Минусы и плюсы свайного фундамента – обзор технологии

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой вертикальные опоры, утопленные в грунт. Материал свай бывает разным:

• Железобетон.
• Металл.

Как правило, в верхней части, сваи связывают между собой либо монолитной плитой, либо так называемым ростверком. Верх конструкции и будет основанием для будущих стен.

Сваи могут забиваться в грунт, закручиваться или помещаются внутрь предварительно просверленных в земле отверстий.

Такие опоры – прекрасная замена фундаменту ленточному – более дорогому и трудоемкому варианту. Свайный же фундамент куда равномернее распределяет нагрузку, и если таковой обустроить правильно, то неравномерной усадки в этом случае не будет. В отличие от его ленточного «собрата», где такие явления как растрескивания, вместе с нежелательной неравномерной усадкой – обычное дело.

Кроме того, свайные фундаменты порою единственный вариант для будущего строительства из-за сложного или же подвижного грунта. Более того, сваи еще и укрепляют грунт, исключают его подвижки и лучше держат вес дома (постройки).

Общее описание свайного фундамента

Свайный фундамент относится к фундаментам глубокого заложения – передача нагрузки на основание происходит не только по подошве, но и по боковым граням сваи, что происходит за счет трения и сцепления с грунтом основания. Устройство такого фундамента – довольно сложный процесс, требующий значительных трудозатрат, а также применения специальных технологий, оборудования и механизмов. Проектировать свайный фундамент целесообразно в случаях, если:

• строительный участок имеет сложные геологические условия;
• несущая способность основания недостаточна для устройства фундаментов мелкого заложения – ленточных, столбчатых или плитных.

К сложным горно-геологическим условиям можно отнести такие типы сжимаемых оснований: просадочные, насыпные или пучинистые грунты, а также условия вечной мерзлоты, болотистую местность. Свайный фундамент менее подвержен деформациям, связанным с изменениями характеристик грунтов при их намокании, проседании, сдвиге геологических слоев. Такой тип фундамента является более стабильным, он менее подвержен перемещениям при нагрузке, осадке и крену.

Необходимость устройства свайного фундамента также может возникнуть, если грунты основания имеют низкую несущую способность. При выполнении расчета, может оказаться, что площади подошвы плитного фундамента недостаточно или плита требуемых размеров значительно выступает за контур здания. Свайный фундамент в подобном случае позволит использовать в качестве основания нижележащие слои.

Постройка на сваях – это миф или реальность?

Встречаются опытные строители, которые категорически не советуют использовать сваи при возведении жилого дома. Они советуют использовать свайное основание только для построек хозяйственного назначения или для небольших дачных домов.

Возникает вопрос: а как тогда российские (и не только) города, в которых десятки тысяч домов построены на сваях и до сих эксплуатируются? Причём дома в несколько этажей, а не просто одноэтажные постройки.

В некоторых случаях фундаменты на сваях являются единственной возможностью построить на участке дом, так как грунт не позволяет использовать, например, ленточный фундамент.

Если местность под строительство всегда залита весенними паводками или грунтовые воды практически у поверхности – то спасают именно винтовые сваи.

Например, если дом нужно поднять или перенести, или реставрировать, то обустраивают именно свайное основание. Такой вариант часто используют во время ремонта деревянных построек прошлого века, когда в те годы дома редко возводили с фундаментом.

В пользу использования свайной конструкции говорят и те факты, что такие варианты основания были реализованы в строительстве очень давно. Только вместо свай были задействованы брёвна, забиваемые в землю. 

А свайный метод установки изобрели лишь в начале XIX века.

На первых порах опоры на винтах использовали для оснащения причалов. Со временем сфера их использования значительно расширилась. На фото ниже маяк в Великобритании, когда пришлось на нестабильной почве Темзы задействовать винтовые сваи.

В первом десятилетии XX века возведение построек на свайных фундаментах получило «второе дыхание» благодаря изобретению новой техники, позволявшая точно и глубоко вбивать сваи. А это значительно убыстряло работу по строительству фундамента для дальнейшего возведения зданий.

Устройство

Основная часть работ по созданию свайного фундамента сводится к погружению стволов в грунт.

Это самый сложный и ответственный этап, определяющий прочность и устойчивость всей системы.

Если во время погружения происходит отказ, срыв или возникают иные проблемы, это ставит под угрозу способность всего основания выполнять свои функции. Любые отклонения в ходе работ свидетельствуют о несоблюдении технологии, недобросовестном геологическом обследовании участка или о низком качестве свай.

Вторым этапом является создание ростверка. Он выполняет не менее важные функции и должен отвечать всем существующим требованиям.

Технология создания напрямую зависит от типа свай, материала изготовления и параметров будущего дома.

Для легких построек ростверк может быть изготовлен из древесины (брус или пачка, набранная из обрезной доски до получения нужной толщины).

При использовании металлических свай принято и ростверк создавать из металла — швеллера, двутавра или профилированной трубы.

Для Ж/Б свай ростверк отливают из бетона, используя технологию, напоминающую изготовление ленточного фундамента.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!Оба этапа создания свайного фундамента должны выполняться опытными строителями или, как минимум, под наблюдением грамотного специалиста. Возможны нарушения технологии или отклонения от расчетных параметров, которые должны быть вовремя замечены и исправлены, что не всегда удается неподготовленным людям.

Особенности технологии устройства

Свайный фундамент монтируют из отдельно располагаемых опор. Его используют на слабых грунтах, когда на них предполагается большая нагрузка. Чтобы изготовить столбы, используют сталь, бетон, либо железобетон. Поверх опор монтируют балки или железобетонную плиту, на которых далее выполняют возведение стен сооружения.

Самые дешевые — деревянные сваи, но они подвержены гниению, из-за чего подобную технологию практически редко используют. Более практичен железобетонный вариант, хотя он и обходится дороже.

Иногда под здание изготавливают столбчатый фундамент. На нем чаще строят деревянные дома. Опоры соединяют перемычками, служащими основой, на которой монтируют элементы строения. Подобная технология рациональна, если деревянный дом возводят на почве, подверженной глубокому промерзанию.

Хотя принцип свайной и столбчатой конструкции схож, у них присутствуют определенные различия. Основное отличие в том, что столбчатое основание делается из блоков и фундаментных балок (рандбалок), укладываемых под все стены. А свайные основания состоят из свай и объединяющего их ростверка. На выбор определенного основания влияют различные факторы: вес сооружения, его конструктивные особенности, тип грунта.

Основные элементы фундамента

Деталями свайного основания выступают непосредственно сами сваи, выполненные на них оголовки, а также соединяющий опоры ростверк. Вертикальные конструкции бывают железобетонными, деревянными либо металлическими. Их погружают в почву ударным способом, выполняют ввинчивание, заливку бетона в предварительно пробурен­ное отверстие.

Для каких строений он необходим?

Винтовые сваи можно использовать для различных строений. Мировая практика показала способность этого типа фундамента успешно работать с массивными, тяжелыми и высокими зданиями и сооружениями.

Тем не менее, в России технология создания этого основания пока не отработана, поэтому обычно ограничиваются строительством вспомогательных или хозяйственных построек. Для жилых домов винтовые сваи используются неохотно и довольно редко.

Гараж

Сооружать сваи под гаражом целесообразно на слабых грунтах, при высоком подъеме грунтовых вод, а также в иных аналогичных ситуациях. Бытует мнение, что такой тип основания делают там, где укладка обычной бетонной ленты невозможна по ряду причин. Хотя это вовсе не непременное условие.

Стоимость выполнения земляных работ, а также существенные трудозатраты на такое мероприятие, побуждают многих застройщиков обходиться без столь муторной работы. Удобнее и дешевле заказать погружение свай, чтобы прилично снизить затраты на нулевой стадии сооружения гаража.

Кирпичный дом

Даже одноэтажные кирпичные дома являются тяжелым сооружением. Основанием под ними могут быть лишь несколько типов конструкций:

• бетонная лента;
• монолитная железобетонная плита;
• сваи.

Самый выгодный в экономическом плане вариант — первый. Но его разрешено сооружать только на устойчивом грунте, который встречается нечасто. По надежности на первом месте монолитная плита, хотя она и самая дорогая, поскольку требует множества материалов для обустройства.

Золотой серединой являются свайные основания. Если правильно их соорудить, по несущим параметрам они способны даже превзойти плиту, а работы, связанные с их установкой, выполняются существенно быстрее.

