Что такое свайный фундамент и области применения

При возведении промышленных и гражданских зданий на участках с ослабленным грунтом используется свайный фундамент. Такой вариант основания применяется для зданий средней высотности. Данные конструкции идеально подходят для домов без подвалов, поскольку позволяют полностью исключить земляные работы или уменьшить их  объём при выполнении сооружений с техническим подпольем. Свайные конструкции основания используются и в индивидуальном строительстве при возведении коттеджей, дачных и загородных домов. Существуют разные типы свайных оснований. Их особенности и материалы, из которых они делаются, мы рассмотрим в нашей статье. Благодаря фото вы более наглядно сможете разобраться в конструкции таких фундаментов.

Понятие и сфера использования

Свайный фундамент – это конструкция, состоящая из заглублённых в грунт свай, которые бывают нескольких видов, и объединяющих их сверху железобетонных балок или ростверка.

На фото ниже дом на свайном основании:

Свайный фундамент – это конструкция, состоящая из заглублённых в грунт свай

В индивидуальном строительстве свайное основание целесообразно использовать в следующих случаях:

1. Если верхний слой грунта на участке относится к разновидности ослабленных, то строительство ведётся с использованием описываемых конструкций. В таких условиях нагрузки от сооружения приходится передавать более плотным слоям породы. При этом к слабым грунтам относятся следующие их виды:
   • пластичные текучие глины и суглинки;
   • лёссовидные породы, содержащие в своём составе более 50 процентов пылевидных элементов и небольшое число известковых и глинистых частиц. Такие породы размокают в воде и становятся неустойчивыми;
   • плывуны – это грунт, состоящий из глины и песка, которые насыщенны влагой;
   • растительный грунт – это породы с примесью торфа, перегноя. Также сюда относятся глинистые и илистые грунты, сапропели, мокрые солончаки и иольдиевые глины;
   • пучинистые грунты, а также районы с глубиной промерзания почвы более 1,5-2  м.

2. Иногда свайные фундаменты применяются и в плотных породах. Благодаря этому удаётся уменьшить объёмы земляных работ, сократить расход бетона, трудозатраты. Всё это позволит уменьшить цену строительства. Поскольку при возведении такого фундамента нет необходимости копать котлован, складировать грунт или вывозить его, выполнять обратную засыпку и т.п., вы можете возвести фундамент за короткий срок, с небольшими трудозатратами и довольно недорого. Например, для установки одной сваи протяжённостью 3 м и сечением 30 см понадобится выполнить земляные работы объёмом 0,2 м³ (для этого нужен только бур). А вот на обустройство ленточного фундамента понадобится выполнить значительно больший объём земляных работ.

Важно: свайные фундаменты можно делать только в том случае, если в проекте будущего дома не предусмотрено устройство подвального этажа.

3. Цена строительства во многом зависит от объёмов используемых материалов. Так, если ширина ленточного основания получается более 1,5 м, целесообразно сделать свайный фундамент. Благодаря этому удастся значительно сократить расход материала и уменьшить цену строительства.
4. Иногда выбор этого типа основания связан с определённым видом несущего каркаса здания. Так, в каркасных деревянных домах (как на фото выше) на слабых грунтах целесообразно выполнить свайный куст под каждой несущей колонной, а не делать сплошную ленточную основу.

Свайный фундамент может иметь разную конструкцию, выбор которой зависит от следующих факторов:

• выбор той или иной разновидности свай;
• способ углублений свай в грунт и особенности их изготовления;
• вариант расположения свайных конструкций под зданием;
• особенности работы сваи в породе;
• конструкция и характеристики ростверков.

При возведении промышленных и гражданских зданий на свайных фундаментах привлекается много строительной техники. Поскольку цена покупки или аренда такой техники немаленькая, в индивидуальном строительстве используются определённые конструкции свайных оснований, которые под силу воплотить индивидуальному застройщику без привлечения специализированной техники. Именно такие варианты мы и рассмотрим в нашей статье.

Разновидности свай для индивидуального строительства

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы

Сваи, используемые в индивидуальном строительстве в качестве основания дома, который возводится в ослабленном грунте, – это длинные заострённые или с пятой конструкции. Они могут изготавливаться из металла, бетона, древесины. Сечение сваи может быть круглым или квадратным. Конструкция может заглубляться в готовом виде или собираться непосредственно в почве.

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы. В индивидуальном строительстве свайный фундамент используется в следующих случаях:

• Для возведения домов на территории с высоким УГВ.
• Если верхний слой почвы на участке – это торфяник или плывун со слабой несущей способностью. Тогда сваи заглубляют до нижних более плотных слоёв породы.
• Если глубина промерзания почвы более 2 метров.
• При строительстве на склонах с резким крутым рельефом.
• Если конструкции дома имеют значительный вес (более 350 т), то целесообразно выполнить фундамент на сваях.

Сваи с заострённым концом забиваются в подвижный грунт при помощи специального молота, пока не достигнут плотной породы. Винтовой фундамент делается на сваях, один конец которых имеет специальный винт. Для монтажа этой конструкции используется специальный ключ. Если сваю нужно изготовить прямо в грунте, то в породе бурится скважина, которая потом армируется и бетонируется.

