Виды фундамента свайного: классификация свай и типы ростверков

Виды фундаментов

1. Возможно несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Подобное неизбежно случится, если при разработке проекта не будут учтены степень коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»), а также наличие блуждающих токов.

Только подобрав толщину стенки ствола и лопасти (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), марку стали (подробнее «На что влияет марка стали?») в соответствии с указанными данными, определив порядок действий для снижения коррозии (водоотведение, использование цинковых анодов – подробнее «Коррозия: причины, способы защиты») можно обеспечить нормативный срок службы фундаментный конструкции и всего сооружения.

2. Возможен «уход в срыв» однолопастных дезаксиальных винтовых свай при нормируемых осадках, если диаметр их ствола менее 159 мм.

При расчете свайно-винтовых фундаментов используются формулы, заложенные в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Эти формулы разработаны еще в 60-х годах 20 века и базируются на упрощенных моделях взаимодействия (например, модель Мариупольского для анкеров), а потому не учитывают многие особенности совместной работы свай и грунтов.

Поэтому при расчете несущей способности винтового основания необходимо учитывать результаты полевых испытаний грунтов, выполненных в соответствии с ГОСТ 5686-2012.

3. Может потребоваться бетонирование основания колонны или проведение работ по созданию жесткого сопряжения для однолопастных свай малых диаметров (57-76 мм).

Из-за недостаточности диаметра ствола эти разновидности не обеспечивают должное сопротивление горизонтальным нагрузкам без проведения дополнительных мероприятий.

Чтобы отказаться от бетонирования основания колонны или создания жесткого сопряжения, достаточно использовать элемент сопротивления боковым нагрузкам (ЭСБН).

4. Возможно нарушение структуры грунта при погружении винтовых свай и последующее снижение его несущей способности.

Такие ситуации возникают, когда в расчетах учитывается только диаметр лопасти, но не ее конфигурация.

Конфигурация лопасти винтовой сваи, подобранная под конкретные грунтовые условия, позволяет свести к минимуму нарушения структуры грунта при погружении, что обеспечивает надлежащее восприятие проектных нагрузок (подробнее «Принципы подбора параметров лопастей»).

5. Сваи с двумя и более лопастями могут уступать в восприятии, к примеру, горизонтальных нагрузок даже однолопастным дезаксиальным конструкциям.

Причина подобного явления – в неправильном (часто просто бездумном) расположении второй и последующих лопастей на стволе.

Чтобы многолопастные сваи надлежащим образом воспринимали проектные нагрузки, расстояние между лопастями, шаг, угол наклона должны быть рассчитаны с учетом данных о грунтовых условиях площадки строительства и данных о нагрузках от строения (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

6. Неравномерное распределение запаса прочности по фундаментам объектов ИЖС, из-за которого снижается уровень их надежности и сокращается срок службы.

Причина – неучет различных величин нагрузок, воздействующих на фундаменты даже простых сооружений (под ответственными несущими узлами и конструкциями сооружения, под несущими и самонесущими стенами, под ненесущими перегородками и лагами пола).

Чтобы этого избежать, под каждый тип нагрузки нужно использовать определенную модификацию свай (подробнее «Расчет свайного фундамента»).

Таким образом, все минусы свайно-винтового фундамента по большому счету связаны с игнорированием его особенностей и сильных сторон.

Сравнение типов фундаментов. Виды и характеристики

При строительстве любого дома его проектирование начинается с выбора типа фундамента – основной части здания, обеспечивающей надежность и устойчивость всей конструкции.

Современный рынок строительства предлагает потребителю фундаменты следующего конструктивного типа: столбчатый, ленточный, плитный и свайный. Каждый из них обладает очевидными достоинствами и изъянами, которые следует учитывать, чтобы не допустить перерасхода материалов, деформаций и трещин в несущих конструкциях.

Сравнение ленточного и свайно-винтового фундамента.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов установленных под несущими балками и в местах пересечения стен.

Типовое решение представляет собой блоки из бетона, установленные в предварительно вырытую яму, засыпанную щебнем, который перед монтажом трамбуется. В основном, подходит для строений небольших размеров, каркасных и каркасно-щитовых домов.

Плюсы такого упрощенного варианта фундамента

• обходится наиболее дешево,
• строится достаточно быстро,
• не требует дополнительных работ.

При этом подобная конструкция имеет серьезные недостатки:

• Не подходит для ответственных домов, рассчитанных на длительный срок службы
• Столбчатый фундамент не подходит для пучинистых грунтов, так как разница в смещении каждого столба быстро приведет к необходимости в ремонте.

Особенностью пучинистых грунтов является изменение их объема при переходе состояния из талого в мерзлое и наоборот.

• Невозможность строительства цокольного этажа или подвала.

Примерно те же плюсы и минусы имеет свайный фундамент на буронабивных сваях.

Отличием от предыдущего типа является то, что опоры представляют собой бетонные столбы цилиндрической формы с армированием стальной арматурой, получаемые при помощи бетонирования предварительно пробуренных ниже глубины промерзания скважин.

Ленточный фундамент

Самым популярным вариантом фундамента для строительства дач и коттеджей является ленточный.

Получил свое название благодаря конструкции в виде замкнутого контура (ленты), укладываемого по периметру здания, под его несущими стенами. Поскольку такое устройство равномерно распределяет вес дома на всю площадь фундамента, он позволяет возводить более массивные сооружения, чем с помощью столбчатых конструкций.

К плюсам, как монолитного, так и сборного ленточного фундамента относятся:

• большая надежность по сравнению со столбчатым фундаментом,
• возможность сделать подвал

К сожалению, этот тип фундамента также не является универсальным и имеет ряд серьезных ограничений:

• Ленточный фундамент также не решает многих проблем, связанных с пучинистым грунтом, если только речь не идет о южных районах страны, где глубина промерзания невелика.

Постоянное сезонное перемещение ленты вверх-вниз, из-за оттаивания-промерзания даже в случае прочной ленты за несколько лет вызовет накопление напряжения, деформаций и приведет к появлению трещин. Частично эту проблему можно решить утеплением, что вызовет дополнительные затраты.

• Чем больше размеры дома, тем сложнее сделать надежную ленту.

При большой протяженности ленточного фундамента и сезонному перемещению грунта, он может сломаться.

• В деревянных строениях на ленточном фундаменте, из-за плохой вентиляции возникает повышенная влажность, что приводит к гниению нижнего венца дома и лаг, на которые крепится пол.
• Срок службы ленточного фундамента может снижаться из-за коррозии арматуры, а в определенных условиях сам бетон подвержен сульфатной коррозии.

Плитный фундамент

Реже используют плитный фундамент.

Представляет собой в монолитном варианте цельную бетонную плиту, которую часто называют плавающей из-за того, что она перемещается вместе с грунтом. Монтаж производится следующим образом:

• удаляется верхний слой грунта;
• делается песчаная подушка, которая тщательно трамбуется;
• создается гидроизоляция;
• делается опалубка;
• заливается бетон, после застывания которого, производится его вибрирование для придания дополнительной прочности.

Применяется плитный фундамент в условиях повышенного содержания грунтовых вод, на слабых и просадочных грунтах из-за большой площади опоры, что обеспечивает высокую устойчивость дома.

Гидро- и термоизоляция таких плит требует серьезной квалификации, а в силу непродуманного монтажа в неоднородных грунтах появляются перекосы.

К преимуществам такого фундамента относят:

• высокую несущую способность,
• возможность любой перепланировки из-за распределения нагрузки.

При этом плитные фундаменты не лишены недостатков:

• первым из которых является высокая цена,
• отсутствует возможность строительства подвала
• в деревянных домах проблема вентиляции может вызвать подгнивание элементов нижней части строения.

Свайно-винтовой фундамент

Значительно более универсальным применением отличается свайно-винтовой фундамент, позволяющий решать достаточно сложные строительные задачи при помощи свай особой конструкции, заглубляемых методом ввинчивания. Впервые подобная технология была применена при строительстве маяка на обводненной почве. В современном строительстве винтовые сваи используются в тех случаях, когда другие виды фундамента не могут обеспечить надежности из-за особенностей грунта. Компания СВФ Группа приобела массовую популярность своими винтовыми сваями в Петербурге.

Винтовые сваи не позволяют оказывать силам морозного пучения влияния на дом

Плюсами свайно-винтового фундамента являются:

• Экономичность. По сравнению с традиционными ленточными фундаментами его стоимость дешевле как минимум на 40%.
• Нет привязки к температуре окружающей среды – строительство возможно круглогодично.
• Высокая скорость монтажа. Весь процесс занимает несколько дней, а сам фундамент не требует усадки – сваи готовы к полной нагрузке сразу после завинчивания.
• Разнообразие мест применения. Болотистые, торфяные и обводненные грунты не являются препятствием для использования свайно-винтового фундамента.

Пучинистость почвы, создающая серьезную проблему для фундаментов другого типа, также не страшна винтовым сваям из-за широкой лопасти, которая сопротивляется вырыванию сваи из грунта. А неоднородность грунта вызывающая деформации у плит и набивных свай не оказывает такого действия на свайно-винтовой фундамент, если обеспечить различную несущую способность каждой свае с помощью заглубления на разную глубину. Та же особенность позволяет строиться на неровных участках, в том числе на склонах, к тому же в труднодоступных местах, при невозможности использования техники, работы по монтажу фундамента могут проводиться вручную.

• Экологичность. Вы сможете сохранить свой природный ландшафт. И удивитесь отсутствию строительного мусора на участке.
• Большая ремонтопригодность, возможность проектирования коммуникаций параллельно строительству фундамента и пристраивания к  существующим зданиям.
• Хорошая вентиляция подполья дома.
• Возможность создания цокольного этажа.

На основании сказанного можно сделать вывод, что из всех современных типов фундаментов свайно-винтовой отличается наибольшей универсальностью при доступной стоимости.

Рассчитать фундамент

Свайный фундамент, что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный или свайно-ростверковый фундамент применим как в промышленном, так в гражданском и частном строительстве. Суть его заключается в том, что в качестве фундамента здесь выступают заглубленные в грунт сваи, связанные сверху между собой либо железобетонными балками, либо плитами. Эта связывающая часть называется ростверком. Давайте рассмотрим — когда целесообразно применять технологию свайного фундамента?

Таких ситуаций несколько:

1. Здание возводится на слабых грунтах: плывуны, растительные грунты (торф, илы и т.д.), глины и суглинки в текучепластичном состоянии, лёссовидные и сильно пучинистые грунты.

2. Глубина промерзания превышает полтора метра.

3. Расчетная ширина ленточного фундамента получается более полутора метра.

4. Возведение здания по каркасной технологии (тогда его колонны снизу целесообразнее подпереть сваями).

Виды свай применяемых для изготовления свайного фундамента

По виду применяемых материалов сваи делятся на деревянные (которые из-за гниения древесины почти не используются), металлические (применяются очень редко по причинам дороговизны самого металла, время- и финансовозатратных антикоррозийных мероприятий и работ, для которых нужна специальная техника), бетонные и железобетонные (ЖБИ).

По характеру работ: сваи-стойки (они проходят сквозь слабые слои и передают давление от здания на плотный материковый грунт или скальные породы) и висячие сваи (они погружаются в сжимаемый грунт и передают нагрузку боковыми поверхностями).
По способу погружения в грунт существует несколько основных категорий:

• 1. Набивные сваи, которые бывают бетонные или железобетонные. Они, в свою очередь, в зависимости от вида сечения подразделяются на прямоугольные, круглые полые, квадратные, квадратные с круглой полостью. По виду армирования: с предварительно напряженной арматурой (прядевой продольной или стержневой) и с ненапрягаемой арматурой. По конструкции: с камуфлетной пятой, с открытым или закрытым нижним концом.

  Набивные сваи изготовляют путем укладки бетона класса В15 (М200) и выше с арматурой или без нее в заранее пробуренные или выполненные при помощи обсадных труб отверстия. Основные преимущества таких свай: низкая стоимость, т.к. они изготавливаются прямо на месте, значит, отпадает надобность в специальных формах для их изготовления и транспортировке; возможность устройства фундамента вблизи других объектов в условиях недостатка свободных площадей, одинаковое соприкосновение с грунтом независимо от его состава и длины сваи. Недостаток только один: невозможность контроля качества.

  К этому же типу относятся и буронабивные сваи, которые представляют собой изготовленные в заводских условиях изделия, устанавливаемые в заранее пробуренные отверстия.
  Существует более современная разновидность набивных свай – инъекционные сваи. Суть их применения заключается в том, что сверлится сравнительно тонкое отверстие (L/d = 80-120) в которое вставляется одиночная арматура (арматурный стержень) и в скважину закачивается под давлением цементный раствор. Затем производится опрессовка водой. Такая технология хорошо зарекомендовала себя для усиления уже существующих фундаментов.