Постройка из газобетона

Блоки газобетона необходимо укладывать на плоское и твердое основание, поэтому для дома из такого материала требуется бетонный фундамент. Им может быть монолит либо лента, но вполне подойдет и бетонный ростверк, закрепленный на сваях.

Каркасное сооружение

При использовании забивных либо винновых свай ростверком становится брус, уложенный на оголовки столбов.

Беседка

Металлические сваи — прекрасный вариант фундамента для беседки. Их монтируют, когда грунт на участке нестабилен.

Печь

Фундамент, на котором возводят печь, обязан быть устойчивым и не бояться сезонного пучения. Подойдут винтовые сваи.

Бытовка

Под бытовкой нередко монтируют винтовые сваи. Благодаря этому нижняя поверхность конструкции становится приподнятой над влажным грунтом, гарантируя невозможность развития коррозии.

Баня

Выгодней использовать винтовые опоры. Кроме того, свайно-винтовое основание существенно укрепляет банную конструкцию, оно делает фундамент прочным и максимально устойчивым.

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.

Условия применения основания на сваях для частного дома

Свайные фундаменты используются при возведении как нетяжелых каркасных или деревянных домов, так и при строительстве кирпичных и бетонных сооружений в несколько этажей.

Особенности конструкции такого основания позволяют проводить работы на участках со слабым грунтом, к которому относятся:

• глины, суглинки, супеси;
• пылеватый песок и с частицами средней фракции;
• почвы с примесью торфа, перегноя и т.д.

Свайный фундамент эффективен при строительстве на переувлажненных участках, а также при близком залегании грунтовых вод (когда воздействие сил пучения на силовую конструкцию компенсировано соответствующими мероприятиями по технологии).

Своими руками можно построить свайное основание под дом на склоне, а также на территории со сложным рельефом, при этом нет необходимости в большом объеме земляных работ.

Виды и подвиды фундамента

Ленточный фундамент на сваях идеален при наличии грунтов со слабой пучинистостью. На таких участках его вполне можно использовать для возведения двухэтажных коттеджей из кирпича. Но в целом подобная конструкция больше предназначена для легких каркасных либо брусовых зданий.

Однако если площадка для дома имеет уклон, то без свайного ленточного фундамента обойтись будет сложно. Монолитную плиту здесь заливать окажется слишком дорого, а другие варианты не смогут также хорошо выдерживать все возникающие в дальнейшем нагрузки.

По глубине погружения в грунт ростверка свайные фундаменты с ним делятся на два вида:

1. Мелкозаглубленные.

2. Незаглубленные.

Незаглубленный вариант

В первом случае лента погружается в почву на 20–50 см, а во втором – висит над землей. На фундамент с мелкозаглубленным ростверком из-за его большей прочности можно ставить более тяжелые постройки.

Однако если грунт сильнопучинистый, то ленточная часть конструкции на сваях будет банально разрушена пучением.

Она делается не слишком высокой, поэтому сильных нагрузок со стороны поднимающегося грунта выдержать попросту не способна.

Фундамент на основе винтовых свай

Сооружая ленточный фундамент на винтовых сваях, необходимо выполнять мероприятия в указанной очередности:

1. Подобрать сваи по нагрузочной способности.
2. Разметить на площадке координаты расположения опор.
3. Выбрать способ погружения спиральных опор в почву.
4. Купить сваи и приготовить необходимые инструменты.
5. Покрыть металлическую поверхность антикоррозионным составом.
6. Выполнить бурение скважин для ввинчивания свай.
7. Осуществить завинчивание опорных элементов в грунт.
8. Проконтролировать уровень расположения выступающих частей.
9. Срезать болгаркой оголовки опор по общей отметке.
10. Заполнить цементным раствором внутренние полости труб.

Обязательно контролируйте вертикальность осуществляя завинчивание свай

Осуществляя завинчивание свай, обязательно контролируйте вертикальность. При перекосе винтовой опоры ее необходимо извлечь из грунта и повторно закрутить.

Фундамент из буронабивных свай

Буронабивная разновидность фундаментного основания также известна, как ТИСЭ фундамент. Он отличается прочностью и способен воспринимать значительные нагрузки, действующие в вертикальной плоскости. Высокая нагрузочная способность обеспечивается за счет увеличенной площади фундаментной подошвы. Возведение буронабивного фундамента осуществляется в условиях строительной площадки с помощью бетонной смеси и арматуры.

Порядок действий по сооружению буронабивного основания:

1. Выполняются прочностные расчеты.
2. Разрабатывается проектная документация.
3. Очищается строительная площадка.
4. Выполняется разметка под буронабивные сваи.
5. Осуществляется бурение с формированием расширения на уровне подошвы.
6. Собирается арматурный каркас из рифленых прутков.
7. Производится армирование скважины после ее гидроизоляции.
8. Заливается бетонный раствор в полость с арматурной решеткой.

После застывания бетона следует собрать опалубку для заливки ростверка. Он свяжет буронабивные сваи и предотвратит смещение от вертикали под нагрузкой.

Буронабивная разновидность фундаментного основания отличается прочностью

Железобетонные сваи для сооружения фундамента

Опорные элементы свайного фундамента, изготовленные из железобетона, воспринимают значительные нагрузки, сохраняя целостность конструкции. Сваи представляют собой элементы в виде железобетонных стержней, которые погружаются в почву до достижения плотных слоев грунта. На нижней части опоры устанавливается стальной башмак, защищающий острие сваи от разрушения. Фундамент из железобетонных опор формируется ударным способом, а также вибропогружением.

Придерживайтесь следующего алгоритма при сооружении свайного фундамента из железобетонных свай:

1. Подготовьте проект с координатами расположения свай.
2. Приобретите железобетонные опоры необходимого типоразмера.
3. Подготовьте подъездные пути для специальной техники.
4. Перенесите проектные координаты опор на строительную площадку.
5. Спланируйте и укрепите поверхность площадки.
6. Обеспечьте подъезд передвижных кранов и копров к местам погружения свай.
7. Произведите ударное или вибрационное погружение железобетонных опор.

Железобетонные опоры применяют при сооружении фундаментных оснований промышленных объектов и крупных жилых комплексов.

Железобетонные сваи для сооружения фундамента

Что потребуется при возведении фундамента

Для установки дома на металлических сваях вам потребуются такие инструменты:

• Ручной бур.
• Бетономешалка.
• Ручной инструмент, который есть в арсенале каждого домашнего мастера.

Материалы, которые понадобятся в работе:

• Асбестоцементные или металлические трубы.
• Асбестоцементные трубы не подвержены коррозии, и в отличие от металлических не боятся повышенной влажности.
• Металлические опоры отличаются большей прочностью, чем асбестоцементные.

Совет!
Дабы защитить металлические трубы от влажности, их рекомендуется обмазать горячей битумной мастикой.
Можно также обернуть их несколькими слоями рубероида, что создаст дополнительный гидробарьер.

Классификация свай для свайного фундамента

Прочность и срок службы свайного фундамента зависит от материала свай. Если бетонные столбы простоят 80-100 лет, то деревянные — не более 30. В условиях слабых почв большую часть года конструкция находится в воде. Дерево, даже пропитанное гидрофобными средствами, начинает гнить.

Железобетонные балки надежнее: бетон под влиянием влаги становится только прочнее. Сваи из железобетона являются забивными, то есть погружаются в грунт при помощи специальной забивной техники. Минусом забивных свай является невозможность их монтажа вблизи других строений, так как при их забивке из-за постоянного давления на грунт, может быть поврежден фундамент близлежащий построек.

По принципу передачи нагрузки такие опоры делятся на сваи-стойки и висячие сваи. Стойки передают вес здания на плотные слои грунта, упираясь в них острием. Висячая балка удерживает конструкцию за счет трения своих боковых поверхностей о землю. В первом случае имеет место выраженное сочетание двух методов: свая-стойка передает нагрузку путем бокового трения и опирания на глубокие слои.

Металлические цельнолитые сваи в возведении частных построек не рассматриваются — такой фундамент обойдется недешево, а монтаж таких свай сложен и нецелесообразен. А вот стальные трубы используются в различных комбинациях. Один из способов таков: трубу опускают в шурф, на три четверти заполняют бетоном, а сверху вбивают деревянный брус, для упрощения монтажа обвязки.

Плюсом такого вида свай является относительная дешевизна, а минусом – относительная сложность монтажа, так как все работы придется производить вручную.

Одной из современных технологий, распространившейся в последнее время, является сооружение буронабивных свай. Буронабивной фундамент с монолитным ростверком , построенный на таких сваях, легко можно смонтировать своими руками, значительно сэкономив на материалах, и при этом построить на нем как легкий каркасный, так и тяжелый кирпичный дом. Все плюсы и минусы данной технологии описаны в статье про буронабивной фундамент.

