Древесина, как строительный материал, предоставляет множество преимуществ благодаря своей обрабатываемости и доступности в различных регионах. Однако существенные недостатки, такие как низкая прочность и высокая подверженность гниению, делают деревянные сваи крайне редкими в современном строительстве.
Фундамент свайный. Варианты применения и устройство свайных фундаментов
В данной статье будет подробно рассмотрен свайный тип фундамента. Мы уделим внимание конструкции и устройству свайных фундаментов, актуальных для малоэтажного строительства. Также будут разобраны типы свайных фундаментов, распространенные материалы для их изготовления и практическое применение.
Свайные фундаменты находят широкое применение как в промышленном, так и гражданском строительстве (ПГС). Они особенно актуальны для участков с неустойчивым или слабым грунтом, на которых планируется воздание зданий высотой более одного этажа. Конструкция таких фундаментов позволяет исключить обширные земляные работы для бесподвальных зданий или значительно сократить их объем в случае наличии технического подполья.
В меньших масштабах свайные фундаменты активно используются и в индивидуальном строительстве, например, при возведении дачных домов и коттеджей.
Содержание: (скрыть)
Определение термина «свайный фундамент»
Свайный фундамент в общем понимании представляет собой конструкции, состоящие из погруженных в грунт свай, которые объединяются на верхней части при помощи железобетонных (или бетонных) балок или плит (ростверков).
Далее мы обсудим случаи, когда применение свайного фундамента становится особенно целесообразным.
Необходимость в возведении свайного фундамента при особых условиях
Причина 1. Одной из причин, по которой при строительстве дачного дома или коттеджа может быть выбран свайный фундамент, является наличие на верхнем слое почвы относительно слабого грунта.
К числу таких слабых грунтов относятся:
- Суглинки и глины, которые находятся в текучепластичном состоянии;
- Лёссовидные грунты, содержащие более 50% пылевидных частиц при незначительном количестве глинистых и известковых элементов. Эти грунты теряют свою стабильность и устойчивость при намокании;
- Плывуны — это песчано-глинистые земляные массы, насыщенные водой в значительных объемах;
- Растительные грунты, которые включают различные типы почвы с примесью перегноя (до 20%), а также торф, илы, сапропели и иные органические и глинистые составы.
В таких ситуациях возникает необходимость передавать давление от фундамента здания на более плотные грунты, которые находятся на определенной глубине, зависящей от геологических условий на участке.
Таким образом, рекомендуется возводить фундаменты из свай, так как они способны передавать более значительные нагрузки по сравнению с неглубокозаложенными фундаментами. Особенно эффективное использование свайных фундаментов отмечается в пучинистых грунтах, где глубина промерзания превышает 1,5 метра. В таких условиях свайный фундамент обеспечивает большую надежность по сравнению со столбчатыми и особенно ленточными конструкциями.
Причина 2. Свайные фундаменты могут также эффективно применяться в плотных грунтах для уменьшения объема земляных работ и снижения расхода бетона, а значит, и общих затрат на строительство. Установка свай исключает необходимость в рытье обширных котлованов, складировании вырытой земли, вывозе грунта и последующей обратной засыпке. Если требуется быстро возвести конструкцию с минимальными усилиями и затратами, вновь подходит вариант свайного фундамента. Например, для установки одной сваи длиной 3 метра и диаметром 300 мм потребуется выполнить лишь 0,2 м³ земляных работ с использованием бура, тогда как для ленточного фундамента объем необходимых земляных работ будет значительно больше, что зависит от ширины его подошвы. Этот вариант наиболее удобен, если предусмотрено отсутствие подвала в проекте дома.
Причина 3. Если в проекте ленточного фундамента ширина оказывается чрезмерной (больше 1,5 м), разумно использовать свайный фундамент, что позволит существенно сократить расход материалов.
Причина 4. В ситуации выбора типа фундамента, продиктованного характером несущего остова, например, если выбрана каркасная конструкция на основании слабых грунтов, целесообразно использовать свайные кусты под каждую колонну, вместо создания ленточного фундамента.
Конструкции свайных фундаментов отличаются разнообразием и зависят от:
- выбора типа свай;
- способы их производства и погружения в грунт;
- расположения под строящимся объектом;
- характеристики работы свай в грунте;
- конструкции ростверков.