Важно: необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности. Как правило, в частном строительстве используют сваи длиной 1,5-6 м. Их шаг обычно равен 2 м.

Необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности

Сваи могут отличаться по материалу, из которого они выполнены, форме, способу изготовления и погружения в грунт.

По способу заглубления выделяют следующие виды свайных изделий:

1. Забивные конструкции погружаются в землю без выемки грунта. С этой целью используется специальная техника (вибровдавливающие и погружающие устройства).
2. Набивные железобетонные и бетонные изделия монтируются путём заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
3. Железобетонные буровые сваи устанавливаются в пробуренные скважины.
4. Винтовой фундамент делается из свайной конструкции с винтом на конце. Она закручивается в породу при помощи строительной техники. Очень часто для облегчения монтажа используется специальный ключ.

Свайный фундамент различается и по характеру работы:

1. Свайные изделия в роли стоек передают давление от дома на прочный несущий грунт, находящийся под слоем рыхлой ослабленной породы. Эти конструкции имеют гладкую поверхность, которая плохо сцепляется с породой. Поскольку 80 % нагрузки передаётся на основание таких свай, они имеют широкую пяту в нижней части для восприятия нагрузки. Сюда относятся изделия ТИСЭ с уширением в нижней части и конструкции, бетонирующиеся в обсадной трубе или скважине (однако в этом случае конструкция теряет 20 % прочности). Эти изделия практически не подвержены осадке.
2. Свайные конструкции висячего типа передают часть нагрузки на окружающий их грунт за счёт силы трения. Эти изделия имеют неровную поверхность, которая помогает им цепляться за грунт по всей их длине. К таким конструкциям можно отнести буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в пробуренную скважину. В этом случае 60-70 процентов несущей способности обеспечивается за счёт неровных боковых поверхностей. Такие конструкции используются при высоком расположении грунтовых вод, при необходимости сократить объёмы земляных работ, при наличии под слоем рыхлой породы более плотного грунта, который не настолько сильный, чтобы удержать сваи-стойки.

В зависимости от материала сваи бывают:

• Бетонные или железобетонные. Цена таких конструкций невысока, к тому же они долговечные и могут изготавливаться прямо на месте при наличии специальной техники. Для изделия используется бетон М 200 и выше.
• Стальные элементы выполняются из труб и прокатных стальных профилей. Однако такие конструкции нуждаются в антикоррозийном покрытии, специальной технике для монтажа свай длиннее 3 м. Цена таких конструкций значительная из-за большого расхода материала.
• Деревянные конструкции делаются из бревна диаметром 220-340 мм, их длина доходит до 8,5 м. Обычно используются ошкуренные брёвна из древесины хвойных пород. Такие конструкции практически не используются в наших широтах из-за сильной подверженности гниению. Однако современные препараты против гниения способны значительно улучшить ситуацию.

Расположение свай

И свайный фундамент, и свайно-винтовой фундамент могут выполняться в разных вариантах расположения опор

И свайный фундамент, и свайно-винтовой фундамент могут выполняться в разных вариантах расположения опор:

• Под отдельно стоящие опоры устанавливаются одиночные сваи.
• Свайно-винтовой фундамент может выполняться в виде целых свайных лент. Обычно он делается под стены сооружения для передачи распределённой по длине нагрузки. Свайные изделия могут располагаться в один или несколько рядов.
• При сооружении каркасного здания под каждой колонной устанавливается свайный куст.

Обычно свайные конструкции располагаются в грунте строго вертикально, но иногда используются варианты наклонной установки. Последний вариант применяется в том случае, если на основание здания воздействуют значительные горизонтальные нагрузки. Такое бывает в следующих случаях:

• фундаментная площадка находится на склоне;
• наблюдаются значительные сезонные подвижки грунта.

Важно: в частном строительстве чаще используются одиночные сваи или ленты. Свайные кусты применяются реже для усиления проёма гаражных ворот или при обнаружении плывуна.

Винтовые свайные основания

Фундамент на винтовых сваях чаще других используется в индивидуальном строительстве. Многие каркасные дома имеют винтовой фундамент. Свайные элемент такого основания – это стальная труба с заострённым концом и приваренной лопастью (как видно на фото). Это изделие просто вкручивается в грунт.

Для облегчения монтажа используется специальная строительная техника и ключ

На фото ниже винтовые сваи:

Для облегчения монтажа используется специальная строительная техника и ключ. Однако при необходимости выполнения работ своими руками можно обойтись и без техники, используя только ключ, ведь это самая простая и бюджетная технология.

Фундамент винтовой может быт комбинированный. В этом случае в полую металлическую трубу сваи заливают бетон. Свайно-винтовой фундамент имеет следующие преимущества:

• Приемлемая цена.
• Возможность установки без использования тяжёлой строительной техники. Ключ для монтажа сваи могут крутить два человека.
• Такие конструкции можно использовать на заболоченной местности и в условиях вечной мерзлоты.

Однако фундамент винтовой имеет и свои минусы:

• Это довольно недолговечные конструкции, которые могут прослужить 50-70 лет.
• Такое основание без ростверка способно выдержать только вес небольших лёгких построек (каркасные и деревянные дома), поэтому для кирпичных, бетонных и каменных строений оно не подходит.