Еще одна технология, быстро прижившаяся в малоэтажном строительстве — свайно-винтовой фундамент. Его основой являются винтовые сваи из металла. Нижняя часть стержней имеет острый конец и лопасти в виде винта. Ввинчивание трубы в грунт часто производят своими силами, но как правило для этого используют специальную технику. Погружение ствола сопровождается уплотнением боковых стен скважины. Далее полость трубы заливают бетоном марки М300. Одна свая выдерживает давление до 30 т, в зависимости от ее диаметра и площади лопастей.

Неоспоримым плюсом такого вида фундамента является дешевизна  и простота монтажа. К минусам можно отнести подверженность металлических свай коррозии, что значительно сокращает срок их службы. В среднем, срок службы металлических свай составляет 40-60 лет, что вполне достаточно для небольших дачных построек, но может быть недостаточным для домов с постоянным проживанием.

Какие бывают размеры свай

При изготовлении винтовых свай используют стальные трубы разных диаметров. В зависимости от области применений используют различные размеры свай. Чем больше масштаб стройки, тем толще должны быть сваи, это понятно. Но самые распространенные являются трубы диаметром 108 мм. Такой размер оптимально сочетает достаточно хорошее вхождение в грунт и высокую несущую способность.

Диапазон диаметров свайных труб колеблется в пределах 57-219 мм. Конечно в отдельных случаях могут использоваться и трубы с большим диаметром.

Так как тема данной статьи посвящена именно частному домостроению, то сделаем поправку, что трубы свыше 159 мм обычно не используются. Так как при такой толщине уже имеются определенные сложности погружения свай.

Длина свай также имеет ключевое значение и имеет несколько вариантов исполнения. Типоразмеры находятся в промежутке от 1650 мм до 9000 мм. Длина свай выбирается в зависимости от условий в которых необходимо возводить здание. Важно понимать, что чем более сложный участок грунта, тем больше длина должна быть выбрана при использовании свай.

По типу действия:

• опорные (сваи-стойки). Стойки используются в случае наличия прочного грунта под слабыми слоями. Этот вид свай отличает гладкая поверхность и широкое основание. Они передают нагрузку дома непосредственно на основание;

• висячие (сваи трения). Сваи применяются, когда прочный грунт находится далеко и вести глубокие земляные работы нерентабельно или уровень залегания грунтовый вод незначителен. Этот вид свай отличает рифленая поверхность, которой они цепляются за почву, передавая, таким образом, на нее нагрузку от дома.

Тип защитного покрытия винтовых свай

Защитный слой, которым покрывают уже готовые сваи имеет огромное значение. Чаще всего использует для этих целей цинк. Его наносят слоями на сваи. Но и сам материал должен быть весьма устойчив к появлению коррозии. Такое сочетание дает хорошую защиту, а это в свою очередь, увеличивает срок службы и надежность конструкции.

Полимерные материалы, которые используют для покрытия стираются во время вкручивания свай в землю, а значит свою задачу не выполняют. Такое покрытие необходимо только для того, чтобы обеспечить защиту наружной части сваи. К тому же это покрытие требует регулярного обновления.

С развитием технологий строительства многие инженеры предлагают инновационные методы защиты свай. Предлагают разные методы от мастик, до резинового слоя. Но широкого распространения и популярности среди строителей такие методы пока не получили.

Количество лопастей

Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.

Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.

Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.

При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.

По способу монтажа, сваи также подразделяются на три основных подвида:

• Буронабивные сваи – устанавливаются в заранее подготовленную скважину, которую делают обычно способом бурения шнеком или обсадной трубой, как вручную, так и спецтехникой, еще может применяться ударно-канатный способ. Такие сваи обычно заливают с бетона, имеют пятку, и армированный каркас;
• Забивные сваи – при монтаже, земля для них не извлекается, они забиваются в толщу грунта с помощью различных молотов, вибропогружателей или вдавливателей. Обычно они квадратные в сечении и имеют острый нижний конец. Пяточная часть отсутствует;
• С оболочечной конструкцией – внедряются в грунтовые массы с помощью вибропогружателей и в дальнейшем заполняются бетоном;
• Винтовые – имеют металлические элементы с винтовым либо переменным сечением и углубляются с помощью ввинчивания в почву. Бывают широколопастные и наоборот с узкими лопастями. В последнем случае, обычно на мерзлых грунтах, готовят скважину только на ширину основного стержня сваи.

Забивные сваи

Данный вид свай придает фундаменту наибольшей устойчивости. Все дело в том, что во время проектирования будущего строения, проектировщики рассчитывают будущий вес здания и разделяют его между всеми сваями. Во время их установки на каждую сваю воздействует такая сила, которую потом ей придется выдерживать. Когда свая перестанет уходить в землю, это может означать то, что она достигла того грунта, на котором строение уже может выстоять.

Дополнительной устойчивости сваи придает уплотненный вокруг нее грунт. Забивать такого рода сваи можно лишь с использованием специального пневматического молота, который в частном домостроении использовать очень дорого. Именно поэтому данный вид сваи не рекомендуется для самостоятельного возведения такого фундамента.

Винтовые сваи

Данный вид сваи представляет собой обычную стальную трубу, на конце которой приварены элементы, которые напоминают резьбу. По сути, такой вид сваи можно сравнить с саморезом, то есть они вкручиваются в землю по тому же принципу что и саморез. Благодаря своим лопастям на концах, увеличивается площадь опоры, что в свою очередь увеличивает прочность и надежность конструкции. В случае если грунт на месте строительства недостаточно плотный и даже неустойчивый, то могут использоваться сваи, на которых по всей их длине приварены лопасти.

Данный вид свай можно использовать как для частного строительства, так и индустриального. Ввинчивать сваи можно как вручную, так и с использованием специальной для этого техники. В случае вкручивания сваи самостоятельно, для этого потребуется несколько крепких человек. Как правило, на другом конце сваи, есть два отверстия, которые позволяют соединить их с техникой для закручивания, при этом, очень важно, чтобы при закручивании сваи она располагалась строго вертикально. Когда свая полностью вкручена до нужного уровня, в трубу сваи заливается бетон и приваривается оголовок, на который в дальнейшем устанавливается ростверк.

Следует отметить и некоторые недостатки таких свай:

• Винтовой фундамент требует точного расчета глубины залегания прочного грунта, в противном случае свая не будет устойчива, особенно во время пучения грунта.
• Сваи должны иметь качественные сварные швы, иначе в процессе завинчивания сваи, лопасти могут оторваться или повредиться. Это может привести к потере несущей способности.
• Сваи должны быть покрыты качественным слоем заводской краски, иначе некачественное покрытие может привести к возникновению коррозии.

Буронабивные сваи

Данный вид свай довольно часто применяется в частном домостроении. Для того чтобы их выполнить требуется сделать ручным буром скважины для свай, после чего выполняется опалубка в случае неплотного грунта, который осыпается.

Такие свай гидроизолируют с помощью рубероида или любого другого изолирующего материала (можно использовать асбестоцементные трубы), армируются, после чего бетон заливается прямо в скважину. Сваи устанавливают по всему периметру будущего фундамента, то есть по углам, вдоль наружных и внутренних стен. Количество свай зависит от общего веса будущего строения.

Среди минусов данных свай можно отметить невозможность точно определить достигла ли свая твердого грунта или нет.

Типы наконечников

Их разделяют на сварные и литые.

Безусловно, с литыми наконечниками сваи надёжнее, так как они почти не деформируются при вкручивании через грунт. Изделия с литыми наконечникам используют для монтажа в многолетние мёрзлые, очень плотные почвы, в грунты с включением камней и других природных элементов. Этот тип наконечника, даже наткнувшись на препятствие, не деформируется, а его разрушает.

Сварные наконечники применяют в слабых грунтах. Но их прочность зависит от стали: её марки и толщины, и, конечно же, от качества производства. Их единственное преимущество по сравнению с литыми наконечниками – более доступная цена.

Сварная опора

Данная конструкция представляет собой несколько сборных элементов – рабочий ствол, стальной наконечник и спиральные витки, соединенные между собой посредством сварки. Это наиболее дешевый вариант изготовления несущий конструкций, который подходит для строительства частных домов и построек хозяйственного назначения.