• 2. Забивные сваи. Они представляют собой уже готовые изделия и забиваются в грунт при помощи специальной техники (копра, вибропогружателей, сваевдавливающих установок и т.д.). По виду подразделяются на призматические, трапециевидные и цилиндрические, в виде трубы с окаймляющим кольцом на стыке для наращивания звеньев сваи. Трубчатые сваи с железобетонными опорными кольцами отличаются очень высокой несущей способностью, к тому же они, по сравнению со сплошными, более экономичны.
• 3. Винтовые сваи, которые бывают со стальным или железобетонным наконечником, так же, как и сваи с раскрывающимися шарнирными упорами, применяются для зданий, имеющих большие горизонтальные нагрузки. Если преобладают вертикальные нагрузки, сваи устанавливают вертикально, при значительных горизонтальных нагрузках иногда применяют способ наклонной установки. Винтовые сваи противостоят опрокидыванию и выдергиванию фундаментов на разных типах грунта.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты бывают ростверковые и безростверковые. Безростверковые фундаменты – это свайные поля или свайные ленты, непосредственно на сборные оголовки которых устанавливается здание. Обычно для безростверковых фундаментов применяют железобетонные забивные сваи с квадратным сечением. Такие фундаменты можно применять только в нормальных условиях. Для устройства их в сейсмоопасных районах, на набухающих грунтах и в некоторых других случаях должны проводиться специальные исследования.

Ростверковые фундаменты – это фундаменты, в которых сваи объединены ростверком (железобетонными плитами либо балками). Благодаря ним, нагрузка на грунтовое основание и сваи передается равномерно. Различают три вида ростверков: монолитные, сборные и сборно–монолитные. По месторасположению они бывают высокие и низкие. Первые, расположенные ниже поверхности грунта, передают вертикальное давление частично на грунт, частично – на сваи, вторые – только на сваи.

Размещение свай в фундаменте

Различают следующие виды расположения свай:

• — одиночное, при котором сваи расположены под отдельными опорами;
• — ленточное – когда сваи расположены в один ряд по всему периметру фундамента. Чаще всего применяется в частном строительстве;
• — свайные полосы (гребенки) – когда сваи располагаются в 2 и более рядов под ростверки большой протяженности. Чаще всего эту технологию применяют при строительстве жилых и промышленных зданий;
• — свайные кусты – небольшое количество свай, которые расположены в основном под несущими колоннами, стойками и т.д. или при отдельно стоящем высоком сооружении, например, дымовой трубе.
• — свайное поле – оно располагается под монолитным или сборным ростверком большого размера. Во всех случаях, когда сваи размещаются больше, чем в один ряд, их можно располагать рядовым способом или в шахматном порядке.

Если говорить о частном строительстве, предполагающем возведение сравнительно небольших и легких домов, то наиболее часто применяются буронабивные и стальные винтовые сваи. Также иногда используют и забивные сваи из дерева. Впрочем, это скорее экзотика. Учитывая сравнительно небольшой вес возводимых домов при частном строительстве, максимальная длина свай не превышает 6 м.

Применение свайного фундамента позволяет:

• сократить время проведения фундаментных работ;
• возводить дома на сложных грунтах;
• сократить затраты на возведение фундамента;
• нанести меньший, по сравнению с традиционным ленточным фундаментом, вред окружающей среде.

Свайный фундамент: виды, рекомендации и применение

Решение иметь свой загородный коттедж влечет за собой ряд вопросов, которые следует решить до начала строительства. Прежде всего, необходимо приобрести участок под строительство дома. Если вы не воспользовались своим правом приватизации, то есть возможность получить участок бесплатно , иначе земельный участок можно купить. Выбирая участок, следует обратить внимание на характеристики грунта, так как от этого зависит, какой фундамент будет под будущим домом. Есть почвы, для которых подойдет только свайный фундамент.

После выбора участка следует этап разработки проекта. Возможны несколько вариантов создания проекта:

• купить готовый проект, например, у соседа;
• разработать индивидуальный;
• подобрать типовой  проект.

Именно на этапе проектирования выбирается фундамент для будущего коттеджа. При его выборе следует учитывать следующие факторы:

• вес строения с полной нагрузкой;
• характеристики грунта;
• близость грунтовых вод.

Это один из моментов, на которые нужно обратить внимание, чтобы правильно построить дом . На этапе проектирования идет планирование и разбивка земельного участка. При этом полезно будет узнать все о ландшафтном дизайне , чтобы все строения смотрелись гармонично на участке.

Причины применения свайного фундамента

Существуют почвы, на которых для возведения надежного дома с прочным основанием лучше использовать сваи для фундамента. Основанием для возведения свайного фундамента являются следующие причины:

1. Низкая несущая способность грунта. К таким грунтам относятся почвы со значительным слоем перегноя обычно возле лесов, с большой влажностью.
2. Суглинистая, песчаная и глиняная почва в различном состоянии не подходит для монолитного ленточного фундамента , так как не имеет достаточной прочности. Сваи в этом случае можно устанавливать на глубину, где проходит крепкий несущий слой. Во многих технологиях строительства  применяется фундамент из свай на почвах со слабым несущим слоем.
3. При значительной глубине промерзания превышающей 2 метра.
4. Для строительства тяжелых домов массой более 350 тонн.
5. При высоком уровне грунтовых вод.
6. Если грунт слишком плотный, то земляные работы по рытью котлована и траншей становятся экономически невыгодными, особенно, если ведется строительство недорогого дома . В этом случае свайно винтовой фундамент – выгодный экономичный вариант.
7. Свайный фундамент применяется при необходимости быстрого и малозатратного строительства. Благодаря небольшим объемам фундамента, есть возможность сэкономить на бетоне и арматуре.
8. Если стоит выбор строительства каркасного остова на слабонесущих землях, то лучше вырыть кусты для свай, чем устраивать ленточный или монолитный фундамент.

Еще одним преимуществом устройства основания из свай является возможность проведения работ в зимний период. Поэтому его используют в условиях вечной мерзлоты. Кроме того, устройство свайных фундаментов исключает риск просадки здания при сдвиге, пучении почвы либо подтоплении.

Разновидности свай

Сваи представляют собой длинные столбы, которые погружают в грунт в виде готовых изделий или изготавливают непосредственно в грунте.

Виды свай можно разделить по следующим признакам:

• взаимодействию с грунтом;
• способу заглубления в грунт;
• устройству самих свай;
• материалу изготовления.

По взаимодействию с грунтом сваи делятся на следующие виды:

• висячие, оказывают воздействие на грунт путем силы трения между грунтом и боковыми гранями столбов;
• сваи-стойки, которые опираются на грунт и передают ему всю нагрузку от здания.

По методу погружения в грунт сваи делятся на:

• Забивные, изготавливаемые из металла, дерева, железобетона. Для их погружения применяются молоты, специальная техника: вибропогружатели, виброударные, вибровдавливающие и вдавливающие устройства. Погружение производится без выемки земли.
• Сваи-оболочки из железобетона. Для их погружения применяются вибропогружатели. Они могут погружаться как с частичной выемкой грунта, так и без.
• Набивные: изготавливаются путем обжатия грунтом и заполнением полости бетоном.
• Винтовые сваи, состоящие из металлической винтовой лопасти и металлического ствола, погружаются в почву путем ввинчивания под давлением.
• Буровые. Предварительно бурятся скважины, а затем в них устанавливаются железобетонные столбы или они заполняются бетоном.

Забивные железобетонные сваи отличаются сечением, они могут быть:

• квадратными;
• круглыми;
• прямоугольными;
• тавровыми;
• двутавровыми;
• полыми.

Сваи могут отличаться конфигурацией исполнения и способом армирования. Кроме того, столбы могут быть выполнены в виде цельной конструкции или состоять из отдельных элементов (кирпичные, каменные).

По виду материала изготовления столбы могут быть:

• Деревянные. Применяется дерево только твердых хвойных пород (сосна, лиственница, пихта, ель). Длина таких столбов до 8,5 метров. Используются деревянные столбы редко, так как подвержены гниению.
• Металлические. Изготавливаются из прокатных видов стали. Не рекомендуются к применению по следующим причинам: высокая стоимость, большой расход металла, использования кранов для установки, необходимость покрытия свай антикоррозийными средствами.
• Железобетонные. Это наиболее экономичный вариант свай. Они могут изготавливаться на строительной площадке, имеют большой срок службы.

Вид используемых свай зависит от климатических условий, свойств почвы и нагрузки от строения.

Виды свайных фундаментов

Группа свай, соединенных по верху ростверком из плит или бетонных лент, называется свайным фундаментом. Функция такой конструкции распределить нагрузку от здания, в том числе и от крыши из битумной черепицы , на все основание.

В зависимости от количества используемых опор и способа распределения нагрузки существуют следующие типы оснований с использованием свай:

1. Одиночные сваи. Используется для передачи нагрузки от единичных объектов, например, колон. Могут использоваться в качестве колон.
2. Свайно ленточный фундамент используется для возведения протяженных конструкций или при необходимости распределения нагрузки по периметру.
3. Свайные «кусты». Применяются, если необходимо передать нагрузку от отдельного элемента строения на несколько свай, например, колоны.
4. Свайное «поле». Применяется для возведения крупногабаритных тяжелых зданий, когда нагрузка передается системно расположенным опорам.

Кроме фундамента из одиночных свай, во всех свайных фундаментах используется ростверк. Он может быть монолитным и сборным. Свайно ростверковый фундамент отличается глубиной расположения ростверка:

• низкий: расположен немного ниже поверхности почвы. Это дает возможность передавать нагрузку не только на столбы, но и на грунт;
• повышенный: расположен непосредственно над поверхностью земли. Нагрузка передается только на столбы, исключается нагрузка на грунт;
• высокий. Применяется при строительстве гидротехнических сооружений или при устройстве подвального помещения в частном доме.

Главное назначение ростверка – объединение свай и бетонных конструкций. Для выполнения этой задачи применяется армирование. Главное, правильно сделать расчет свайного фундамента. Для этого можно воспользоваться калькулятором .

Применение свайных фундаментов

При строительстве частных жилых домов чаще всего применяется свайный буронабивной фундамент. Он более экономичен, проще в технологии изготовления по сравнению с другими видами свай. Для большей прочности буронабивные сваи могут иметь расширение в корне, т. е. выполнена бетонная пятка сваи.

Если строение небольшое, а твердые грунты находятся на небольшой глубине, то ямы для устройства свай можно выкопать вручную или с помощью специальных буров. В любом случае земельных работ требуется намного меньше, особенно, если применять винтовой фундамент. При твердом грунте опалубку можно не выполнять. Если грунт осыпается, то в скважину вставляют гидроизоляционный материал (полиэтиленовую пленку, рубероид), а в него устанавливается каркас из арматуры и заливается бетонная смесь.

По новым технологиям  стало популярно каркасное строительство. При строительстве многоэтажных каркасных домов используют свайно плитный фундамент. Применение этого фундамента обосновано в районах с неустойчивой сейсмической обстановкой, где возможна вероятность землетрясений и подвижек грунта. При устройстве фундамента создается необходимая жесткая связь железобетонной плиты со сваями, что обеспечивает единую деформацию всех элементов основания во время сейсмических нагрузок.

Возведение свайно плитного фундамента начинают с установки свайных «кустов». При устройстве ростверка выполняется выпуск арматуры, чтобы прикрепить в последующем тонкую железобетонную плиту. Для обеспечения независимости осадки строения и гидроизоляции конструкции между ростверком и железобетонной плитой выполняют шов из герметичного материала.

Если при строительстве элитных домов  предусмотрены колоны, то для них свайный фундамент выполняется без ростверка. В качестве свай используются готовые конструкции: железобетонные стаканы, насадки или оголовки. В элитных домах часто устанавливаются нестандартные межкомнатные двери.

Несмотря на описанные достоинства, свайные фундаменты не пользуются популярностью при строительстве частных домов из-за высокой стоимости транспортных расходов для доставки материала, а также применения специальной техники для установки свай.

Для правильного выбора фундамента нужно иметь строительный опыт, поэтому для возведения загородного лучше заключить договор со строительной фирмой. Надежной строительной фирмой является компания «КиевНовБуд», имеющая много строящихся объектов, побывав на которых можно убедиться в качестве выполняемых работ.

Самым выгодным вариантом сотрудничества является заключение о строительстве под ключ. Кроме того, компания предоставляет различные строительные услуги , проводит акции , которые выгодны для клиента. Сотрудничество с нашей фирмой дает возможность сэкономить на материалах, так как нашими поставщиками являются проверенные фирмы, на материалы дается гарантия 5 лет. При этом не делается наценка на материалы, так как прибыль компания получает за счет выполнения работ.

Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.

Устройство, плюсы и минусы свайного фундамента – установка его своими руками

Свайные фундаменты до недавнего времени почти не применялись в индивидуальном строительстве, за исключением регионов со сложным климатом и грунтами. Свайный фундамент под дом набрал свою популярность одновременно с технологией каркасного строительства. Именно компании, выпускающие лёгкие по весу домики, пригодные для круглогодичного проживания, впервые стали применять их достаточно широко.

Пример готового свайного фундамента

Они искали способ снизить стоимость строительства без потери качества, и решение оказалось в замене традиционного ленточного фундамента свайным.

Далеко не всегда возможно непосредственное опирание конструкций фундамента зданий на подстилающий слой грунта. В зависимости от условий, грунт может быть малопригодным для этого, обладая низкой или недостаточной несущей способностью, неустойчивым характером залегания, находиться в зоне вечной мерзлоты и тому подобное.

В таких случаях осуществляется проектирование свайных фундаментов и их устройство, что позволяет обеспечить передачу нагрузки от здания на лежащие ниже, более прочные и плотные слои грунта с предсказуемыми характеристиками.