Процесс изготовления свайных фундаментов требует применения специализированной строительной техники, что может оказаться нежелательным для дачного строительства. Поэтому мы подробнее остановимся на тех конструкциях свайных фундаментов, которые под силу индивидуальному застройщику.
Среди популярных решений – винтовые сваи, изготовленные из стали. Они имеют форму сверла или обычной трубы, оснащенной шнековой навивкой, что делает их удобными для монтажа.
Срок службы
Долговечность свайного фундамента зависит от материалов, из которых изготовлены сваи, а также от условий их эксплуатации. Как правило, расчетный срок службы такого основания составляет от 50 до 100 лет. Более прочными считаются железобетонные сваи, в то время как металлические и деревянные сваи имеют меньший срок службы и требуют дополнительной защиты. Конкретный срок службы должен быть определен для каждого типа свай, исходя из условий среды, где они используются. Важно учитывать опыт проектирования и строительства в конкретных географических условиях.
Типы свайного фундамента, материалы и особенности
Свайные фундаменты могут отличаться по конфигурации и выполнению свай из различных материалов, что тоже влияет на их свойства и применение.
Компоновка свайного фундамента
В зависимости от конструктивного решения свайный фундамент может быть представлен следующими вариантами:
- одиночными сваями;
- свайными кустами;
- свайными лентами;
- свайными полями.
Одиночные сваи чаще всего используются в качестве фундаментов под колонны и стойки, нагрузки на которые не превышают допустимые значения. Эти конструкции могут применяться для опор линий электропередачи, а также других мачтовых или башенных сооружений, возводимых на ненадежных, недостаточно несущих грунтах.
Свайные кусты представляют собой совокупность нескольких установленных близи друг к другу свай, которые объединяются ростверком сверху. Подобно одиночным сваям, такие кусты применяются в качестве фундамента под колонны. Однако надежность и несущая способность свайного куста значительно выше по сравнению с одиночной свайной конструкцией. Важно, чтобы минимальное расстояние между сваями составляло не менее трех условных диаметров их сечений.
Свайные ленты обычно устанавливаются как фундаменты для стен. Сваи в таком случае забиваются в один или несколько рядов, формируя вытянутые структуры. Используется ростверк балочного типа.
Свайные поля проектируются как фундаменты для многоэтажных строений, а также объектов, передающих значительные нагрузки на основу. Характерной особенностью свайного поля является их расположение под всей площадью здания, а также использование общего плитного ростверка, который повторяет контуры самого здания.
Можно провести аналогию между конструктивным решением и компоновкой мелкозаглубленных фундаментов и свайных: одиночные сваи и кусты сравнимы со столбчатыми базами; ленты свай соответственно соответствуют ленточным конструкциям, а свайные поля — плитным фундаментам.
Ростверки
Ростверк представляет собой элемент свайного фундамента, обеспечивающий согласованную работу группы свай. Он устанавливается для свайных кустов, лент и полей. По взаимодействию с грунтом ростверк может быть низким или высоким.
Низкий ростверк погружен в грунт, при его проектировании используются те же принципы, что и для фундаментов мелкого заложения. Основные правила включают: ростверк должен находиться ниже глубины промерзания грунта; также необходимо организовать гидроизоляцию фундамента. Основная особенность низкого ростверка заключается в том, что нагрузки от конструкций, расположенных сверху, передаются не только через поверхности свай, но и по подошве ростверка, что позволяет рассматривать его как фундамент мелкого заложения в расчетах.
Высокий ростверк, напротив, располагается выше уровня планировки в таком виде, что он не соприкасается с грунтом. Это решение целесообразно применять в болотистых местностях или на участках с повышенным уровнем грунтовых вод.
Сваи-стойки и висячие сваи – отличия, особенности
В зависимости от принципа взаимодействия с грунтом сваи можно разделить на:
Висячие сваи, которые передают нагрузку на основание за счет сил трения и сцепления, возникающих между боковыми поверхностями сваи и грунтом. Для такого вида фундамента необходимо проводить детальный расчет осадок, так как сваи располагаются в свободном состоянии в сжимаемом грунте и не связываются с прочными инженерно-геологическими слоями. Висячие сваи применяются в тех случаях, когда на строительном участке при проведении инженерных изысканий на доступной глубине не были обнаружены грунты, которые могли бы служить опорным слоем для свай-стоек.