А вот в промышленном строительстве сварные сваи практически не используются. Дело в том, что в процессе эксплуатации такого фундамента происходит коррозионное разрушение металлов и, прежде всего, сварных соединений. Данная конструкция считается недостаточно прочной и недостаточно надежной, чтобы возводить на ней многоэтажные конструкции и промышленные объекты. В некоторых случаях, для ее усиления, внутрь рабочего ствола заливают бетонную смесь.

Опора с литым наконечником

Этот вид опоры представляет собой литую конструкцию наконечника и обвивающего его спирального витка. Между двумя конструктивными элементами отсутствуют швы, что значительно повышает прочность опоры и сводит к минимуму проблему коррозионного разрушения конструкции. При этом сварной шов между наконечником и рабочим стволом по-прежнему остается, однако длина шва и направление усилия на сваю таковы, что за отрыв наконечника и разрушение конструкции можно не переживать.

Практика показывает, что сваи с литой конструкцией наконечника легко проникают в грунт, без проблем проходя сквозь корневую систему деревьев и не деформируясь при столкновении с каменистыми включениями. Данные сваи годятся для строительства ответственных конструкций, несущих повышенные нагрузки. Правда, стоимость этих изделий столь велика, что в частном строительстве они практически не используются.

По типу конструкции сваи делятся на 4 вида:

1. Широкополосные сваи с одним винтом

Этот самый распространенный тип конструкции представляет собой сваю с одним витком, который располагается на острие опоры. Такая простая конструкция имеет довольно привлекательную стоимость и может применяться для строительства фундамента под хозпостройки, а также для возведения одноэтажного частного дома из каркасных панелей. Что характерно, ввинтить такую конструкцию в землю можно даже собственными руками, без применения спецтехники. Достаточно иметь лишь 2-3 помощников. К слову, для этой цели в верхней части ствола располагаются отверстия, которые облегчают процесс завинчивания опоры в грунт.

2. Широкополосные сваи с двумя винтами

Данная конструкция очень напоминает по форме широкополосную сваю с одним винтом, с той лишь разницей, что на рабочем стволе у нее имеется аналогичный винт. Это делает опору еще более устойчивой и значительно повышает ее несущую способность, ведь площадь ее контакта с грунтом два раза выше. Данный вид свай применяется для строительства фундаментов под двухэтажные дома, а также под тяжелые одноэтажные конструкции, сделанные из кирпича. Правда, в частном строительстве такие сваи применяются редко, ведь ввинтить их в грунт без помощи специальной техники практически нереально.

3. Узкополосные сваи с коническим винтом

У таких свай ширина винтов значительно уже и больше напоминает резьбу. При этом спиральная навивка овивает весь заостренный наконечник, который по форме значительно длиннее, чем в широкополосном варианте. Подобные сваи являются специальными, ведь применяют их для строительства фундамента на каменистом грунте. Эти сваи также предназначены для создания опоры под одноэтажное здание.

4. Специализированые узкополосные сваи

К специализированным узкополосным сваям относят трубчатые опоры, устанавливаемые в условиях глубоко промерзающих грунтов (в регионах, характеризующихся вечной мерзлотой). У таких свай отсутствует наконечник, есть лишь заходной виток, а на торце рабочего ствола имеются твердосплавные зубья для прорезывания мерзлого грунта.

По типу размещения:

• сформированные в свайные ленты. Лента может состоять из одного или двух рядов свай. Задача конструкции передавать нагрузку дома на прочное основание;
• одиночно стоящие. В этом случае свая устанавливается под отдельно стоящие элементы, например, колонны здания;
• сформированные в свайные кусты. В этом случае сваи размещаются группами. Данный способ установки выбирают в случае наличия слабого грунта или близко расположенных грунтовых вод. Зачастую свайные кусты формируются в местах, где предполагается значительная нагрузка, например, укрепление большого дверного проема (въезд в гараж).

Сечения свай

Сваи могут иметь следующие формы поперечного сечения:

• прямоугольное, квадратное;
• тавровое, двутавровое;
• круглое.

Железобетонные забивные сваи-стойки имеют, в основном, прямоугольное сечение. Висячие сваи могут проектироваться таврового и двутаврового сечения для обеспечения большей площади боковой поверхности. Такое сечение обеспечивает большую жесткость и прочность на изгиб. Буровые сваи имеют круглое сечение.

По типу продольного сечения, сваи разделяются на:

• прямоугольные (призматические);
• пирамидальные;
• трапециевидные;
• с расширенной пятой.

Последние три типа лучшим образом подходят для устройства висячих свайных фундаментов в сжимаемом основании.

Материал свай

В зависимости от технологии монтажа и условий площадки, для выполнения свай могут применяться следующие материалы:

• сборный железобетон – для забивных свай;
• монолитный железобетон – для набивных, буровых
• цементные растворы – для буровых инъекционных;
• древесина – для забивных;
• металл – винтовых, забивных свай.

Сваи из сборного железобетона изготавливаются на специализированных предприятиях по типовым каталогам и сериям. За счет правильной технологии твердения, бетон таких свай имеет большую прочность, меньше подвержен разрушению в агрессивных средах.

Монолитный железобетон применяется для заполнения пробуренных или продавленных скважин. Технология правильного бетонирования таких свай довольно сложная: необходимо подавать бетонную смесь на значительную глубину, предотвращая ее падение с большой высоты, иначе бетон расслоится. Инъекционные растворы имеют мелкий наполнитель, в них добавляется значительное количество модификаторов для лучшего заполнения глубоких скважин небольшого диаметра.

Деревянные сваи применяют для временных построек в тех регионах, где дерево является доступным распространенным материалом. Для таких свай требуется дополнительная обработка составами, предотвращающими гниение материала.

Забивные сваи могут выполняться из стали, как из прокатных профилей, так и в виде составных сечений. Наиболее распространены винтовые металлические сваи.

Сваи из оцинкованной стали с литым наконечником (СВСЛ)

От 2800 за шт. Несущая способность сваи обеспечивается не стволом, а наконечником (лопастью), опирающимся на плотные слои грунта и расположенным ниже глубины промерзания. Слабое место сварной сваи — швы крепления лопасти к стволу. Сваи с литым наконечником не имеют сварных швов и потому служат как минимум в полтора раза дольше. 

Сваи из нержавеющей стали с литым наконечником

От 12 тыс. руб. за шт. Подобные изделия обладают сроком службы более 60 лет, но в силу очень высокой цены их применение оправдывает себя лишь в исключительных случаях (например, при монтаже на воде — если невозможно использовать сваебойную технику).

Железобетонные винтовые сваи

Это недавно запатентованная разработка российских специалистов. Такая свая, завинчиваемая специальным «ключом» из стальной трубы квадратного сечения, теоретически должна обладать очень продолжительным сроком службы. Увы, массовый выпуск подобных изделий пока не начат.

Тип защитного покрытия

Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.

Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.

Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.

Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.

Какими достоинствами обладают винтовые сваи

Стальные фундаментные сваи имеют достоинства, благодаря которых растет их популярность на строительном рынке. Это:

• Возводить фундамент можно почти на всех видах почв, включая болота и вечную мерзлоту.
• Монтаж свай быстрый и простой.
• Фундамент из винтовых свай устойчив при монтаже на подвижных и подверженных пучению почвах.
• На монтаж таких свай не влияет глубина грунтовых вод.
• Можно использовать винтовые сваи на участке, имеющем сложный рельеф.
• Работы по монтажу фундамента можно проводить, вне зависимости от времени года.
• Применяется бетонный или стальной ростверк.
• Материалы имеют невысокую цену, поэтому доступны для всех.
• Не нужно проводить земляные работы.
• Фундамент характеризуется долговечностью и надежностью.

Какими недостатками обладают винтовые сваи

Винтовые сваи обладают множественными достоинствами, однако, они не лишены и недостатков:

• Для строительства домов не подходят каменистые и скальные почвы.
  • Несущая способность фундамента ограничена и определяется строительством одноэтажных зданий.
  • Необходимы мероприятия для защиты свай, материал которых подвержен коррозийным процессам и блуждающим токам.
  • Трудно обустроить подвал или погреб.
  • Внутреннюю полость труб необходимо бетонировать, а полы в доме утеплять.

Глубина вкручивания свай должна проходить ниже уровня промерзания почвы.

Как выбрать сваи

При использовании винтовых металлических элементов заводского изготовления важно не ошибиться. Из-за некачественных опор чаще всего и появляются опасные деформации. Стоит контролировать такие моменты:

1. соответствие всех геометрических размеров сортаменту (особенно толщины стенки);
2. трубы должны быть новыми, без видимых дефектов;
3. по длине сваи не допускаются сварные швы, они говорят о плохом качестве продукции или браке;
4. желательно использовать сваи с литым наконечником, а не сварным.