Проект свайного фундамента на зыбком грунте

Свайные фундаменты широко используются в строительстве, поэтому разработано огромное количество вариантов, учитывающих практически любые условия возведения и предлагающие разнообразные решения как с учётом технологических возможностей, так и экономических аспектов.

Сегодня фундамент на сваях – один из самых востребованных на рынке частного и коммерческого строительства. Так как по своим ценовым показателям он оказывается значительно выгоднее классических решений, а по своим техническим характеристикам и сроку службы даже превосходит традиционные фундаменты.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Где применяются свайные фундаменты

В большинстве российских регионов свайный фундамент применяется для строительства домов на слабых грунтах. Таковыми будут являться торфяники и болотистые почвы. Кстати, он будет и там, где достаточно высокий уровень грунтовых вод.

Схема монтажа свайного фундамента

Плитный или мелко заглубленный ленточный фундамент будет неэффективен на такой земле, так как верхний слой почвы просто не сможет выдержать большую нагрузку.

Проектирование и устройство свайных фундаментов регламентируется не только Строительными нормами и правилами, в частности, СНиП 2.02.03-85, но и другими нормативными документами, к которым относится, например «Руководство по проектированию свайных фундаментов». В нём изложены все рекомендуемые решения, применяемые для устройства данного типа фундаментов, определены параметры необходимых изыскательских работ, методы выполнения проектных и виды осуществляемых расчётно-конструкторских работ.

Рассмотрены вопросы расчёта свай по несущей способности, расчёт свайных фундаментов и оснований по деформациям, общие вопросы проектирования свайных фундаментов.

Готовый проект свайного фундамента

Отдельно выделены особенности проектирования в специфических условиях, таких как просадочные грунты, набухающие грунты, подрабатываемые территории или сейсмические районы.

Свайный фундамент представляет собой более сложную систему, чем просто набор свай, поэтому для квалифицированного расчёта других элементов применяются и иные рекомендованные к использованию материалы, например, «Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов».

Использование нормативной литературы позволяет обеспечить высокое качество проектных работ и обоснованное принятие экономических решений без ущерба безопасности и долговечности зданий и сооружений.

Именно для этого используют сваи. Вертикальные конструкции опускаются на достаточную глубину в землю и передают нагрузку на более плотные слои грунта, которые располагаются ниже. Цена такого фундамента более низкая, чем на классические типы фундаментов с выемкой грунта.

Также установка свайного фундамента станет оптимальным решением в районах вечной мерзлоты и там, где имеются подвижные грунты.

Домик для отдыха на берегу реки или вблизи водоёма тоже лучше ставить на свайный фундамент. При использовании качественной гидроизоляции конструкция прослужит намного дольше, чем прочие типы фундаментов.
Вернуться к оглавлению

Виды используемых свай

Свайные фундаменты различаются по нескольким параметрам. Определённый тип подходит для эксплуатации в конкретных условиях. Также от этого зависит стоимость обустройства фундамента, которая включает в себя требуемые стройматериалы и работу специализированной техники.

По используемым материалам

Сваи могут быть изготовлены из различных материалов. Для фундаментов под разные строения и сооружения используются сваи из дерева, металла, бетона и железобетона, а также комбинированные виды свай.

Последний тип считается одним из самых надёжных, так как разные материалы по-разному подвергаются коррозии, как следствие, дольше сохраняют свой первозданный вид и выполняют основные функции.

По методу погружения

Первое и основное различие свай – это использование полностью готовых единиц, которые опускаются в грунт и свай, требующих изготовления на месте.
К первому виду относятся забивные, буроопускные и винтовые сваи. Ко второму –

буронабивные и комбинированные.

Забивные и буроопускные сваи чаще используются при возведении фундаментов в многоэтажном строительстве. Они представляют собой весьма объёмные бетонные или железобетонные балки. Цена на сами конструкции достаточно высокая, а для их установки требуется крупная строительная техника.

Аренда спецмашин при индивидуальном строительстве встанет в копеечку.

По несущим нагрузкам

Все сваи подразделяются на два основных типа:

1. Сваи-стойки, которые проходят мягкие и ненадёжные слои грунта и, в конечном счёте, опираются на твёрдую породу.
2. Сваи, которые остаются «висеть» в земле. Такие сваи используют в том случае, когда твёрдая порода находится на недосягаемой глубине или её просто нет, например, в условиях вечной мерзлоты, или на болотах и торфяниках.

В первом случае вся несущая нагрузка, передаваемая от здания на фундамент, переходит на твёрдые слои породы, и здание, получается, под собой имеет надёжную опору.

Во втором случае действует иной принцип. Нагрузка распределяется равномерно на все сваи, а сваи удерживаются в грунте за счёт силы трения между поверхностями сваи и земли. И те и другие неплохо зарекомендовали себя и используются в строительстве на равных условиях.

Вернуться к оглавлению

Типы свайных фундаментов

Свайный фундамент представляет собой поле из отдельных свай. Их количество, расстояние между сваями, способ распределения и обвязки рассчитывается индивидуально под каждый проект дома. Сверху каждая свая может иметь небольшую площадку или выведенную арматуру. Это необходимо для последующего монтажа обвязки.

Фундамент на винтовых сваях

Винтовые сваи – безусловный лидер в сфере частного строительства. Большинство каркасных проектов в основе имеют фундамент на винтовых сваях. Свая представляет собой металлическую трубу, заостренную снизу и с приваренной винтообразной лопастью.

По сути, это не что иное, как большой саморез, только без шляпки. Такая свая просто вкручивается в грунт. Для этого может использоваться строительная техника, или возможно обустроить свайный фундамент своими руками. Одна из самых бюджетных и нетрудоёмких технологий.

Готовый фундамент на винтовых сваях

Винтовые сваи могут быть комбинированными. Если классическая винтовая свая – полая металлическая труба, то комбинированная предполагает заполнение пустоты бетонным или железобетонным раствором.
К плюсам фундамента на винтовых сваях относятся его низкая стоимость, возможность установки без применения тяжелой техники, использование в условиях вечной мерзлоты и на болотистых почвах.

Минусы такого фундамента – недолговечность, по отзывам, он может простоять около 70 лет. Ещё один недостаток – фундамент на винтовых сваях без ростверка может выдержать только легковесные конструкции, например деревянные или каркасные дома. Для каменных, кирпичных или блочных построек лучше использовать другие, более прочные фундаменты.

Фундамент на буронабивных сваях

Буронабивные сваи – вид свай, который изготавливается на месте с применением бетонного или железобетонного раствора и армирования. Для начала на строительном поле, размеченном согласно чертежу, бурятся скважины. Вертикальные шахты усиливаются армированием, а затем заливаются раствором.

В зависимости от типа грунта, на котором производится монтаж фундамента на буронабивных сваях, могут использоваться различные обсадочные материалы.

Например, в случае сыпучих и песчаных грунтов, в шахту может быть опущена специальная полая труба. Технология допускает изолирование стенки рубероидом, толем, полиэтиленовой плёнкой. В зависимости от используемого материала, после заливки обсадка может быть убрана, а может быть оставлена в шахте, выполняя функцию гидроизоляции.

Монтаж буронабивных свай

Сваи, изготовленные по последней схеме, с применением обсадочно-изолирующих материалов, служат дольше, чем простые буронабивные сваи.

Плюсы такого фундамента – простота в установке. Одна из разновидностей буронабивного фундамента – столбчатый. Такой фундамент можно обустроить без применения специальной техники. Углубления для свай выкопать или пробурить вручную, самостоятельно сделать раствор и залить основание.

Ещё одно достоинство – возможность поставить дом даже в труднодоступном для техники месте, почти вплотную с другими строениями.

Однако такой фундамент будет являться недолговечным и менее прочным. Без специальной гидроизоляции заливные сваи достаточно быстро разрушаются. К минусам можно отнести невозможность их эксплуатации в регионах, где наблюдаются горизонтальные подвижки грунта.

Схема для постройки буронабивного свайного фундаментаВернуться к оглавлению

Виды используемой обвязки

Сами по себе сваи представляют собой просто столбы или стойки. Для того чтобы они превратились в полноценный фундамент необходима обвязка свайного фундамента. Свайно-ростверковый фундамент по своим характеристикам превосходит ленточные и монолитные плитные фундаменты. Он считается более устойчивым к любым подвижкам грунтов. В зависимости от веса строения используются различные решения.

Сваи-колонны

Самый простой вид сваи – это свая-колонна, которая используется в качестве фундамента для забора или лёгкого летнего домика. Она же будет продолжением и основой сооружения, которое будет монтироваться вокруг сваи. Какая-либо обвязка в этом случае не требуется.

Обвязка из бруса

Чаще всего используется при обустройстве свайно-винтового фундамента под строительство лёгкого каркасного или бревенчатого дома.

Функцию ростверка в этом случае выполняет 200-й брус из лиственницы. Если делаете свайный фундамент своими руками, то брус стоит укладывать на специальные площадки, которыми оборудована каждая свая, и надежно крепить болтами и стяжками. Места стыковки двух элементов обвязки оформляются пазом.

Металлическая обвязка

Ростверк на свайно-винтовом фундаменте может быть выполнен из профиля, швеллера или уголка. В этом случае монтаж происходит с применением сварки.

Так же крепление возможно на болты, если изначально свайно-ростверковый фундамент предусматривает такую конструкцию. Для этого каждая свая должна быть оборудована небольшой площадкой с отверстиями под два или четыре болта, также как и обвязка, идущая в комплекте.

Пример обвязки свайно-ростверкового фундамента

В этом случае свайное поле должно быть установлено с минимально допустимой погрешностью, иначе обустройство ростверка станет невозможным.

Монолитный ростверк

Свайно-ростверковый фундамент – это гибрид свайного фундамента и классического ленточного или плитного. В случае, когда необходима особая жёсткость конструкции, применяется следующая схема: поверх свай собирается опалубка и делается монолитный ростверк в виде плиты или ленты.

Лучше всего такая конструкция сочетается с буронабивными сваями. В этом случае армирующие элементы каждой сваи выводятся наверх и становятся основой ростверка. При этом дополнительное армирование ростверка также необходимо.

Вернуться к оглавлению

Этапы работы при устройстве свайных фундаментов

Доверить специалистам или обустроить свайный фундамент своими руками – возможны оба варианта. Работы можно выполнять как с применением строительной техники, так и воспользоваться электрическим или ручным буром для ям, или вовсе выкопать шахты вручную.

Земельные изыскания

Устройство свайных фундаментов происходит на достаточно сложных грунтах. Чтобы избежать ошибок в проектировании и рассчитать осадку свайного фундамента, целесообразно заказать земельные изыскания. Несколько пробуренных информационных шахт и детальный анализ специалиста, который будет представлен в виде официальных документов – карты грунтов, позволит сделать точный расчёт и определить оптимальную глубину шахт под сваи.

В том случае, если заказывать свайный фундамент без геологической разведки, есть риск изготовить сваи недостаточной длины.

Схема устройства сваяного фундамента

Вторая проблема, с которой можно столкнуться – упереться в скальную породу на одном из участков свайного поля, что не позволит вкрутить сваи на необходимую глубину.

Проектирование

Устройство свайных фундаментов предусматривает не только процесс физической работы, но и включает в себя обязательный бумажный период. Во время проектирования свайных фундаментов делаются расчёты, которые позволяют определить размер свайного поля, глубину шахт и их количество, расстояние между сваями.

Более лёгкие конструкции позволяют располагать сваи в фундаменте на расстоянии 2,5 метра друг от друга. Расчет фундамента для тяжёлых сооружений и на сложном грунте требует увеличения частотности – расстояние может сокращаться до 1 метра. Также сваи могут опускаться в грунт не вертикально, а под определённым углом, что усиливает конструкцию.

Проектная схема с расчётами свайного фундамента

На чертеже обязательно должны быть обозначены наиболее нагруженные участки дома: длинные прогоны без дополнительных стоек или несущих поддерживающих колонн, расположение тяжелых элементов – камина, печи. Фундамент в этих местах должен быть также усилен, в некоторых случаях в изначально разработанную схему добавляют дополнительные сваи.

Обустройство свайного поля

Свайное поле должно полностью соответствовать расчётной схеме. Допускается минимальная погрешность. Это касается как координат расположения сваи, так и её отклонения по вертикальной оси.

Такая точность необходима для того, чтобы нагрузка, передаваемая от здания на фундамент, распределялась равномерно. Также этот параметр напрямую влияет на качество возведения ростверка.

Когда пробурены шахты, любым доступным способом вкручиваются сами сваи. Именно на этом этапе необходим тщательный контроль за вертикальным и горизонтальным уровнями.

После установки всех свай, с помощью лазерного уровня делается отметка на каждой свае и производится обрезка излишков трубы. А поверх каждой сваи наваривается специальная площадка, на которую будет крепиться ростверк. Кроме этого, необходимо сделать обвязку свай по периметру и в случае необходимости усилить диагонали.

Установка ростверка

В зависимости от способа установки ростверк на свайном фундаменте подразделяется на высокий, низкий и заглубленный.

Кроме того, он может быть выполнен в форме ленты, идущей по всему периметру, а также опоясывать сваи под несущими внутренними конструкциями. Внешне такой ростверк напоминает ленточный фундамент. В отдельных случаях монолитный ростверк может представлять собой плиту.

