовать типовые конструкции, которые наиболее распространены в регионе строительства.

Также нормами СП оговаривается, что свайные конструкции могут использоваться вместо ленточного основания. Такая ситуация может сложиться в случае, если отметка, на которой по расчёту должна находиться подошва ленточного фундамента, будет превышать 170 см.

С особой тщательностью стоит подходить к выполнению проекта столбчатого основания в условиях, когда территория строительства находится на  слабых грунтах или наблюдается высокое стояние грунтовых вод.

Самым подходящим основанием для возведения свайного фундамента является мало сжимаемый тип почв. Идеальными породами для строительства свайного основания являются следующие породы:

• скальный грунт;
• галечник;
• плотный песок;
• крупнообломочные породы.

Согласно руководству для формирования свайного поля может использоваться один из следующих видов свай:

• забивные;
• буронабивные;
• винтовые.

Забивные сваи

Забивные свайные конструкции изготавливаются из железобетона в заводских условиях

Забивные свайные конструкции изготавливаются из железобетона в заводских условиях. Это четырёхгранные конструкции с заострённым концом. Для забивания изделия в землю используется специальная механизированная техника (вибропогружатели или молоты). Иногда забивные сваи изготавливаются на участке. Для этого в землю забивается свая-оболочка с пустотой внутри. После этого пространство внутри сваи бетонируется.

Винтовые сваи

Большой популярностью в индивидуальном строительстве пользуются винтовые сваи, поскольку они могут быть закручены в землю без использования специальной техники. Конструкция выполнена из стальной трубы, на конце которой приварена винтовая нарезка.

Буронабивные сваи

Для установки такой свайной конструкции необходимо пробурить скважину

Для установки такой свайной конструкции необходимо пробурить скважину. После этого в нижней части проходки делается полость чуть шире, чем сама скважина. Она нужна для формирования опорной подошвы под стойкой. Подошва бетонируется или засыпается песком с последующей трамбовкой.

Затем в скважину устанавливается несъёмная опалубка. Обычно для этих целей используют стальные, пластиковые или асбестовые канализационные трубы. Внутрь труб устанавливается арматурный каркас и заливается бетонным раствором с высокой марочной прочностью.

Обычно ещё на этапе проектирования такие сваи закладываются по углам сооружения, в месте пересечения стен, под колоннами, стойками и тяжелыми конструкциями (печью или камином). Под несущей стеной такие сваи располагаются с шагом 2,5 м.

Особенности проектирования

Проект свайного фундамента можно разрабатывать только после проведения гидрогеологических и инженерно-геологических изысканий

Проект свайного фундамента можно разрабатывать только после проведения гидрогеологических и инженерно-геологических изысканий. В итоге у вас будут все необходимые данные о типе породы, её характеристиках, глубине заложения грунтовых вод и отметке промерзания грунта в регионе строительства.

Для проведения таких изысканий в индивидуальном строительстве стоит придерживаться следующих правил:

1. Необходимо выкопать или пробурить исследовательский шурф глубиной не меньше 2,5 м.
2. Исследования лучше проводить в весенний период, когда высота стояния подземных вод максимальная. Так вы не столкнётесь с критическим повышением уровня грунтовых вод в ходе строительства основания и эксплуатации постройки.
3. Желательно при бурении взять раздельные пробы породы, чтобы иметь полное представление о составе грунтов на разных горизонтах и глубине их заложения.

Важно: в случае обнаружения высокого УГВ на участке необходимо ещё на этапе проектирования предусмотреть меры по защите основания от коррозии и разрушающего воздействия влаги на бетонные конструкции.

В ходе разработки проекта определяются следующие основные моменты:

• общее количество свай;
• разновидность свайных конструкций;
• определяются главные параметры (сечение, длина);
• вычисляется несущая способность каждой сваи и всего свайного поля.

Исходные данные

Перед началом проектирования, после проведения инженерно-геологических изысканий вы должны собрать следующие материалы

Перед началом проектирования, после проведения инженерно-геологических изысканий вы должны собрать следующие материалы, которые будут использованы в качестве исходных данных:

1. Генеральный план участка строительства с прилегающими территориями и строениями на них. Обычно такой план выполняется в масштабе 1:500 или 1:2000 (всё зависит от габаритов участка и размеров объекта). На план наносятся контуры будущего строения. Также на генеральном плане обозначаются места,  где бурились шурфы для взятия проб и выполнения исследований. Также указываются все расстояния от проектируемого строения до окружающей застройки.
2. Данные о составе и уровне грунтовых вод на территории строительства, а также информация о составе грунтов на разных горизонтах.
3. На плане должно быть точно определено место расположения всех существующих и проектируемых строений, а также даны привязки каждого из них к границам участка.
4. Если в проекте предусмотрены подвальные или цокольные помещения, то их конструкция должна оговариваться заранее.
5. Сборные данные обо всех нагрузках, которые будут воздействовать на основание (вес строения, снеговые и ветровые нагрузки, вес инженерного оборудования и т.д.).
6. Если через фундамент будут проходить какие-то инженерные коммуникации, то их место, диаметр и глубина заложения должны быть точно оговорены.

Нюансы проектирования деревянных свай

Если при проектировании свайного основания будут использоваться деревянные сваи, то на данном этапе необходимо предусмотреть мероприятия по защите конструкций от горения и гниения

Если при проектировании свайного основания будут использоваться деревянные сваи, то на данном этапе необходимо предусмотреть мероприятия по защите конструкций от горения и гниения. Обычно для этого используются специальные антисептические составы, а также средства для защиты древесины от повреждения насекомыми.

При разработке свайного поля, состоящего из деревянных свай, глубина закладки элементов должна быть минимум на 0,5 м ниже минимального зафиксированного УГВ на участке строительства.