Если по длине фундамента есть швы, их может разорвать от напряжений в грунте. Некачественно приваренные лопасти сломаются при завинчивании.

Свайный фундамент станет выгодным и простым вариантом для частного строительства. Но, чтобы результат оправдал ожидания, нужно внимательно подойти к вопросу подготовки (выбору исполнителя работ, расчету несущей способности и контролю качества элементов и материалов).

Какой вид наиболее оптимален для частного строительства?

Выбор типа фундамента не зависит от того, частный дом строится, или промышленное здание. Критериями должны быть геологические условия участка и параметры постройки.

На практике обычно используются буронабивные сваи, позволяющие уменьшить до минимума использование спецтехники. Однако, в зависимости от условий, применяются и забивные сваи.

В последнее время активно продвигаются винтовые сваи, но общее отношение к ним пока неопределенное.

Пошаговая инструкция по устройству фундамента

Готовясь делать свайно-ленточное основание, надо либо заранее запланировать высокие траты на отопление, либо сразу в смету и проект заложить утепление цокольно-фундаментной части строения. Во втором случае понадобится влагостойкий утеплитель для стен и облицовка, зато в жилище точно будет тепло.

Необходимо будет по периметру коттеджа выполнить фальш-стенку, закрывающую свайные столбы и предотвращающую сквозняки между ними. Для этого можно взять фасадные панели для наружной отделки либо профлист. Если же хочется чего-либо более красивого и элегантного, то есть клинкерная плитка и декоративный кирпич. Отелочных материалов для экстерьера здания существует немало.

Весь процесс строительства ленты на сваях можно разбить на два этапа. Сначала выполняется свайная часть из буронабивных труб. А затем на них укладывается ленточная конструкция. Надо только не забыть связать их между собой арматурой перед заливкой бетона.

В целом пошаговая инструкция ленточного фундамента на бетонных сваях разбивается на пять шагов:

1. Подготовительные и чертежные работы

2. Выемка земли, установка труб из асбестоцемента и их армирование.

3. Заливка несъемной асбестоцементной опалубки бетоном.

4. Создание ленточной опалубки из досок и брусков.

5. Армирование ленты на сваях и заполнение ее бетонным раствором.

6. Гидроизоляция железобетона.

Сваи необходимо погружать на глубину ниже уровня промерзания на стройплощадке грунта. Ямы под них придется копать на 40–50 см ниже этой отметки. Фундамент должен опираться на устойчивое грунтовое основание.

Получаем вот такие скважины

После подготовки скважин размерами на 10–15 см шире внешнего диаметра труб из асбестоцемента на их дне толщиной в 30 см насыпается песчаная подушка. Трубная опалубка устанавливается как раз на этот утрамбованный песок. Сами трубы в поперечнике выбираются из расчета 1/3 от ширины ж/б ростверка.

Подготавливаем арматуру для вязки каркаса свай

Далее каждая свая армируется тремя или четырьмя вертикальными прутами из стали сечением 10–12 мм и длиной равной сумме высот опоры и ленты на ней. Размещаются они в трубе на приблизительно равном удалении друг от друга и от асбестоцементных стенок. Для упрощения их можно связать проволокой в нужную конструкцию еще на земле до установки.

Следующий этап – заливка труб бетонным раствором. Обычно это выполняется до армирования ленты фундамента на сваях. Но приведенная инструкция может быть и несколько изменена. Тогда сначала укладывается арматура в ростверк и для него делается опалубка, а потом все вместе уже заливать бетоном. Ячейки армирующего пояса вяжутся размером в 30–40 см в зависимости от ширины и высоты ленты.

Заливаем сваи до уровня арматуры ленты. На фото показана ситуация, когда сваю «перелили» и её пришлось высверливать для установки ленточного каркаса

Прокапываем «ленту», подсыпаем песком, подстилаем рубероид и вяжем ленточную арматуру

Выставляем опалубку и заливаем бетон до нужного уровня. Не забываем вибрировать бетон во время заливки

Для выполнения гидроизоляции достаточно взять обычный рубероид и обернуть им ростверк. Этот наиболее дешевый вариант. Также можно воспользоваться битумной либо полимерной мастикой. На этом фундамент дома в виде ленты на сваях выполнен. В дальнейшем его надо будет лишь закрыть облицовкой и по необходимости утеплить.

Проектирование и расчет

При проектировании любого основания, будь то винтовое или забивное, следует рассчитать:

• диаметр и размер свай,
• а также максимальную нагрузку,
• глубину заложения,
• расстояние между сваями.

Наличие чертежа существенно облегчит работу, предотвратит ошибки. Когда самому выполнить проект трудно, его следует заказать в специализирующейся по такому вопросу фирме.

Расчет свайного поля и земляные работы

Инженерные расчеты для свайного фундамента включают определение глубины погружения, частоты расстановки свай, а также высоты надземной части опорных элементов.

Оптимальная глубина погружения силовой конструкции – ключевой показатель, от которого зависит устойчивость фундамента, а также его стойкость по отношению к нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации.

Проектная глубина должна удовлетворять двум условиям:

1. Конец конструктивного элемента упирается в твердый несущий пласт.
2. Свая заложена на 15% ниже точки промерзания грунта.

Глубину расположения высокоплотной породы определяют в процессе геологических изысканий на участке. Уровень сезонного промерзания почвы можно узнать из справочников или рассчитать прикладным способом:

где:

• Tm – среднемесячная отрицательная температура зимой;
• K0 – коэффициент по составу почвы (глина – 0,24; песок – 0,28; гравий –0,35);
• Kh – коэффициент промерзания по температурному уровню в помещении (регламентируется нормами СНиП).

Как установить сваи на поле? Оптимальная частота расстановки силовых элементов считается равной от 1,5 до 2,5 м. Точно определяют показатель, исходя из потребности в опорных элементах. Последний показатель, в свою очередь, находят делением общего веса постройки на грузоподъемность одной сваи.

Чтобы узнать, какую нагрузку оказывает сооружение на фундамент, нужно суммировать все проектные нагрузки:

1. Массу конструктивных элементов (стен, перекрытий, кровли, пола и т.д.).
2. Полезную нагрузку от людей и предметов интерьера (принимают равной 150–180 кг/м2).
3. Массу снежного пласта по средним показателям за зиму в регионе (справочная информация).

Суммарный вес сооружения всегда умножают на коэффициент запаса надежности (1,05 – 1,4).

Грузоподъемность сваи для предварительных вычислений можно взять из технической документации. Прикладной метод расчета основывается на параметрах опорного элемента и геологических условий на участке. Формула для определения несущей способности одной сваи:

где:

• Yc – показатель условий работы;
• Ycr – коэффициент по сопротивлению грунта нагрузкам;
• R – расчетное сопротивление почвы;
• D – диаметр силового элемента;
• P – периметр сечения сваи;
• Ycri – показатель, отражающий давление грунта на стенку сваи;
• Fi – сопротивление почвы относительно поверхности сваи;
• L – глубина опоры.

Табличные коэффициенты берут из СНиП 2.02.03-85. В нормативном документе также расписаны нюансы вычислений для разных типов фундамента в зависимости от исходных условий.

Зная вес сооружения, делят показатель на грузоподъемность одного силового элемента и таким образом узнают необходимое количество свай для закладки фундамента.

Шаг между опорами выбирается в индивидуальном порядке, исходя из конструктивных особенностей сооружения, несущей способности грунта, а также регламентированных условий, которые заключаются в следующем:

1. Минимальный шаг равен трем диаметрам сваи или 1,5ø (когда сваи расставлены группами или погружены под углом).
2. Максимальное расстояние между силовыми изделиями составляет 6ø (когда строительство ведется на высокоплотных и крупнообломочных грунтах или вес сооружения незначительный).

Нормативные правила регламентируют лишь минимальную высоту надземной части основания, которая должна составлять 200 мм. На практике цокольную часть увеличивают до 300 – 450 мм, исходя из среднего количества осадков в год.

Для домов с деревянными стенами целесообразно увеличить высоту свай до 500 и более мм, а в регионах, где выпадает большое количество снега зимой, цоколь может быть выше 1 м.

Когда строительство свайной силовой конструкции ведется на склонах, а также участках со сложным рельефом, то высота надземной части опор будет неодинаковой, но горизонтальная плоскость по оголовкам всегда выдерживается на одном уровне.

Вычисление высоты над землей

Высота свайного фундамента над уровнем земли определяется высотой верхней линии ростверка.