Как сделать свайный фундамент в этом случае? Технология такая же, как и при обустройстве фундамента с более простой обвязкой.

Пример лёгкой обвязки свайного фундамента

Если после вкручивания свай предполагается обустройство плиты, необходимо вывести свайную арматуру, соединить её с арматурой будущей плиты, собрать опалубку и уже после этого заливать основу.

Благодаря обустройству монолитных ростверков применение свайно-винтовых фундаментов стало возможно в промышленном и коммерческом строительстве. Большая нагрузка равномерно распределяется на все сваи, что обеспечивает надёжность и прочность всей конструкции.

Утепление фундамента

Утепление свайного фундамента не требуется. При отсутствии ростверка достаточно будет закрыть свайное поле – расстояние между домом и землёй. Защитив его от ветра, вы защитите дом и от холода. Необходимый слой утеплителя, который поддерживает нужную температуру в здании, заложен в пространство между основанием и полом дома. В том случае, если фундамент дополнен ростверком, то утепляется именно этот элемент.

Для этого в первую очередь применяется ветрозащитный экран, который закрывает пространство под домом. А в случае необходимости используют классические теплоизоляторы, которые применяют для утепления ленточных и монолитных фундаментов. Чаще всего это полистирольные плиты. В случае обустройства неглубокого цоколя возможно утепление фундамента термопанелями. Для этого цоколь снаружи закрывается асбестоцементными плитами, также может использоваться листовой шифер или фасадные комбинированные плиты, а внутри уже крепится любой тип утеплителя.

Фасадные работы

Отделка свайного фундамента возможна различными материалами. Для этого применяют сайдинг, кирпич, искусственный или натуральный камень, панели, имитирующие любую поверхность. Выбор материала для облицовки зависит от общего стиля оформления дома.

Само по себе здание, которое стоит на фундаменте из тонких свай смотрится не очень эстетично. Облицовка помогает не только улучшить внешний вид, но ещё и дополнительно утеплить дом, так как закрытый цоколь препятствует попаданию под дом лишней воды и защищает от ветра.

Прежде чем заниматься какой-либо отделкой, необходимо грамотно закрыть пространство под домом. Сделать это можно с помощью возведения забирки. Это специальная стенка, которая возводится близко с основанием дома, но никак не привязана к нему. Поэтому когда фундамент начинает гулять, осаживаясь неравномерно, защита и облицовка, которая крепится к этой стенке, не деформируется.

На этом видео – монтаж свай для фундамента в реальных условиях.

Вернуться к оглавлению

Отзывы, которые приходили в редакцию нашего сайта о строительстве свайного фундамента для своего дома

Сергей, Московская область. Капитальный дом.

«Дому уже пять лет, каркасник строил сам. Фундамент выбрал на винтовых сваях, они на 4,5 метра уходят в землю, над землёй осталось около 50 см. Заказывал металлические со специальной антикоррозийной обработкой, бурил и устанавливал производитель. Установка заняла три дня. До настоящего момента нареканий нет. Окна, двери открываются исправно, по фасадам никаких трещин, то есть, усадки нет или она минимальная, так что на эксплуатационных характеристиках это не отражается».

Проект дома на свайном фундаменте

Алексей, Пермская область.  Дачное строительство.

«Если и ставить дом на свайном фундаменте, то однозначно только закрывать цоколь и вешать фасады. На даче старый дом на ленточном стоит, давненько уже. По весне гуляет, да и сам фундамент уже трещинами пошёл. А новый поставил на свайном, сам заливал.

Всё хорошо, нареканий нет. Однако каждую весну проводить уборку на участке – реальная проблема. Под дом задувает всякий мусор, там постоянно сыро и грязно всю весну. Просыхает и перестает тянуть сыростью только к концу июня. Но тогда появляется другая беда – пыль. Два года помучался, сейчас буду закрывать, может проблема и решится. Хотя сырость может пойти в дом».

Эдуард, Башкортостан. Загородный коттедж.

«Строил для себя, никуда не торопился. Остановился на винтовых сваях с заливкой, так как участок – бывшее осушенное болото, торф.

Дом со свайным фундаментом построенном на торфяном грунте

После установки для надёжности выждал год, пока фундамент не даст естественную осадку, так как слышал отзывы, что иногда монтажники могут промахнуться, и один из участков фундамента просто со временем уйдёт в грунт. За год уровень не изменился. После этого начал строительство.

Дом в два этажа, но не тяжёлый – из оцилиндровки. Стоит седьмой год. Почти сразу после завершения коробки закрыл цоколь и утеплил. Снаружи – природный камень и вентиляция. Считаю, что для нашего региона – одно из лучших решений. У соседей в посёлке есть и на ленточных, и на плитных фундаментах дома, мне не нравится, как они гуляют».

Свайный фундамент для частного дома: обустраиваем своими руками

Первый этап строительства любого частного дома – это устройство фундамента. От того, насколько правильно рассчитан и качественно залит фундамент, зависит прочность и надежность всей конструкции. В зависимости от характеристик почвы, параметров сооружения и прочих факторов выбирается один из видов фундамента.

Наибольшее распространение получили ленточные, столбчатые, плитные и свайные виды фундаментов. Ленточный фундамент (о котором мы подробно рассказывали в предыдущей статье) представляет собой вытянутую конструкцию, которая принимает нагрузки от несущих стен здания. Под лентами находятся фундаментные плиты, что обеспечивает распределение нагрузки на большую площадь.

Столбчатая разновидность устанавливается за счет погружения столба в заранее пробуренную скважину. Столбы объединяются при помощи железобетонных балок, на которых и строится дом. Плитный фундамент представляет собой сплошную плиту из железобетона, повторяющую контуры здания. Она укладывается на глубину 30-100 см в землю. Свайный фундамент – одно из самых популярных оснований для частных домов, о котором более подробно пойдет речь в данной статье.

Содержание статьи

Этапы строительства свайного фундамента

Первый этап строительства фундамента на сваях – это проектирование. На этом этапе определяются характеристики грунта с целью правильного расчета фундамента. Испытательное бурение проводится для того чтобы взять пробы грунта и определить его свойства. Также осуществляется зондирование грунта, во время которого изучается его подвижность. Степень сжимаемости грунта определяется с помощью прессиометрического испытания. Далее почва испытывается эталонными сваями, в результате чего выбирается наиболее подходящий тип свай.

Конечно, эти испытательные работы могут и не проводиться при строительстве небольшого частного дома. Однако в этом случае установка свайного фундамента должна производиться с запасом прочности.

Непосредственно сами строительные работы включают следующие этапы:

• Бурение скважин или рытье котлованов под установку свай. Ямы должны быть расположены по периметру будущего сооружения, а их диаметр и глубина напрямую зависят от габаритов и веса дома.
• Устанавливаются трубы из рубероида. Их длина должна быть больше на 3 метра, чем глубина вырытых ям, т.к. вверху будет создаваться опалубка. Если не задействовать рубероидные трубы, то долговечность свайной конструкции существенно уменьшится.
• Армирование свай – закладываются пруты арматуры, которые будут соединять опоры с ростверком.
• Бетонирование – раствор заливается порциями, чтобы обеспечить его равномерное засыхание.

Более точный технологический процесс можно составить лишь после выбора способа исполнения. Их существует несколько, и о каждом из них пойдет речь в следующей главе.

Разновидности свайных фундаментов

Свайный фундамент может выполняться по нескольким технологиям и с различными вариантами используемых свай. Каждая из разновидностей предпочтительна в определенных случаях, и обладает рядом достоинств и недостатков. Правильный выбор свайного фундамента и ростверка способствует удешевлению строительных работ и увеличению срока службы частного дома.

По способу работы

Сваи фундамента классифицируется по нескольким признакам, способ работы – первый из них. Существуют сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки

Первая разновидность распределяет нагрузку от дома по всей поверхности земли. Однако до 85% всего веса здания приходится именно на стойку, поэтому они должны быть максимально прочными. Такой вариант свайного фундамента самый распространенный, т.к. он практически не оседает, при этом выдерживает высокие нагрузки.

Висячие сваи

Висячие сваи на грунт не упираются, а фиксируются за счет действующих сил на боковые поверхности, подобно удержанию в доске гвоздя. Такие сваи обладают большей площадью и диаметром и имеют рельефную структуру для увеличения сцепляющей силы. Данный способ строительства свай используют в тех случаях, когда плотные породы грунта находятся слишком глубоко, и бурение на такую глубину экономически нецелесообразно.

В зависимости от материала изготовления

Выбор свай зависит не только от характеристик грунта и сооружения, но и от располагаемого бюджета и удобства монтажа. На эти показатели большое влияние оказывает материал изготовления свай. Всего на данный момент используется три вида свай в зависимости от материала:

• Деревянные;
• Железобетонные;
• Стальные.

Деревянные сваи

Деревянные опоры изготавливают из сосны или ели, реже можно встретить дубовые или лиственничные сваи. Дерево отлично обрабатывается, а для многих регионов – это самый доступный материал. Поэтому в некоторых случаях будущие владельцы дома закрывают глаза на такие явные недостатки, как небольшая прочность и долговечность в результате разрушения дерева. Возведение построек на деревянных сваях обосновано в тех случаях, когда сооружение устанавливается на ограниченный срок.

Технология строительства деревянных свай включает вырывание ям и установка в них брусков из дерева. Диаметр брусков должен быть не меньше 180 мм, а длина не превышает 16 м. Для устройства более длинных свай используют несколько стволов дерева.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи сегодня считаются самыми популярными, т.к. сочетают в себе долговечность и сравнительно небольшую стоимость. Кроме того, этот свайный фундамент своими руками можно установить без привлечения подъемной техники. Дело в том, что технология позволяет заливать сваю любых габаритных размеров непосредственно в грунте. Также есть возможность поставить уже готовые железобетонные сваи, выпущенные на заводе. Они могут иметь прямоугольную или квадратную форму в поперечном сечении. Распространены следующие размеры 200х200 мм, 400х400 мм и 200х400мм.

Стальные сваи

Стальные сваи самые прочные и долговечные. Могут быть представлены в виде трубы с толщиной стенок до 12 мм, двутавра, или других форм металлопроката. Чтобы придать еще большую прочность конструкции стальные сваи также могут заливаться раствором бетона после забивания в землю.

Винтовой фундамент строится с использованием металлических винтовых свай. Выглядят такие сваи, как сверло, или труба, которая оснащена шнеком. Опоры могут завинчиваться с помощью специализированного оборудования (кабестанов). Если же установка ведется на небольшую глубину, то с задачей может справиться два человека, используя ворот. Такой вид свай отличается повышенной прочностью, т.к. резьбовая конструкция по всей своей площади надежно фиксируется в грунте. К преимуществам винтовых свай также можно отнести возможность их многоразового использования – они не заливаются бетоном, поэтому при необходимости перенести постройку, могут быть выкручены тем же способом из земли.

Свайно винтовой фундамент имеет некоторые недостатки. Связаны они со способом установки основания – вкручивание, при котором разрыхляется земля. Поэтому боковая поверхность практически не участвует в принятии нагрузок от дома. Такую сваю можно отнести к категории стоек, нагрузки которых сконцентрированы на конце шнека или лопасти. Еще один недостаток заключается в том, что металл подвержен коррозии. Даже покраска не всегда защищает сталь от ржавчины, ведь во время вкручивания в землю лакокрасочный слой стирается.

Виды свай по способу монтажа

В зависимости от способа погружения сваи в землю, их разделяют на четыре категории:

• Молотом или вибропогружателем
• Завинчиванием
• Установка в скважину
• Заливка в грунт.

Сваи, которые вбиваются в грунт молотом или специальным механизированным устройством, вибропогружателем, называют забивными сваями. Для этих целей используются сваи с заостренным концом, длина которого составляет 1.5-2 метров. Для защиты сваи при забивании в прочный грунт применяют специальное устройство – башмак. Сверху опора также защищается толстым кольцом, чтобы под механическими ударами она не разрушилась.

К преимуществам такого способа устройства свай можно отнести отсутствие необходимости проведения земляных работ. Однако недостаток очевиден – требуется привлечение специальной, дорогостоящей строительной техники. Поэтому при возведении частных домов данный способ используется крайне редко.

Завинчивание – это способ установки винтовых свай. Как уже было сказано выше, при таком способе монтажа земля возле сваи взрыхляется лопастями, поэтому уже не может поддерживать опору. При вбивании свай, грунт наоборот уплотняется по бокам, обеспечивая дополнительную поддержку.

Недостаток погружного способа в готовую скважину очевиден – необходимо выполнять земляные работы. Однако есть и ряд преимуществ: свая имеет плоский конец, вместо заостренного, в результате она в меньшей степени проседает в грунт; при погружении сваи, ее гидроизоляция точно не повредится. Также сваи могут заливаться прямо в грунте, перед этим тоже бурится скважина или выкапывается яма. В котлован устанавливается опалубка, фиксируется арматура, после чего заливается бетон.

Ростверк для свайного фундамента

При различных разновидностях свайного фундамента могут применяться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент может быть ленточным и плитным. Первый вариант напоминает обычный ленточный фундамент, т.е. укладывается вдоль несущих стен здания. Представляет собой балки, которыми соединены все сваи. Плитные ростверки выполняются в виде плоской плиты на всю площадь дома. Они используются в тех случаях, когда сваи распложены также по всей площади здания.