При этом у висячих свай есть значительный недостаток: во время забивания свая или ее защитное покрытие может быть повреждено, что невозможно проконтролировать в процессе.
Фундамент является решающим элементом любого капитального строительства. При выборе типа фундамента необходимо тщательно рассмотреть все его преимущества и недостатки, чтобы окончательное решение было взвешенным и основанным на фактических данных.
К основным преимуществам свайного фундамента можно отнести:
- Простота монтажа. Установка свайного фундамента обходится без многочасовых трудоемких процессов, связанных с земельными работами или заливкой железобетонных конструкций.
- Отсутствие предварительных работ. Не требуется специальная подготовка территории перед установкой свай, такая как выравнивание или утрамбовка грунта.
- Низкие затраты. Строительство таких оснований оказывается заметно дешевле по сравнению с традиционными бетонными основами.
- Универсальность. Свайные фундаменты можно использовать на почвах любого типа, в условиях подтопления и в районах с неблагоприятным климатом.
- Быстрый монтаж в любых условиях. Сваи можно устанавливать в любое время года, независимо от температурных показателей или наличия осадков. Процесс монтажа занимает минимальное время, после чего можно сразу начинать строительство.
- Отличные эксплуатационные характеристики. При правильных расчетах и соблюдении технологии монтажа, свайный фундамент проявляет высокую прочность, долговечность и надежность.
Несмотря на заметные преимущества свайных фундаментов, они имеют и некоторые недостатки, среди которых:
- Невозможность применения на скальных породах. Также большое количество камней в почве значительно затрудняет процесс забивания свай.
- Ограниченное применение для лёгких зданий небольшой этажности. Это объясняет популярность свайных фундаментов в каркасном строительстве.
- Риск коррозии металлических свай. При установке свай возможны повреждения, что снижает общий срок службы фундамента.
Виды свай
Выбор конкретного типа свайного основания определяется особенностями условий строительства. Свайный фундамент для домов может различаться не только размерами, глубиной погружения и частотой расположения поддерживающих элементов, но и типами самих свай. Эти сваи можно классифицировать по нескольким параметрам:
- Материалы. Сваи могут быть выполнены из бетона, металла или дерева. Наиболее оптимальным вариантом являются сваи из комбинированных материалов, которые отличаются повышенной прочностью и надежностью.
- Методы погружения. В зависимости от метода их установки сваи могут быть забивными, винтовыми и буронабивными.
- Способность к несущим нагрузкам. По этому критерию выделяют сваи-стойки и висячие сваи.
Эти параметры также повлияют на окончательную стоимость постройки дома.
Каждый тип свайного фундамента подбирается с учетом особенностей грунта и условий на строительной площадке. На фотографии ниже представлены разновидности применяемых винтов.
В каждом конкретном случае необходима тщательная подборка типа свай с учетом геологических и почвенно-климатических условий.
Висячие сваи имеют меньшую несущую способность из-за того, что их работа основывается на силе трения. При изменении состава грунта (например, повышении уровня грунтовых вод) сила сцепления боковых поверхностей значительно ослабевает, что ведет к снижению устойчивости фундамента к оседанию.
Контроль качества
Требования к проверке выполненных работ приведены в новом документе СП 45.13330.2017. Ранее контроль осуществлялся согласно нормам СНиП III-9-74, однако этот документ был отменён.
Приемка свайных фундаментов должна осуществляться в соответствии с нормами СНиП 24.13330, актуализированными в редакциях 2018 и 2019 годов; при этом проверяются:
- геометрические размеры основания;
- правильность погружения свай;
- точность выполнения свай по вертикали и в плане.
Также в документе содержится список ГОСТов, касающихся грунтов, материалов и прочих элементов фундаментных работ.
Относятся ли к капитальным строениям?
Является ли дом на сваях капитальным сооружением? Считается ли таким гараж? Капитальный фундамент невозможно разобрать без ущерба для построенного объекта. Такому типу оснований относятся как железобетонные, так и винтовые сваи.
Объекты, сооруженные без надлежащей регистрации, рассматриваются как некапитальные. Это касается технических и хозяйственных сооружений:
Таким образом, квалификация фундамента как капитального или некапитального строения зависит от его размещения и официальной регистрации. После регистрации загородные дома, построенные на сваях, с освещением и необходимыми коммуникациями, могут быть признаны капитальными сооружениями.