Выбор правильного значения обусловлен несколькими факторами:

• Толщина снежного покрова в зимнее время.
• Возможность подтопления, уровень воды во время весенних паводков.
• Уровень залегания грунтовых вод.
• Температурные условия в регионе.

Сопоставляя эти параметры приходят к выбору оптимальной высоты подъема ростверка.

Оптимальными значениями принято считать 30-40 см для обычных оснований и 1,5-1,7 м при наличии цокольного помещения.

ВАЖНО!Возможность оборудования цокольного помещения имеется крайне редко, чаще всего обустраивается техническое подполье, в котором размещаются коммуникации.

Подготовительные работы перед монтажом свайно-винтового фундамента

Сложный рельеф, заболоченный или торфяной грунт не потребуют проведения большого объема земляных работ для того, чтобы соорудить свайный фундамент. Плюсы и минусы этого очевидны. Отсутствие необходимости рыть котлован существенно сокращает время на устройство фундамента. Но без исследования почвы трудно определить глубину промерзания и тип грунта. При обращении в специальные компании все эти показатели можно узнать для конкретной местности.

Подготовка поля

При изготовлении набивных свай необходимо выполнить земляные работы, в том числе, бурение скважин, установить внутрь арматуру, а затем залить яму бетоном. Процедуру бурения удобно выполнять ручным инструментом. В зимнее время стоит отдать предпочтение лидерному бурению.

Предварительное бурение

Предварительное бурение требуется для закладки набивных опор, а также в некоторых случаях строительства забивного фундамента, чтобы облегчить и ускорить процесс вхождения сваи в грунт.

В зависимости от проектных глубины и диаметра шурфом применяют:

• ручной бур (ТИСЭ-Ф, CARVER AG и др.);
• гидравлический инструмент (Iron Mole Element и др.);
• самоходную спецтехнику.

В первом случае оборудование справляется со скважинами глубиной до 2 м и диаметром до 300 мм. Фундаментные буры можно приобрести по цене 2000 до 6000 тысяч или арендовать за 200–800 руб./сутки в зависимости от технологических возможностей техники.

Гидравлические инструменты отличаются более высокой производительностью, чем ручное оборудование. В зависимости от проектных потребностей подбираются шнеки, которые обеспечивают выработку скважин диаметром до 450 мм. Аренда оборудования в комплекте – 2000–3500 руб./сутки. Покупка новой установки обойдется строителю в 150 тыс. руб.

Самоходные буровые установки – тяжеловесные агрегаты, оборудованные трубчатым или шнековым дизель-молотом, либо вибромолотом. Машины для бурения свай вырабатывают скважины в тех местах, где не справляются остальные установки. Стоимость услуги обойдется собственнику от 300 до 1000 руб. за погонный метр бурения в зависимости от диаметра шурфа, сложности грунта, плотности застройки и т.д.

Ростверк

Ростверк – фундамент конструкции, необходимый для распределения нагрузки по сваям. Существует три вида ростверков:

1. Сборные.
2. Монолитные.
3. Сборно — монолитные.

Еще они делятся на низкие и высокие. Первые устанавливаются прямо в грунте. Вторые же только на сваи. Есть некоторые параметры ростверка, которые рекомендуются для легких домов:

1. Их длина должна быть больше 30 сантиметров.
2. Ширина зависит от цокольного этажа. Если его нет, то от стен дома, но не меньше 40 сантиметров.

Нельзя разрезать или пересекать ростверк трубами. Отклонение от центра свай, не должно превышать 5 сантиметров.

 В процессе постройки, самое важное – закрепление ростверка на оголовках свай. Во время работ по бетонированию, вертикально устанавливается первый стержень.

Второй на оголовки. Его длина такая же, как и ширина свай с пластинками.  Их высота позволяет захватить сваи и монтированные элементы ростверка.

В процессе замены балки на железобетонную, перемычки закрепляются сваркой или связываются проволокой. После окончания работы и установки фундамента, стыки замазываются цементом. Перед тем, как начать строить здание, проверяются отметки плоскости ростверка. Их можно выровнять при помощи цемента с использованием нивелира. Теперь нужно окончательно измерять все стороны и диагонали ростверка.

Общая технология монтажа

Порядок действий при монтаже свайного фундамента:

• Подготовка площадки. Производится планировка, удаляются все мешающие предметы, растения и прочие нежелательные элементы.
• Выполняется подвоз свай, подход подъемной и специальной техники.
• Разметка участка. Отмечаются точки установки опор.
• Производится выбор схемы установки. Это важно при машинном погружении (в особенности — для забивных свай).
• Выполняется погружение опор.
• Производится подрезка, сборка ростверка. Его тип определяется материалом свай, весом дома и прочими факторами.
• Выполняется гидроизоляция видимой части фундамента, после чего можно переходить к дальнейшему строительству.

Последовательность сооружения

Свайный фундамент, плюсы и минусы которого уже известны, не составляет труда установить самостоятельно. Для этого нужно:

— рассчитать количество необходимых материалов;

— выполнить разметку площадки;

— завинтить сваи вручную или с помощью техники;

— срезать или докрутить опоры до нужного уровня;

— заполнить полость труб бетоном;

— смонтировать ростверк из необходимого материала.

Таким образом, краткое описание последовательности дает понимание того, как сделать свайный фундамент самостоятельно. В строительных фирмах можно получить расчеты уже готовых зданий с таким типом основания.

Устанавливаем опоры

Вашему вниманию полная инструкция по монтажу опор:

• Роем скважины относительно разметки. Подошва скважины должна располагаться сантиметров на 30 ниже линии промерзания грунтов. Если готовить о нашем климате, то это около полутора метров.
• Помещаем трубу в подготовленную скважину. Чаще всего в данных целях используются трубы диаметром 20 см.
• Далее в трубу следует вбить два или четыре арматурных прута с расстоянием 6-7 см. Стержни должны быть на 60 см длиннее трубы: на 30 см они погружаются в землю и настолько остаются над опорой.
• Теперь выставляем трубу с прутьями по уровню.
• Заливаем опору бетонной смесью. При этом заливка производится и снаружи, и изнутри. Выступающие края арматуры будут использованы в дальнейшем для того, чтобы установить ростверк.

Это основной, но не единственный способ установки опор. Для неустойчивых грунтов часто применяется другой способ, который предполагает формирование уширения внизу опоры.

Рассмотрим его поподробнее:

• Формируем песчаную подушку. Смешиваем песок с мелким гравием в пропорции 1:1.
• Засыпаем смесь в скважину, слоем 10-15 см.
• Далее кладем слой гидроизоляции из двух листов рубероида.
• Устанавливаем трубу в скважину.
• Заполняем трубу на 1/3 бетоном.
• Ждем, пока опора немного приподнимется вследствие вытекания бетона снизу. Вытекая, раствор создаст расширение, которое укрепит конструкцию опоры.
• После поднятия, устанавливаем в ней стержни, которые не должны выступать из неё.
• Выставив трубу по уровню, необходимо заполнить её бетоном до краев.
• После того, как опора заполняется раствором, в неё помещается шпилька, которая имеет резьбу и на 30 см выступает из опоры. Наличие резьбы упрощает монтаж ростверка.

Устанавливаем ростверк

• После того, как залитый в сваи раствор наберет прочность, необходимо установить на опоры опалубку из деревянных досок.
• Внутрь опалубки укладываем арматурный каркас. Такой каркас может состоять как из двух, так и из четырех продольных труб, прочно скрепленных поперечинами при помощи проволоки или посредством сварки.
• Прочно закрепляем арматурный каркас, связывая его при помощи проволоки с выступающими из труб стержнями.
• Заливаем опалубку бетоном точно также, как и при формировании ленточного фундамента.

Армирование и заливка опор бетоном

При изготовлении свайно-набивного фундамента важными технологическими этапами является армирование и заливка бетоном.

Армирование свай под легковесные и малозначимые постройки (садовые качели, легкие заборы) проводить необязательно. Когда планируется строительство основания под сооружения жилищного и промышленного назначения в грунтах, где на опоры в процессе монтажа и эксплуатации будут действовать различные нагрузки, то строителю необходимо сделать арматурный каркас.

Для армирования понадобятся стальные рифленые пруты (класс А2-А3), гладкая арматура меньшего сечения, обвязочная проволока (если не используется сварочный аппарат). Количество металлопроката и схема армирования выбирается в соответствии со сводом правил, изложенным в СНиП 52-01-2003 (2018).