В зависимости от конструкции выделяют сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки для свайных фундаментов. Сборные представляют собой балки из швеллера или двутавра, установленные поверх свай. Сборно-монолитные оснащаются специальным замками, для их устройства используют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит лучше всего, т.к. позволяет ограничиться подручными инструментами.

Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с монолитным ростверком

Особую популярность в частном строительстве получила буронабивная технология заливки свайного фундамента. Она сравнительно недорогая, позволяет возводить дома и коттеджи на слабых грунтах, недалеко от водоемов, при сложном геологическом рельефе, а также при большой глубине залегания твердых грунтов. Данная технология заключается в бурении скважин и последующем формировании сваи в котлованах из металлического каркаса и бетона.

Расчет свайного фундамента

Чтобы сделать расчет свайного фундамента необходимо изучить характеристики почвы. Для этих целей можно воспользоваться отрывкой шурфов, или ручным бурением. Поэтому нужно разработать грунт на 500 мм ниже, чем предполагается нижняя точка фундамента.

Тип грунта можно определить визуально, воспользовавшись таблицами из ГОСТа «Грунты, классификация». Также для определения типа почвы, нужно исследовать ее консистенцию, и сравнить с характеристиками, приведенными в соответствующей таблице.

Почва из глины в области подошвы сваи Глинистая почва на протяжении длины опоры Песчаный грунт Крупнообломочные породы

Помимо характеристик почвы при расчете свайного фундамента понадобится информация о весе самого дома. Здесь нужно высчитать нагрузки, которые распределяются на сваи, и нагрузки на ростверк. Разделение этих нагрузок необходимо для того, чтобы правильно выполнить ростверк.

При сборе информации о весе дома, необходимо учитывать, как постоянные нагрузки, так и временные (люди, снег, оборудование и пр.) За основу можно взять следующую таблицу:

Также следует учитывать нагрузки, действующие на сваи со стороны самого фундамента. Для этого берем плотность бетона 2500 кг/куб.м. и умножаем на объем. Кроме того, полученное значение следует умножить на коэффициент надежности, который обеспечивает запас прочности. Данный коэффициент зависит от материала изготовления дома, погодных условий, количества мебели и прочих факторов.

Следующий этап расчета – это выбор свай и частота их установки. Здесь принимается в расчет шаг свай, их длина, а также диаметр поперечного сечения. Как правило, сечение подбирается заранее, еще до проведения расчетов. И уже на основании этой информации вычисляется расстояние между опорами и их длина.

Делим общую массу здания, которая была получена на предыдущем этапе, на длину ростверка. Учитываются и внутренние и наружные стены. В результате получится нагрузка на каждый погонный метр фундамента. Далее определяется несущая способность фундамента по формуле:

Формула определения несущей способности фундамента

Р=(0,7 х R x S)+(U x 0,8 x fin x li)

где Р – это максимально допустимая нагрузка, выдерживаемая одной сваей. R – прочность почвы, определяемая по составу грунта. S – площадь сваи внизу. U – периметр части фундамента. Fin- сопротивление почвы по бокам фундамента. Li – толщина грунта, который соприкасается с боковой поверхностью опоры.

Для расчета шага свай достаточно воспользоваться простой формулой

I=P/Q

где Q – это общая масса дома, действующая на один погонный метр фундамента. Также от полученной величины необходимо отнять ширину самой сваи. Расчеты нужно выполнять с несколькими вариантами длин, сравнивая затраты на каждый из них, чтобы выбрать наиболее целесообразный вариант.

В качестве армирующего основания в буронабивных сваях используют рифленую арматуру, диаметром от 10 до 16 мм. Пруты соединяются друг с другом при помочи хомутов из гладкопрофильной арматуры, диаметром 6-8 мм. Характеристики арматуры можно взять с этой таблицы:

Ростверк считается по формуле

B=M/(L x R)

где В – это ширина обвязки, М – масса здания со сваями, L – длина ростверка и R – прочность грунта на поверхности. Арматура подбирается так же, как и для свай.

Земляные работы

Итак, после проведения всех расчетов и закупки необходимого материала, необходимо приступить непосредственно к самим строительным работам.

Вначале проводятся земляные работы, вводятся коммуникации. Отклонение от запланированных размеров допускается в пределах 10 мм. Процедура переноса осей с проекта на землю включает следующие этапы:

• Устанавливаются обноски – два колышка, которые вбиваются по углам, а между ними натягиваются веревки вдоль стен. Таким же образом отмечаются контуры внутренних стен.
• Намечаются места установки свай. Краской или мелом намечаются точки, где должны устанавливаться сваи.

В соответствии с нормами СП минимальный диаметр железобетонных свай ограничен 30, бетонных 40 и бутобетонных 50 см. Найти ручные буры с диаметром 50 см довольно сложно, т.к. их мало кто производит. В связи с этим возникает необходимость в выкапывании шурфа на всю глубину. Используется свая-опора, и после снятия опалубки засыпается нерудными материалами.

При использовании железобетонных свай шириной до 40 см, нет необходимости в аренде специализированной мощной техники. Также уменьшаются земельные работы, т.к. несущая способность таких свай довольно большая даже при небольшой глубине заложения. Для бурения скважин вполне достаточно мотобура, аренда которого обойдется не дорого.

После вырывания котлованов под сваи происходит заведение коммуникационных и инженерных систем. Канализация проводится на глубине 0,5-0,7 метров, водопровод – 0,7-1 метра. Если используется свайный фундамент с ростверком висячего типа, то коммуникации нужно утеплить.

Опалубка и армирование

Следующий этап: опалубка и армирование. При изготовлении опалубки, необходимо учитывать следующие нюансы:

• Если фундамент заливается просто в землю, значительно увеличивается сила трения, а значит и прочность конструкции.
• При использовании рубероидных цилиндров, прочностные свойства свай практически не падают.
• Применение асбоцементной несъемной опалубки приводит к снижению несущей способности боковых стенок на 15%.
• Используя полиэтиленовые трубы, теряется до 70% способности боковых граней выдерживать нагрузки. Практически все нагрузки ложатся на подошву сваи.

Поэтому, если твердый слой почвы не начинается на глубине 2 метра, то лучше от полиэтиленовой несъемной опалубки отказаться, либо увеличить шаг в 1.5-2 раза, что экономически нецелесообразно. Выбирая высоту опалубки, необходимо учитывать тип ростверка.

Железобетонные сваи армируются рифлеными прутами, сечением 10-20 мм. Перевязываются они хомутами, или из тонкой гладкой арматуры, или из отожженной проволоки. При армировании необходимо чтобы пруты выступали на 30-40 за пределы опалубки. После засыхания раствора и снятия опалубки, эти пруты изгибают под прямым углом по направлению несущих стен, чтобы потом соединить с ростверком.

Заливка бетона и гидроизоляция

Следующий этап – заливка бетона и гидроизоляция. Из-за больших объемов работ по заливке фундамента, эта операция проходит в несколько этапов. Вначале заливаются сваи, бетон утрамбовывается чтобы в нем не было воздушных пустот. Достаточно выдержать 3-4 дня, прежде чем приступить к устройству ростверка.

Для опалубки ростверка выполняют следующие работы: устанавливают палубу, а в щите вырезаются отверстия, соответствующие размерам опор. Этими отверстиями щиты надеваются на сваи и по всей длине подпираются стойками. Далее ставятся боковые стенки, а между ними устанавливаются распирающие бруски. После этого происходит армирование ростверка при помощи все той же арматуры, что использовалась в сваях.

Далее происходит заливка цемента, после чего смесь уплотняется. Опалубку необходимо заполнить за один раз. Необходимо обеспечить требуемые условия высыхания – не допустить попадания влаги (закрыть пленкой) и не допустить пересыхания (посыпать сверху опилками). Ростверк также нуждается в гидроизоляции, которая проводится после снятия опалубки. Для этих целей используют битумные мастики или оклеивание рулонными гидроизоляционными материалами.

Различные виды фундаментов

Столбчатые фундаменты

Столбчатые фундаменты — это самый распространенный и дешевый вид фундаментов. Особенно эффективно использовать столбчатые фундаменты на пучинистых грунтах, которые имеют глубокое промерзание. Они имеют ряд особенностей, мешающих в некоторых случаях их успешному использованию. Горизонтально подвижный грунт отличается недостаточной устойчивостью к опрокидыванию, поэтому для исключения бокового сдвига требуется установить жесткую железобетонную ростверку. Ограничено они используются на слабонесущих грунтах при возведении домов, имеющих тяжелые стены. Также при столбчатых фундаментах появляются сложности со строительством цоколя, которое является сложным и трудоемким делом. Устройство столбчатых фундаментов используется под дома с легкими стенами. Этот вид фундамента по трудозатратам и расходу материалов в два раза экономичнее, чем фундаменты ленточные. Столбы строятся по углам, в местах пересечения стен, под опорами, под простенками и прочих точках, где сосредоточена нагрузка. Поверху столбов укладываются обвязочные балки.

Ленточные фундаменты

Ленточными называются фундаменты, которые возводятся прямо под несколько отдельных опор или стены дома. Они выполняются в форме подземных стен,  они состоят из перекрестных железобетонных балок. Такие фундаменты возводят под дома, имеющие тяжелые стены. Он  закладывается под капитальные стены. Устройство ленточного фундамента под домом теплых подполий, подвалов, цокольного этажа или гаража делают такой тип  фундамента необходимым. Ленточные фундаменты характеризуются большими объемами земляных работ, большим расходом применяемых материалов, трудоемкостью возведения и значительным весом. Но, несмотря на это, эти фундаменты считаются наиболее распространенными благодаря довольно простой технологии. Различают ленточные фундаменты монолитные и сборные.  На дне котлована для сооружения монолитных фундаментов делается деревянная опалубка, устанавливаются листы теплоизоляции, арматура, и в пространство между стенами опалубки заливается бетон. При обогреве дома с целью снижения потери тепла в такие фундаменты закладывается утеплитель. Сборные фундаменты изготавливаются из крупных железобетонных или  бетонных блоков.

Плитные фундаменты

Плитные фундаменты строятся под площадью здания. Это решетчатая или сплошная плита, которая изготовлена из монолитного железобетона или сборных перекрестных балок, имеющих жесткую заделку стыковых соединений. Возводятся  плитные фундаменты из монолитного железобетона для придания фундаменту жесткости. В этом появляется необходимость при строительстве на сжимаемом грунте, к примеру, на насыпном или плавающем. Устройство плитного фундамента характеризуется большим расходом материалов и целесообразно только при строительстве компактных и небольших домов или других построек, для которых не нужно строить высокий цоколь, а плита может использоваться в качестве пола. Это может быть гараж, баня и другие подобные сооружения. Для зданий более высокого класса используют фундамент в форме армированных перекрестных лент или ребристых плит.

Свайные фундаменты

Эти фундаменты состоят из свай, которые перекрыты сверху балкой, железобетонной или бетонной плитой. Устройство свайного фундамента — это очень дорогой и трудоемкий в выполнении процесс, поэтому в индивидуальном строительстве их применяют крайне редко. Его устанавливают в тех случаях, когда требуется на ослабленный грунт передать увеличенные нагрузки. Нагрузка от здания в этом случае передается на плотные грунты, расположенные на глубине. В зависимости от материала различают сваи деревянные, бетонные, железобетонные, стальные и комбинированные. По методу погружения в грунт и изготовления сваи различают забивные и набивные. В зависимости от поведения в грунте сваи бывают сваи-стойки, которые имеют под собой достаточно прочный грунт и висячие сваи. Они  используются, когда слишком большая глубина залегания надежного грунта. Наиболее экономичными считаются деревянные сваи, но во влажном грунте быстро гниют. Железобетонные сваи дороже, зато долговечны и могут выдержать большие нагрузки.

Песчаные  подушки

Устройство фундамента на песчаных подушках желательно использовать для экономии строительных материалов, для частичной или полной замены в основании непригодных грунтов, для подъема пола над уровнем расположенных неглубоко грунтовых вод. Для их возведения в котлованы засыпаются слоями пески, которые тщательно трамбуются и поливаются водой. В пучиноопасных грунтах при промерзании не рекомендуется устанавливать такой фундамент без устройства дренажа. Иначе  возможно заиливание подушек, что приведет к потере первоначальных свойств.

Срок службы различных видов фундамента

При установке фундамента важное значение имеет планируемое время его использования, то есть строения, которое на нем возводится. Для различных фундаментов срок службы бывает различным. Например, ленточный бетонный может простоять сто пятьдесят лет, а фундамент на бетонных столбах — около пятидесяти лет. Меньше всего срок службы деревянных свай — десять лет.

Разновидности фундаментов по используемым материалам

В зависимости от используемых материалов для устройства фундаментов они бывают бутовыми, бутобетонными, бетонными и кирпичными.

Бутовые фундаменты возводят из крупного бутового камня, который подбирается по размерам и форме. Кладка выполняется на цементном растворе, при этом камни плотно укладываются между собой. Толщина бутового фундамента зависит от конструктивных соображений. Это самый массивный и трудоемкий из всех типов фундаментов, поэтому в строительстве жилых домов его применение не оправдано. Бутовые фундаменты  рекомендуются только в местностях, где имеется бутовый камень в необходимом количестве и является местным материалом. К положительным качествам бутового фундамента можно отнести максимально возможную долговечность и прочность. Также он достаточно устойчив к воздействию грунтовых вод и промерзанию.

Бутобетонный фундамент состоит из наполнителя и раствора. Для наполнителя могут использоваться бутовые камни, гравий или крупный щебень. Возможно использование боя кирпича и железняка.

Бетонный фундамент называется «заливным». Он производится из бетона без камней, с наполнителем из щебня или гравия. Бетон заливается в опалубку с небольшим трамбованием. Для этого могут использовать вибраторы. Прочность и долговечность аналогична бутобетонному фундаменту. Недостатком бетонных фундаментов является повышенный расход цемента и значительная стоимость.

Кирпичный фундамент — кирпичная кладка из обыкновенного обожженного кирпича, который укладывается на цементном растворе. Устройство кирпичного фундамента считается нецелесообразным, так как он довольно дорогой и недолговечный материал из-за плохой водостойкости. Его рекомендуется использовать только в сухих грунтах и при наличии необходимого количества дешевого кирпича.

Различные типы свайных фундаментов и их применение в строительстве

Фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Фундаменты мелкого заложения обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых нагрузок, и поэтому они передаются на более глубокие слои с более высокой несущей способностью.

Использование свайного фундамента

Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстроек через слабые сжимаемые пласты или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамента и выдерживая горизонтальные нагрузки. Обычно они используются для больших конструкций и в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Поскольку свайные фундаменты несут большую нагрузку, их необходимо проектировать очень тщательно.Хороший инженер изучит грунт, в который закладываются сваи, чтобы убедиться, что грунт не перегружен сверх своей несущей способности.

Каждая свая имеет зону воздействия на почву вокруг нее. Следует позаботиться о том, чтобы сваи располагались достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно по всей почве, которая их несет, а не концентрировались на нескольких участках.

Ниже приведены ситуации, когда с помощью системы свайного фундамента можно

• При высоком уровне грунтовых вод.
• От надстройки прилагаются тяжелые и неравномерные нагрузки.
• Другие типы фундаментов являются более дорогостоящими или нецелесообразными.
• Когда почва на небольшой глубине сжимается.
• Когда есть возможность размыва из-за его расположения у русла реки или берега моря и т. Д.
• Когда рядом со строением есть канал или глубокая дренажная система.
• Когда выемка грунта на желаемую глубину невозможна из-за плохого состояния почвы.
• Когда становится невозможным сохранить траншеи фундамента в сухом состоянии с помощью откачки или других мер из-за сильного притока просачивания.

Классификация свайных фундаментов

Назначение свайного фундамента — передавать и распределять нагрузку через материал или пласт с недостаточной несущей способностью, скольжением или подъемом на более твердый слой, способный выдержать нагрузку без вредного смещения. Доступен широкий спектр типов свай для применений с различными типами грунта и конструктивными требованиями. Сваи могут быть классифицированы по их основной конструктивной функции (опора на концах, трение или комбинация) или по методу конструкции (смещение (забивание) или замена (скучающий)).

Концевые опорные сваи:

В концевых несущих сваях нижний конец сваи опирается на слой особо прочного грунта или камня. Нагрузка здания передается через сваю на прочный слой. В некотором смысле эта куча действует как колонна. Ключевой принцип заключается в том, что нижний конец опирается на поверхность, которая является пересечением слабого и сильного слоев. Таким образом, нагрузка обходит слабый слой и безопасно передается на сильный слой.

Концевые опорные сваи и сваи трения

Сваи трения :

Фрикционные сваи работают по другому принципу.Свая передает нагрузку здания на почву по всей высоте сваи за счет трения. Другими словами, вся поверхность сваи, имеющая цилиндрическую форму, работает для передачи сил на грунт.

Чтобы представить себе, как это работает, представьте, что вы вставляете твердый металлический стержень, скажем, диаметром 4 мм в емкость с замороженным мороженым. После того, как вы его вставите, он станет достаточно прочным, чтобы выдержать некоторую нагрузку. Чем больше глубина заделки мороженого, тем большую нагрузку оно может выдержать.Это очень похоже на работу фрикционной сваи. В фрикционной свае величина нагрузки, которую может выдержать свая, прямо пропорциональна ее длине.

Свайные фундаменты — это фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева. Фундамент описывается как «свайный», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину. Свая представляет собой длинный цилиндр из прочного материала, который вдавливается в землю и служит устойчивой опорой для построенных на нем конструкций.

Классификация свайного фундамента по влиянию грунта:

Забивные сваи:

Забивные сваи, также известные как сваи смещения, представляют собой широко используемую форму фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки. Забивные сваи обычно используются для поддержки зданий, резервуаров, башен, стен и мостов и могут быть наиболее экономичным решением для глубокого фундамента.Их также можно использовать в таких сооружениях, как насыпи, подпорные стены, переборки, анкерные конструкции и коффердамы.

Забивные сваи

Буронабивные сваи:

Буронабивные сваи, также известные как сменные сваи, представляют собой широко используемую форму фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки. Буронабивные сваи — это сваи, в которых при удалении грунта образуется отверстие для железобетонной сваи, которая заливается на месте.Грунт заменяется сваей, следовательно, «заменяющими» сваями в отличие от свай-вытеснителей, где грунт вытесняется забиванием или завинчиванием сваи. Буронабивные сваи используются в основном в связных грунтах для образования фрикционных свай и при формировании свайных фундаментов вблизи существующих зданий. Они популярны в городских условиях, поскольку там минимальная вибрация, где высота над головой ограничена, где нет риска вспучивания, а также при необходимости варьировать длину свай.

Буронабивные сваи

Винтовые сваи:

Фундамент на винтовых сваях — это тип свайного фундамента со спиралью у носка сваи, чтобы сваи можно было вкручивать в землю.Процесс и концепция аналогичны вворачиванию в дерево. Винтовая свая может иметь более одной спирали (также называемой винтовой), в зависимости от использования и условий грунта. Обычно указывается больше спиралей, если требуется более высокая нагрузка или встречается более мягкий грунт.

Винтовая свая

Классификация по материалу конструкции свай:

Сваи деревянные:

Деревянные сваи — самые старые из ныне используемых свай. Обычно это сборные вытесняющие сваи, устанавливаемые методом забивки или, реже, вибрационным методом.Естественное схождение стволов свай позволяет получить относительно высокую несущую способность сваи. При правильном применении они представляют собой очень экономичное, эффективное и безопасное решение для фундаментов как временных, так и постоянных сооружений. Это может быть оправдано рядом исторических построек, основанных на деревянных сваях, которые эксплуатируются тысячи лет. Деревянные сваи, применяемые для несущих конструкций, пропитываются под давлением

Деревянные сваи

Стальные сваи:

Забивные стальные сваи устанавливаются с помощью ударных или вибрационных молотков до проектной глубины или сопротивления.Вы можете установить полный набор забивных свай от трубчатых свай малого диаметра до стальных кессонов большого диаметра для поддержки вашего проекта. Забивные сваи эффективно приобретают геотехнические возможности за счет смещения грунта вокруг вала и уплотнения грунта у основания во время установки. Стальные трубы могут иметь закрытый или открытый конец. Энергия для забивания свай обеспечивается либо высокочастотным колеблющимся молотом, либо ударным молотом.

Стальные сваи

Бетонные сваи:

Бетонные сваи — это обычные структурные элементы фундамента, используемые для поддержки морских сооружений, таких как мосты, нефтяные вышки и плавучие аэропорты.Использование оффшорных структур все еще является довольно новым методом, и в этой области еще предстоит провести много исследований. Нагрузка на морскую конструкцию состоит из двух компонентов: вертикальных структурных нагрузок и боковых волновых нагрузок. Взаимодействие этих двух компонентов нагрузки оказывает значительное влияние на реакцию сваи и на то, как напряжения распределяются по свае. Кроме того, свая будет иначе реагировать на небольшую нагрузку на конструкцию, чем на большую нагрузку на конструкцию.

Бетонные сваи

Способ установки свай

Сваи устанавливаются разными способами, каждый из которых выбирается в соответствии с потребностями. Различные факторы, влияющие на тип сваи, которая вам понадобится, и способы ее установки, могут включать:

• Глубина котлована
• Материал, из которого сделаны ваши сваи
• Угол, под которым ваши сваи забиваются
• Экологические проблемы, которые могут повлиять на местных жителей, флору или фауну

После оценки ваших потребностей, Вам будет легче решить, какой из двух наиболее распространенных методов установки свай вы будете использовать для своего проекта: смещение или замену.Установка сваи смещения — это метод забивки свай в землю без предварительного удаления почвы или другого материала. Установка сменной сваи — это метод выкапывания ямы, в которую затем забивается свая.

Решения о типе оборудования для испытаний свайной нагрузкой должны быть неотъемлемой частью проекта. Разработчик должен выбрать приборы, которые обладают достаточной точностью для измерения требуемых данных. Постоянные приборы используются для сбора данных о напряженном состоянии и поведении сваи в условиях эксплуатационной нагрузки.Используя постоянные контрольно-измерительные приборы, можно получить полезные знания не только о поведении конкретного свайного фундамента, но и об анализе и расчетных допущениях в целом.

Критерии и методы выбора наилучшего типа свайного фундамента

Координация структурных и геотехнических работ. Полностью скоординированные усилия инженеров-геологов, инженеров-строителей и геологов должны гарантировать, что результат анализа свайного фундамента будет должным образом интегрирован в общий проект фундамента.Эта координация распространяется на планы и спецификации, предварительные встречи и строительство.

Анализ отказов — Разрушения конструкции или фундамента можно классифицировать как фактическое обрушение или функциональный отказ. Функциональный отказ может быть вызван чрезмерным прогибом, недопустимыми дифференциальными движениями, чрезмерной вибрацией и преждевременным износом из-за факторов окружающей среды. Для критических структур невыполнение функциональных требований может быть столь же серьезным, как фактическое обрушение меньшей конструкции.Следовательно, проектировщики должны учитывать не только степень защиты от разрушения, но и влияние осадки и вибрации на функциональные характеристики.

Свайный фундамент в строительстве

Соображения безопасности — Факторы безопасности представляют собой резервную способность фундамента или конструкции против обрушения при заданном наборе нагрузок и расчетных условиях. Неопределенные расчетные параметры и нагрузки требуют более высокого запаса прочности, чем требуется, когда расчетные параметры хорошо известны.Для большинства гидротехнических сооружений проектировщики должны иметь высокий уровень уверенности в параметрах почвы и свай, а также в анализе. Следовательно, следует минимизировать неопределенность в анализе и параметрах конструкции, а не требовать высокого запаса прочности. Для менее значимых конструкций допустимо использовать более высокие коэффициенты безопасности, если неэкономично уменьшить неопределенность в анализе и проектировании путем выполнения дополнительных исследований, испытаний и т. Д.

Соображения структуры грунта — Функциональное значение и экономические соображения конструкции будут определять тип и степень программы исследования и испытаний фундамента, программу испытаний свай, анализы осадки и просачивания, а также аналитические модели для сваи и состав.\ Для критических конструкций в программе испытаний фундамента должны быть четко определены необходимые параметры для проектирования свайного фундамента, такие как типы и профили грунта, прочность грунта и т. Д.

Источник информации и изображений — Vpgroundforce.com, инженерные открытия, cedengineering.com, weebly.com, science direct,

Типы свайного фундамента, классификация, при использовании свайного фундамента

Свайный фундамент

Свайный фундамент — это тип фундамента, в котором нагрузка передается на низкий уровень с помощью вертикальных элементов, известных как сваи.

Свая — это тонкий конструктивный элемент, сделанный из стали, бетона или дерева. Свая либо забивается в почву, либо формируется на месте путем выкапывания ямы и заполнения ее бетоном. Эти сваи могут быть деревянными, бетонными или стальными.

Этот тип фундамента обычно применяется, когда твердые пласты имеются на большой глубине и залегание неровное, или верхний слой почвы имеет плохую несущую способность, или есть большие колебания уровня грунтовых вод, или верхний слой почвы имеет расширяющуюся природу.Свайный фундамент передает нагрузку как через трение, так и через подшипник.

когда предпочтительнее использовать свайный фундамент

• Нагрузка, исходящая от конструкции пользователя, велика, и ее распределение неравномерно.
• Конструкция располагается на берегу моря или в русле реки, если на фундамент может повлиять размывающая вода. Следовательно, они полезны в морских сооружениях.
• Свайный фундамент для использования в сооружениях на участках каналов, глубоких дренажных линий и т. Д.строить возле фундамента.
• Верхний слой почвы имеет плохую несущую способность.
• Строительство плотного фундамента или ростверка может быть очень затратным или практически невозможным.
• Уровень грунтовых вод высокий, поэтому откачка воды из открытых траншей для неглубокого фундамента затруднена и неэкономична.

Классификация свайного фундамента

Свайный фундамент бывает двух типов

• По материалу
  • Бетонные сваи
  • Деревянные сваи
  • Стальные сваи
  • Композитные сваи
• По назначению
  • Несущие сваи
  • Трение сваи
  • Шпунтовые сваи

Бетонные сваи

Бетонные сваи состоят из бетона.Это как сборные, так и монолитные сваи. Сборные железобетонные сваи изготавливаются на заводе, а затем забиваются в землю в нужном месте.