Как залить сваи бетоном? Готовый армокаркас помещают в подготовленную скважину и заливают раствором таким образом, чтобы над поверхностью выступали продольные пруты. Для свайных фундаментов используют бетон плотностью 1800–2500 кг/м3 (выбирают по вышеуказанному СНиП). Жидкий раствор протыкают прутком, чтобы удалить лишний воздух из массы.

Обвязка силовых элементов

Технологический этап, который позволяет собрать все силовые элементы в единую конструкции. При этом нагрузка на несущий пласт земли передается равномерно. Обвязка выступает опорной площадью для цокольного перекрытия и стен.

По материалу изготовления обвязка может быть:

• деревянной (под каркасно-щитовые дома и постройки из бруса);
• металлической (преимущественно используют для винтовых свай);
• ленточной железобетонной.
  

Деревянную обвязку из бруса делают редко, поскольку материал имеет ограниченный ресурс по прочности и сроку службы.

Для изготовления металлической обвязки используют двутавровые балки или швеллеры. Металлические элементы свариваются в единый силовой элемент, а затем фиксируются по оголовкам к сваям также сварным способом.

Железобетонная лента используется чаще всего, поскольку является универсальной конструкцией, которая применяется по технологии для строительства малоэтажных домов и коттеджей.

Заливка наземной части

Технологические этапы возведения железобетонного ростверка:

1. Строительство щитовой опалубки по периметру свайного поля и в местах, где будет закладываться лента по проекту внутри контура сооружения.
2. Укладка гидроизоляционного материала по всей внутренней поверхности опалубки.
3. Монтаж армокаркаса и устройство его в опалубке на подборках.
4. Жесткая связка арматуры ленты с выступающими прутками из верхней части опор.
5. Бетонирование конструкции (выполняется одновременно, использование виброустановок будет преимуществом).

После застывания ростверка демонтируют опалубку (если разборная) и переходят к следующему этапу строительства.

Схема создания буронабивного основания

Строительство буронабивного фундамента представляет собой более трудоемкую задачу.

Разметка участка

Производится удаление лишней растительности или предметов. Поверхность участка планируется, при необходимости удаляется верхний слой почвы.

Затем с помощью колышков отмечаются точки создания буронабивных свай.

Необходимо следить за точностью соответствия проектным данным, тщательно отмерять все расстояния.

Обязательно проверять диагонали и следить за их равенством. При обнаружении любых несоответствий сразу же исправляют ошибки.

Бурение скважин

По результатам разметки выполняется бурение скважин. Глубина определена в проекте, требуется только создание углублений в грунте.

Иногда используют ручной бур, чаще привлекают спецтехнику, что значительно ускоряет работу и повышает качество.

Если нужны глубокие скважины — от 3 м и более, ручными методами не обойтись.

Армирование

В готовую скважину опускают опалубку, роль которой выполняет отрезок пластиковой трубы нужной длины и диаметра.

Часто обходятся трубой, свернутой из руберида. Она остается в скважине и выполняет функции гидроизоляции.

Затем собирают арматурный каркас. Обычно он представляет собой пространственную решетку из 4 вертикальных рабочих стержней, соединенных поперечными отрезками из тонкой гладкой арматуры.

Размеры каркаса должны позволять свободно опустить его в скважину, но не давать ему слишком свободно болтаться в ней.

Оптимальное расстояние вертикальных стержней до стенок скважины — 3-5 см.

Заливка бетона

Для заливки используются тяжелые марки бетона от М200 и выше. Используется либо готовый материал, либо изготовленный самостоятельно тут же, на месте.

Бетоном заполняют всю полость скважины и производят штыкование — длинным прутком протыкают бетон, удаляя из него пузыри воздуха.

После заливки следует выдержать бетон для набора конструкционной прочности. Этот период длится от 20 до 30 дней в зависимости от диаметра скважин.

Обвязка

Обвязка буронабивных скважин представляет собой создание ростверка — Ж/Б ленты.

Ее размерфы близки к параметрам мелкозаглубленного ленточного основания, поэтому вся методика изготовления бетонного ростверка максимально приближена к технологии отливки ленты.

Вся разница между ними состоит в отсутствии опоры на грунт, что вынуждает строить опалубку в форме желоба с прочным днищем.

В результате получается мощный и прочный бетонный пояс, расположенный под всеми несущими стенами и соединяющий буронабивные сваи в единую опорную систему.

Утепление свайного фундамента

Вопрос утепления ростверка свайного фундамента всегда стоит остро, ведь сваи приподнимают основание дома над землей и оставляют просвет, который может легко промерзать и проветриваться. По сравнению с другими видами фундаментов, где монолитное основание образует замкнутый утепленный контур, неутепленный цоколь фундамента из свай является недостатком. Решается, однако, эта проблема достаточно просто.

Для начала по периметру здания у цоколя монтируется обрешетка, в которую впоследствии закладывается слой утеплителя (не забывая оставлять продухи для правильной вентиляции), затем монтируется чистовая облицовка в виде цокольных панелей, шифера или листов фанеры, таким образом, решается вопрос, чем закрыть свайный фундамент снаружи. Такая защитная оболочка воспрепятствует промерзанию пола и коммуникаций, а дополнительный монтаж отмостки вокруг дома, сохранит от промерзания грунт под домом.

Обшивка

Придать аккуратный внешний вид фасаду позволяет обшивка забирки. Поскольку на сваях возводят разные постройки, закрывают пространство наиболее простыми способами.

Дренаж вокруг

Для отвода влаги от свайной конструкции требуется изготовить дренажную систему. Есть несколько ее типов:

1. 
   Пристенный. Конструкция делают при глинистых либо слоистых почвах. Она защищает подполье от подтоплений.
2. Кольцевой. Рекомендована такая система для песчаного грунта.
3. Поверхностный. Это небольшие траншеи около здания, по которым вода стекает в водоприемный резервуар.
4. Вертикальный. Благодаря такой конструкции удается снизить уровень почвенных вод. Состоит система из водосборных ям, насосов, а также ветки отвода воды.

Канализация

Сооружение канализации в доме на сваях требует утепления труб, чтобы предотвратить замерзания в них сточной жидкости.

Для этого рекомендованы такие методики:

• применение теплоизоляции;
• утепление цоколя;
• использование чехлов-утеплителей.

Отводную трубу, которая соединяет септик с внутренней канализацией, прокладывают в вырытой траншее.

Гидроизоляция свайного фундамента

Чтобы свайный фундамент прослужил долго, надо позаботиться о целостности свай. Большую роль в этом играет гидроизоляция. При использовании буронабивных свай, перед заливкой бетона в шурф опускают чехол из рубероида, свернув его трубкой. В эту опалубку и заливают строительную смесь. Рубероид сохраняет состав бетона в течение всего времени схватывания, не давая цементному молоку просочиться в землю. В результате свая без помех набирает проектную прочность.

При использовании винтовых свай или обычных металлических труб, в качестве гидроизоляции применяют обмазочные составы, как правило, на битумной основе.

Свайный фундамент экономичен и позволяет построить дом на слабом грунте – это его неоспоримый плюс. А связав сваи ростверком, можно рассчитывать, что обвязка обеспечит стабильность и долговечность всей конструкции на многие десятки лет. Значительными же минусами таких фундаментов является меньшая долговечность и невозможность устройства подвальных помещений в доме. Если вы готовы мириться с такими недостатками, то свайный фундамент будет приемлемым вариантом.

Как оценить нагрузки на свайно-винтовой фундамент?

В оценку параметра включают массу всех стройматериалов, которые использовались при возведении дома, вес интерьера в доме (мебель, электроприборы и т.п.). Добавляют внешние нагрузки (снеговые в первую очередь).

Точно рассчитать суммарную нагрузку очень сложно. Но примерно понять, какая нагрузка будет создаваться на свайный фундамент можно.

На строительных порталах размещены онлайн калькуляторы, которые помогают рассчитать суммарную нагрузку.

Например, информацию можно посмотреть на картинке:

Несколько пояснений:

• Чтобы оценить массу стен, можно внести два варианта: материал для внутренних перегородок и для наружных стен, ведь они различаются как стройматериалом, так и толщиной.
• Тоже самое касается и перекрытий. К примеру, для чернового пола и для чердака.
• Указывают тип кровельного материала и площадь крыши. Каждому виду кровли присуща своя стропильная система и обрешётка. Поэтому вес различается.

Перед строительством стен сваи основания обязательно обвязывают. Если для обвязки применяют деревянный брус, то его включают в площадь стены. А вот когда для обвязки используют профиль из металлопроката либо обустраивают монолитный железобетонный ростверк, то нагрузка на фундамент из свай будет немаленькая.