Сборные железобетонные сваи, как правило, армированные стальной проволокой. Обычно они имеют поперечное сечение от 30 см до 50 см и длину до 20 м. Внизу сваи предусмотрен башмак из литой стали.

Деревянные сваи

Деревянные сваи изготавливают из выдержанной древесины. Обычно они имеют круглую форму, а диаметр варьируется от 20 см до 50 см.

Длина обычно 20 деревянных, диммируемая. Дно заточено. Внизу железный башмак, а вверху — заглушка.

Эти сваи находятся ниже постоянного уровня грунтовых вод, в противном случае они разлагаются из-за грибков и насекомых. В настоящее время эти сваи неэкономичны.

Стальные сваи

Стальные сваи могут быть одинарными или полыми. На них очень легко управлять из-за их небольшой площади поперечного сечения.

Сваи забивные с открытыми концами.Почва внутри трубы вытесняется сжатым воздухом. Затем эти сваи залили бетоном.

Стальные сваи в основном используются как несущие. Стальную трубу нельзя использовать в качестве фрикционной сваи, так как она имеет меньшую доступную площадь поверхности и гладкость поверхности.

Композитные сваи

Композитные сваи — это композит древесины и бетона. Деревянные сваи более долговечны под водой.

Свая, состоящая из деревянной секции для нижней части и бетонной секции для ее верхней части.

Стык между деревянным и бетонным профилем, выдерживающий силы, воздействующие на него при забивании соседних свай.

По назначению Сваи фундамент

Несущие сваи

Эти сваи забиваются до твердого слоя. Они передают нагрузку конструкции на твердый слой ниже. Эти сваи фактически действуют как колонны. Эти сваи раньше несли на своих концах вертикальные нагрузки.

Фрикционные сваи

Когда почва очень рыхлая или рыхлая на значительную глубину, когда используются фрикционные сваи.Трение развивается по поверхности сваи от окружающего грунта. Нагрузка конструкции уравновешивается трением.

Забивать такие сваи на жесткие грядки не нужно. Поверхность ворса становится шероховатой для увеличения трения кожи.

Шпунтовые сваи

Шпунтовые сваи обычно представляют собой тонкие сваи. Они делают плиты из бетона, дерева и стали. Эти сваи забиваются в землю либо для разделения элементов, либо для остановки просачивания воды, они не предназначены для несения вертикальной нагрузки.

Классификация шпунтовых свай Фундамент

• Шпунтовые сваи
• Шпунтовые стальные сваи
• Шпунтовые сваи деревянные

Шпунтовые сваи

Эти шпунтовые сваи всегда предварительно залиты, а армирование используется в качестве предварительного проектирования. Сваи квадратной или прямоугольной формы забиваются рядом друг с другом, образуя непрерывную стену. Ширина каждой единицы варьируется от 50 см до 60 см, а толщина от 2 см до 6 см. Армирование в виде вертикальных брусков и обручей.

Стальной шпунтовый фундамент

Чаще всего используются стальные шпунтовые сваи. Их стопки доступны в нескольких продажах под разными торговыми наименованиями. Обычно они изготавливаются из стальных листов шириной от 20 до 30 см, а также длиной от 4 до 5 м с соответствующими блокировками. Поэтому они образуют достаточно водонепроницаемые швы.

Фундамент из деревянных шпунтовых свай

Шпунтовые сваи из деревянных досок используются только для временных работ, таких как коффердамы. Обычно их делают из деревянных кабанов толщиной от 8 до 15 см, шириной 20 см и длиной от 2 до 4 метров.Они могут соединяться как стыковыми, так и клиновыми соединениями. Нижняя часть скошена, образуя режущую кромку. При необходимости верх и низ снабжают подходящей металлической арматурой.

Также прочтите

Различные типы свайных фундаментов — их преимущества и применение

Типы свайных фундаментов классифицируются по разным признакам: по материалу, по функции, по методу строительства.

Свайный фундамент относится к типу глубоких фундаментов.Он используется в тех проектах, где конструкция имеет большую нагрузку, а почва не может выдерживать нагрузку у поверхности.

Классификация свайных фундаментов

Существует множество методов классификации свайных фундаментов. Они классифицируются в зависимости от выполняемой функции, материалов и процесса установки. Типы свайных фундаментов следующие.

Типы свайных фундаментов

по назначению

• Шпунтовые сваи
• Несущие сваи
• Концевые опорные сваи
• Фрикционные сваи
• Сваи-уплотнители грунта
• Анкерные сваи
• Сваи из теста

Типы свайных фундаментов

по материалам

• Бетонные сваи
• Деревянные сваи
• Стальные сваи
• Составные сваи

Типы свайных фундаментов

по методике строительства d

• Забивные сваи
• Винтовые сваи
• Опорные сваи
• Буронабивные сваи

Типы свайных фундаментов по назначению

Шпунт

Если свая должна обеспечивать боковую опору конструкции, то используются шпунтовые сваи.Нагрузка, действующая на конструкцию, представляет собой текущую воду и давление рыхлого грунта. Они не могут обеспечить несущую способность в вертикальном направлении.

Основными целями их строительства являются возведение подпорных стенок для защиты конструкции от эрозии почвы, для воздействия на рыхлый грунт вокруг траншей фундамента, для изоляции фундамента от близлежащих грунтов, для укрепления грунта или для увеличить несущую способность почвы.

Несущие сваи

Основная цель свайного фундамента этого типа — передача вертикальных нагрузок конструкции на фундамент, расположенный ниже.Нагрузка воспринимается слоем, который достаточно силен, чтобы выдержать нагрузку на конструкцию. Кроме того, в зависимости от механизма передачи нагрузки несущие сваи можно разделить на концевые несущие сваи и сваи трения.

Концевые опорные сваи

Нагрузка, воспринимаемая этим типом сваи, проходит через конец сваи. Нижняя часть сваи обычно опирается на скалу, которая является прочным слоем, способным воспринимать нагрузку с верхней части конструкции на нее.

Иногда может быть переходный слой между сильной коренной породой и слабым слоем.Таким образом, свая действует как колонна, которая может принять нагрузку и передать ее на дно. Его общую вместимость можно рассчитать, умножив несущую способность грунта и площадь сваи. Диаметр сваи рассчитывается впоследствии с учетом высокого запаса прочности.

Фрикционная свая

Этот тип свайного фундамента основан на передаче нагрузки через поверхность свай и грунт, окружающий зону свай. Окружающие сваи материалы представляют собой твердую глину и песчаный грунт.Силы трения могут присутствовать по всей длине сваи или могут присутствовать в некоторых интервалах по глубине сваи, что зависит от толщи грунта.

В случае фрикционных свай все сваи действуют для передачи нагрузок на почву. Вместимость сваи рассчитывается как произведение площади поверхности и силы трения, приходящейся на единицу площади. Вместимость, диаметр и количество свай могут быть увеличены при увеличении их несущей способности.

Сваи уплотнителя грунта

В случае, когда несущая способность сваи должна быть увеличена, сваи сооружаются в тесных пространствах путем надлежащего уплотнения почвы.

Виды свайных фундаментов по материалам

Сваи деревянные

Эти типы свайных фундаментов размещаются ниже уровня воды. Срок службы таких свай — около 30 лет. Форма может быть прямоугольной или круглой. Диаметр варьируется от 12 до 16 дюймов. Длина такой сваи в 20 раз превышает ее ширину в верхней части. Расчетная нагрузка на такую ​​сваю от 15 до 20 тонн. Увеличить прочность свай можно, прикрутив борта свай к пластинам-скобам.

Преимущества деревянных свай

• Доступны стандартные размеры.
• Они экономичны.
• Легко уложить сваи на место.
• Вероятность повреждения свай очень низкая.
• Длину можно отрезать на любую глубину, где бы они ни потребовались.
• Их легко убрать с сайта в случае замены или снятия.

Недостатки деревянных свай

• Они не доступны в вариантах большой длины.
• Прямые сваи трудно получить, если их длина слишком велика.
• Если грунт под свайным фундаментом очень твердый, то проникновение сваи в грунт — непростой процесс.
• Деревянные сваи нельзя использовать в качестве концевых свай.
• Для увеличения прочности свай обрабатывают консервантами для повышения устойчивости к внешним факторам.

Бетонные сваи

Сваи из сборного железобетона

Сваи заливаются горизонтально, если они имеют прямоугольную форму.Их вбивают вертикально в землю. Обычно они усилены стальной арматурой, чтобы избежать поломки во время транспортировки от места основания к месту, где он будет установлен. После сооружения сваи надлежащее отверждение происходит в течение полных 28 дней, чтобы свая могла эффективно набрать прочность.

Преимущества

• Стойкость к химическим и биологическим трещинам очень высока.
• Прочность такой сваи очень высока.
• Забивка сваи может производиться путем размещения трубы в центре сваи.
• Темп работ может быть увеличен, если сваи сооружаются до этапа забивки сваи.
• Ограничение сваи обычно обеспечивается.
• Качество можно контролировать.
• Их также можно использовать под водой на больших глубинах.
• Несение свай начинается после их установки в грунт.

Недостатки

• После того, как начался этап строительства свай, очень трудно учесть изменения в длине свай.
• Перемещение свай очень затруднено.
• Оборудование, используемое для их перемещения и вбивания в землю, должно быть тяжелым.
• Задержка проекта может произойти, если они не доступны в готовом виде.
• Сваи могут сломаться или повредить процесс забивки и обращения с ними на площадке.

Читайте также: Монолитный или сборный бетон! Какой из них лучше?

Монолитные бетонные сваи

Эта свая создается путем бурения грунта до необходимой глубины, а затем заливки свежего бетона в землю.Процедура состоит из вбивания листа или стального каркаса в землю и затем заливки в него бетона, а затем корпус вытаскивается во время заливки бетона.

Преимущества

• Металлические листы обычно легкие по весу и их легко обрабатывать на стройплощадке.
• Длина варьируется.
• Металлические оболочки могут быть изготовлены вместе на объекте.
• Никакого дополнительного усиления не требуется для устранения повреждений при погрузочно-разгрузочных работах.
• Практически нет возможности поломки в процессе установки.
• При необходимости количество свай можно легко увеличить.

Недостатки

• Их установка требует особого ухода и контроля на месте.
• Требуется достаточно места для хранения материала.
• Когда подземный поток воды очень высокий, бетонировать монолитные сваи очень сложно.
• Форма сваи должна быть такой, что нижняя часть сваи может быть несимметричной.
• Если при бетонировании свай не используется арматура и не используется обсадная труба, то из-за подъемной силы может произойти разрушение свай, и она может выйти из строя при растяжении.

Стальные сваи

Сечение сваи может быть I формы, а может быть в виде полой трубы. Их обычно заливают бетоном. Диапазон диаметров стальных свай обычно составляет от 10 до 24 дюймов, а толщина — в дюйма. Процесс забивки свай прост, так как площадь поперечного сечения сваи минимальна. Чаще всего стальные сваи используются в качестве концевых свай.

Преимущества стальных свай

• Процесс установки этих типов свайных фундаментов прост.
• Глубина такой сваи может быть увеличена по сравнению с верхом других свай.
• Они могут легко проходить через поверхность раздела с почвой, будь то твердая или мягкая почва.
• Их несущая способность очень высока.

Композитные сваи

Композитная свая означает взаимное забивание двух свай из разных материалов таким образом, чтобы они работали вместе и выполняли функцию одной сваи.

Типы свай

по способу строительства

Забивные сваи

Забивные сваи — это сборные бетонные сваи.Дерево или сталь. Используйте вибромолот (сваебойный молот), чтобы забить этот тип сваи в почву.

Забивные сваи также называются вытесняющими сваями. Они используются в качестве основы конструкции для обеспечения поддержки.

Забивные сваи обеспечивают боковую поддержку подпорной стены. Ударный молоток или вибромолот используется для продвижения сваи на расчетную глубину наконечника или номинальное сопротивление и обычно устанавливается группами и связывается в крышке сваи.

Винтовые сваи

Винтовая свая наматывается на землю, как винт на дерево.Это эффективный метод установки в сочетании с механизмом распределения нагрузки для обеспечения эффективных характеристик грунта в различных почвах (включая сейсмические зоны с потенциалом разжижения).

Мощный гидравлический двигатель используется для приложения высокого крутящего момента, необходимого для ввинчивания винтовой сваи в землю. Двигатель закреплен на погрузочно-разгрузочной машине, а диапазон размеров погрузочно-разгрузочной машины составляет ½ тонны Bobcat, экскаватор 20 тонн или макс. Мачтовый кран 100 тонн.

Сваи на домкрате

Домкратные сваи — это метод опалубки для использования под фундаментами, заложенными в щебне со слабым заполнением, наложенным на прочный слой, твердые глины или выветренную породу.Эта форма опор особенно подходит для ситуаций с ограниченным доступом, когда нет места для буровых установок любой мощности.

Глубина, которую могут достичь эти сваи, напрямую зависит от испытательной нагрузки, которую может выдержать здание. Не рекомендуется для жилых домов, так как этот метод зависит от веса здания для достижения требуемой грузоподъемности.

Буронабивные сваи

Буронабивная свая сооружается путем выкапывания ямы в земле с использованием соответствующих средств, таких как временная или постоянная обсадная колонна или методы ударного или вращения бурового раствора.После этого конструкция завершается заливкой ям железобетоном.