В таком случае при расчёте оценки нагрузки указывают параметры обвязки.

Остальные подсчёты в калькуляторе проведутся самостоятельно. Окончательное значение общей нагрузки на фундамент выдаст калькулятор в килограммах и тоннах.

Усиление СФ

Необходимость в усилении конструкции может быть вызвана ошибками при проектировании и строительстве, изменениями гидрогеологических условий, появлением дополнительных нагрузок на фундамент.

При усилении фундамента можно увеличить количество свай или полностью заменить свайное поле на силовую конструкцию с большей опорной площадью и обвязкой контура.

Этапы реконструкции:

• проектирование и расчет нового фундамента;
• доставка материалов на площадку;
• подъем дома на домкратах;
• демонтаж старой силовой конструкции;
• разметка свайного поля;
• монтаж новых опор;
• обвязка свай;
• возвращение дома на исходное положение.

Является ли это капитальным фундаментом или нет?

Вкручивающиеся сваи способны нести очень тяжелые и массивные здания или сооружения. Поэтому их следует считать капитальным фундаментом по праву.

В этом вопросе возникает некий психологический дисбаланс, так как внешне они не выглядят надежной опорой, соответствующей термину «капитальный».

Тем не менее, основным признаком является допустимость использования при строительстве жилых домов.

Это позволяет обоснованно считать винтовые сваи капитальным типом основания.

Частые ошибки и советы, как их избежать

Ключевые моменты, которые упускают из внимания начинающие строители:

1. 
   Отказ от геологии участка. Справочники и другие источники не дают достоверную информацию об особенностях грунта на конкретном участке.

   Для сокращения финансовых затрат можно провести исследование своими руками, копая шурфы в нескольких местах на участке и визуально определяя почвенный состав.

2. Отказ от армирования. Стальной силовой каркас обеспечивает устойчивость опорного элемента по отношению деформирующих сил, возникающих в почве. Бетонные неармированные сваи уступают ж/б элементам по прочности и сроку службы.
3. Расчет фундамента только компьютерными программами. Открытый доступ к сервисам для расчета параметров свайного основания привлекателен для начинающих конструкторов, но никакой калькулятор не учтет всех нюансов строительства в конкретных условиях. Если инженерные расчеты слишком сложны для строителя, лучше заказать проектирование у профессионалов.

Сколько стоит такое основание

Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.

Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.

Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.

Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.

В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.

В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.

Срок службы

В идеальных условиях (грунт, не обладающий разрушительным воздействием на материал, отсутствие коррозии и т.д) опора способна прослужить до 300 лет, а при наличии оцинкованного слоя — до 800 лет.

Так утверждают производители и маркетологи, хотя никаких оснований для этого у них нет. С момента изобретения не прошло еще и 299 лет, поэтому относиться к подобным заявлениям всерьез нельзя. Идеальных условий не существует, а воздействия и обычная усталость металла никуда не делись.

Поэтому реальным сроком службы такого фундамента следует считать 50-75 лет, хотя возможны отклонения в ту или иную сторону.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!Некоторые сооружения, которые были впервые построены на винтовых сваях их изобретателем Митчеллом, стоят и используются до сих пор.

Краткая и общая схема монтажа

Порядок действий:

• Разметка свайного поля.
• Завинчивание свай.
• Заливка полостей труб бетоном, подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
• Установка оголовков.
• Монтаж ростверка.

Рекомендуется производить монтаж с помощью спецмашин. Это позволяет обеспечить вертикаль и отсутствие раскачивания сваи при завинчивании, что способствует максимально плотному контакту с грунтом. Места сварки и поврежденные в процессе подкрашивают защитным антикоррозийным составом.

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

1. 
   Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

   Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Достоинства оснований на винтовых сваях

Для начала мы кратко перечислим преимущества винтовых свай, а  затем рассмотрим каждый раздел отдельно. Итак, винтовые сваи (преимущества):

1. прочность и долговечность;
2. дешевизна;
3. лёгкость и скорость монтажа;
4. надёжность на осадочных грунтах;
5. возможность использования на склонах.

Если верить практике, то скорость разрушения бетонного основания намного выше, чем свайного фундамента. Объясняется этот тем, что железобетонные фундаменты больше подвержены осадочным деформациям, что приводит к снижению их несущей способности.

Подсчитав все затраты на устройство свайного фундамента и сравнив их с расходами на сооружение бетонного, плитного или ленточного основания, можно точно сказать, что они намного меньше. Таким образом, сооружая фундаменты на винтовых сваях, вы значительно экономите свои деньги.

Быстрота монтажа свайных оснований – это большой плюс в пользу таких конструкций. Например, чтобы устроить фундамент из винтовых свай под небольшой частный домик или баньку потребуется всего один день! Такая скорость монтажа связана с тем, что:

• нет необходимости рыть траншеи или ямы;
• не требуется использование спецтехники (для монтажа вручную небольших свай достаточно 2-3 человек);
• поскольку устройство основания выполняется без использования бетона, не нужно ждать момента его схватывания;
• для устройства такого основания не требуются особые знания и навыки.

На непрочных или осадочных грунтах можно использовать только свайные фундаменты. Ведь только такой вид основания позволяет добраться до плотной породы и закрепиться в ней концами свай. В этом и состоят основные преимущества фундамента на винтовых сваях в сравнении с другими типами оснований.  Единственным основанием, на котором нельзя использовать свайные фундаменты является скала.

Очень быстрый монтаж винтовых свай

Значительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.

Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.

Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундамента

Каким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.

Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.

Чистый участок после заложения фундамента

В процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.

Быстрая готовность

Если бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.

Простота наращивания фундамента

В случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.

Несложный ремонт фундамента

От некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.

Не тянет влагу из грунта

Благодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.

Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.

Недостатки

Наряду с плюсами фундамента на винтовых сваях, всегда существуют минусы и ограничения, которые нужно учесть перед началом строительства.

К недостаткам металлических опор, которые вкручиваются в грунт, относят следующие факторы:

1. 
   Не используются для строительства капитальных многоэтажных сооружений. Это связано в первую очередь с тем, что установленные сваи никак не связаны между собой и в разной степени подвергаются воздействию грунта.

   Неравномерная усадка фундамента не приводит к образованию трещин и деформаций в стенках деревянных домов, чего нельзя сказать о кирпичных и бетонных конструкциях.

2. Подходят не для всех грунтов. Опоры не рекомендованы к использованию на участках с грунтом скалистого типа, большим содержанием каменных прослоек и известняковых залежей.
3. Трудности в устройстве подвалов. При использовании винтовых свай можно построить подвальное помещение, но это будет отдельная конструкция с собственными стенами. Такой вариант приведет к удорожанию строительства в целом.
4. Металл низкого качества. Многие производители свай экономят на качестве металла и антикоррозионного покрытия. Это приводит к преждевременному гниению и разрушению опор, а также возможным деформациям во время монтажа. Если в почве содержится большое количество химически агрессивных веществ, срок службы сваи сокращается до 50 лет.
5. Подверженность изгибающим нагрузкам. На участках с подвижным грунтом металлические опоры в процессе эксплуатации могут деформироваться, что в целом ослабит всю конструкцию.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

• возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
• при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
• ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

• значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
• трудоемкая процедура инженерных расчетов;
• на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Тип опор	Преимущества технологии	Недостатки технологии
Забивные железобетонные	повышенная несущая способность (до 20 т); долгий срок службы (более 100 лет); стойкость к коррозии.	необходимость применения спецтехники для заглубления в грунт; появление динамических нагрузок и вибрации, действующих на грунт и ближайшие постройки.
Забивные стальные	широкий выбор моделей с различными конфигурациями и характеристиками; высокий эксплуатационный ресурс.
Забивные деревянные	дешевизна и доступность материала; экологическая чистота.	ограниченная грузоподъемность; сравнительно короткий срок службы; подвержены воздействию почвенной влаги.
Буронабивные	большая несущая способность; продолжительный срок службы; изготовление ручным способом.	большой расход бетона; сложно рассчитать несущую способность; необходимо укреплять стенки от обрушений.
Винтовые металлические	относительная дешевизна; высокая грузоподъемность; возможность монтажа своими руками; возможность повторного использования.	подверженность коррозийным процессам; недопустимость заглубления в грунт с каменистыми включениями, которые могут повредить лопасти.
Винтовые железобетонные	прочнее металлический винтовых свай и удобнее при монтаже, чем забивные ж/б аналоги; не подвержены коррозии.	имеют значительный вес; сложно выдержать соосность при монтаже.