Свайный фундамент | 7 видов свайного фундамента | Пригодность свайного фундамента

Фундамент — важный компонент любых инженерных работ, который во многом определяет прочность и устойчивость всей конструкции. Фундамент действует как среда для передачи нагрузки от надстройки на основание . В целом, фундаменты можно отнести к неглубоким (например.грамм. Изолированный фундамент) и глубокий фундамент (например, свайный фундамент). Подходит для строительства неглубокого фундамента, когда поверхностный грунт имеет приемлемую или адекватную несущую способность.

С другой стороны, глубокий фундамент подходит, когда поверхностный слой почвы слабый, и поэтому фундамент необходимо закладывать глубоко в землю, где грунт имеет достаточную несущую способность. Одним из таких примеров глубокого фундамента является свайный фундамент. Свайный фундамент и виды свайного фундамента мы обсуждаем в этой статье.

Введение

Свайный фундамент определяется как тип глубокого фундамента, который состоит из длинной тонкой колонны, используемой для передачи нагрузки, исходящей от надстройки на нижний слой земли, тем самым обеспечивая общую поддержку конструкции .

В общем, свайный фундамент представляет собой длинный цилиндр, обычно сделанный из стали или бетона и вбитый глубоко в землю, чтобы служить основанием или опорой для построенной на нем конструкции.Свайные основания передают нагрузку посредством поверхностного трения или торцевого опорного механизма.
Иногда используют также свайные фундаменты из дерева. Свайные фундаменты в основном используются для больших конструкций и когда верхний слой грунта слаб и не имеет достаточной несущей способности, чтобы выдерживать прилагаемую нагрузку.

Пригодность свайного фундамента

Свайные фундаменты желательно использовать в следующих случаях:

1. Поверхностный слой грунта слабый, не выдерживает нагрузки конструкции и подвергается чрезмерной осадке.

2. Когда конструкция, которую предстоит построить, состоит из очень тяжелых сосредоточенных нагрузок, например, при строительстве высотных зданий, резервуаров для воды, мостов и т. Д.

3. Когда уровень грунтовых вод относительно высок.

4. Когда строительство должно быть выполнено на берегу реки, в русле реки или на берегу моря, где существует повышенный риск размыва.

5. Когда другие типы фундаментов нецелесообразны или дороги.

6. Когда рядом со строительной площадкой имеется система каналов или сооружение глубокого дренажа.

Преимущества использования свайного фундамента

Некоторые из преимуществ использования свайного фундамента можно перечислить следующим образом:

1. Это выгодно, когда фундамент необходимо пробурить через твердые породы или твердую поверхность.

2. Подходит для глубокой установки и долговечен.

3. Свайный фундамент можно сделать как по предварительному заказу, так и по индивидуальному заказу.

4. Желательно даже для строительства водно-болотных угодий и для всех размеров наземного строительства.

5. Сокращает время строительства.

Факторы, влияющие на выбор типов свайного фундамента

Факторы, влияющие на выбор типов свайного фундамента, перечислены ниже:

1. Свойства грунта.

2. Наличие строительных материалов.

3. Виды прилагаемой нагрузки.

4. Необходимая длина сваи.

5. Глубина зеркала грунтовых вод.

6. Тип существующих рядом строений.

7. Доступный бюджет и желаемая долговечность.

8. Наличие приводного оборудования.

9. Интенсивность стока подземных вод.

Типы свайного фундамента

Свайный фундамент можно классифицировать на основе различных факторов, которые обсуждаются ниже:

A. На основе функции или использования

В зависимости от выполняемой функции или цели свайный фундамент можно классифицировать следующим образом:

i.Шпунтовые сваи

Шпунтовые сваи — это тип свай, которые в основном используются для обеспечения боковой поддержки и противостоят боковому давлению, как правило, от рыхлого грунта, потока воды и т. Д. В основном такие сваи используются для покрытия траншеи, защита берега, коффердамы и т. д.

Шпунтовые сваи обычно используются для следующих целей:

1. Удержание рыхлого грунта вокруг котлованов фундамента.

2. Устройство подпорных стен.

3. Строительство противоэрозионных сооружений.

4. Ограничение почвы и изоляция фундамента от прилегающего слоя почвы
.

«Одно из ограничений шпунтовой сваи состоит в том, что ее нельзя использовать для обеспечения вертикальной опоры конструкции
».

Рисунок: Шпунтовые сваи

ii. Несущие сваи

В отличие от шпунтовых свай, несущие сваи представляют собой тип свайных оснований, передающих вертикальные нагрузки на нижележащий грунт.По механизму передачи нагрузки несущие сваи можно подразделить на следующие:

Рисунок: Типы несущих свай

a. Концевые несущие сваи

Концевые несущие сваи — это тип свай, в основе которых лежит механизм передачи нагрузки, и нагрузка передается через нижний конец самой сваи.

Концевые несущие сваи забиваются в землю таким образом, чтобы нижний конец сваи опирался на промежуточный слой между слабым слоем почвы и сильным слоем почвы.Вследствие этого концевые несущие сваи развивают большую часть несущей способности
на самом нижнем конце.

Таким образом, концевые несущие сваи действуют как колонна и передают нагрузку, исходящую от надстройки, на нижележащий грунт. Несущую способность такой сваи можно легко определить, умножив площадь нижнего конца сваи на несущую способность на той конкретной глубине почвы, на которой она залегает. Затем, учитывая определенный запас прочности, можно определить диаметр сваи.

б. Сваи трения

Сваи трения — это тип несущей сваи, которая передает нагрузку на почву с помощью механизма трения между поверхностью сваи и окружающим слоем почвы.

Сила трения может развиваться по всей длине сваи или определенной длине сваи в зависимости от толщины грунта.

В отличие от концевых несущих свай, у фрикционных свай вся поверхность сваи предназначена для передачи нагрузок от надстройки на грунт.

Вместимость фрикционной сваи может быть определена умножением площади поверхности сваи на силу трения, развиваемую на единицу площади. При проектировании фрикционных свай необходимо учитывать определенный запас прочности.

iii. Уплотняющие сваи для грунта

Иногда может потребоваться уплотнение грунта для увеличения несущей способности грунта. Сваи, используемые для увеличения несущей способности почвы, известны как сваи для уплотнения почвы.

Использование уплотнительных свай для грунта — один из потенциальных методов увеличения несущей способности почвы и улучшения общей устойчивости почвы.

Рисунок: Сваи уплотнителя грунта

B. В зависимости от метода строительства или используемого строительного материала

В зависимости от метода строительства свайного фундамента и используемых материалов свайные фундаменты можно разделить на следующие :

i.Деревянные сваи

Деревянные сваи обычно относятся к типу свайного фундамента, в котором в качестве материала конструкции используется древесина.

Деревянные сваи чаще всего размещаются под водой и могут быть прямоугольными или круглыми. Их продолжительность жизни составляет около 30 лет. При проектировании деревянных свай диаметр обычно составляет от 12 до 16 дюймов, а длина принимается равной 20-кратной ширине верха. Такие сваи выдерживают нагрузку от 15 до 20 тонн.Обычно к деревянным сваям прикрепляют или прикручивают пластины для рыбы, чтобы получить дополнительную прочность.

Преимущества деревянных свай

Некоторые из преимуществ деревянных свай можно перечислить следующим образом:

1. Деревянные сваи экономичны из-за легкой доступности древесины.

2. Процесс установки относительно прост и легок.

3. Деревянные сваи можно обрезать до нужной длины даже после установки, что снижает вероятность их повреждения.

4. В случае необходимости снятия деревянных свай, их можно легко вытащить.

Недостатки деревянных свай

Некоторые из недостатков деревянных свай можно перечислить следующим образом:

1. Деревянные сваи нельзя использовать в качестве концевых свай.

2. Забивка деревянных свай в твердом слое почвы чрезвычайно затруднена.

3. Если не принять надлежащих мер, в древесине могут возникнуть дефекты. Необходимо провести обработку
древесины, например, обработать консервантом.

Рисунок: Деревянные сваи

ii. Бетонные сваи

Бетонные сваи — это тип свайного фундамента, который в основном состоит из бетона в качестве основного элемента.

Бетонные сваи можно подразделить на сборные бетонные сваи и монолитные бетонные сваи. Их краткое описание выглядит следующим образом:

a. Сборные бетонные сваи

Сборные бетонные сваи являются одними из наиболее часто используемых свайных фундаментов.Такие сваи закладываются непосредственно в свайное основание и переносятся на место фундамента.

Обычно прямоугольные сваи заливаются горизонтально, а круглые — вертикально.

Можно также армировать сборные бетонные сваи. После того, как сваи будут забросаны, их необходимо выдержать не менее 28 дней.

Преимущества сборных свай

Некоторые преимущества сборных бетонных свай можно перечислить следующим образом:

1.Сборные сваи обладают высокой прочностью и устойчивостью.

2. Они выдерживают нагрузки большой интенсивности.

3. Сборные сваи обладают высокой устойчивостью к коррозии и биологическим дефектам и не подвержены влиянию грунтовых вод.

4. Такие сваи можно использовать практически во всех типах строительства.

5. Сборные бетонные сваи обладают высокой прочностью и экономичностью.

Недостатки сборных бетонных свай

Некоторые недостатки сборных бетонных свай можно перечислить следующим образом:

1.Изменение длины таких свай и мобилизация затруднены.

2. Забивка свай требует тяжелого и современного оборудования.

3. Существует высокий риск поломки свай во время погрузочно-разгрузочных работ или забивки.

б. Монолитные бетонные сваи

Монтируемые бетонные сваи — это тип бетонных свай, которые сооружаются путем бурения почвы на определенную желаемую глубину, заполнения свежесмешанным бетоном и последующего отверждения на самой площадке. .

Обычно внешнюю металлическую оболочку сначала вбивают в землю и заполняют свежей бетонной смесью. Затем ему дают застыть. Наконец, внешняя металлическая оболочка снимается или вытаскивается.

Преимущества монолитного бетона

Некоторые из преимуществ монолитных свай можно перечислить следующим образом:

1. Они более гибкие с точки зрения изменения длины.

2. С такими сваями легче работать.

3.Дополнительные сваи могут быть легко поставлены.

4. Процесс установки прост и исключен из строя.

Недостатки монолитного бетона

Некоторые из недостатков монолитных свай можно перечислить следующим образом:

1. Поскольку сваи монтируются на месте, подходящее место для хранения должны быть устроены для безопасного хранения строительных материалов.

2. При установке необходимо обеспечить контроль качества.

3. Сложность может возникнуть при заливке бетона там, где подземный поток воды относительно сильный.

iii. Стальные сваи

Стальные сваи — это тип свайного фундамента, который состоит из стальных профилей. Обычно используемые стальные сваи включают сваи двутаврового сечения и пустотелые стальные сваи. Этот тип сваи чаще всего используется в качестве концевых свай. Обычно они имеют меньшие секции диаметром от 10 до 24 дюймов.

Преимущества стальных свай

Ниже перечислены некоторые преимущества стальных свай:

1. Благодаря меньшей площади сечения, такие сваи удобны в обращении.

2. Стальные сваи можно легко забивать через твердые слои почвы и забирать на большую глубину.

3. Стальные сваи выдерживают большие нагрузки.

Недостатки стальных свай

Некоторые недостатки стальных свай можно перечислить следующим образом:

1.Стальные сваи сравнительно дороги.

2. Такие сваи подвержены коррозии.

iv. Композитные сваи

Композитные сваи, как правило, состоят из двух или более различных материалов, обычно один над другим, так что они функционируют как единое целое. Например, композитные сваи могут быть построены из стали и дерева или стали и бетона и т. Д.
Такие сваи обладают очень высокой грузоподъемностью.

Что такое свайный фундамент и типы свайного фундамента?

Свайный фундамент — это тип глубокого фундамента, в котором тонкий элемент из стали, бетона или дерева вставляется в грунт, имеющий низкую несущую способность для передачи нагрузки надстройки.Нагрузка может передаваться на прочный слой почвы за счет поверхностного трения или концевой опоры.

Плие Фундаменты используются там, где грунт имеет низкую несущую способность.

Свайный фундамент

Применение свайного фундамента

Свайный фундамент можно использовать в следующих ситуациях

1. Если уровень грунтовых вод высокий.
2. В случае неравномерного и тяжелого переноса нагрузки от надстройки.
3. Когда почва сжимаемая.
4. В случае размыва русла реки.
5. Где несущая способность почвы меньше, чтобы удерживать конструкцию.

Типы свайных фундаментов

1. Забивные свайные фундаменты
2. Монолитные свайные фундаменты
3. Забивные и монолитные сваи

Давайте подробно обсудим каждый тип свайного фундамента.

1.

Фундаменты с забивными сваями

Забивной свайный фундамент может быть изготовлен из различных материалов, например из бетона, стали или дерева.Эти сваи предварительно собираются перед размещением на строительной площадке. Забивные сваи из бетона — сборные. Эти сваи забиваются с помощью свайного молота.

Когда эти сваи забиваются в сыпучий грунт, они вытесняют равный объем грунта. Это способствует уплотнению почвы по бокам свай и приводит к ее уплотнению. Сваи, уплотняющие прилегающий к ней грунт, также называются уплотняющими сваями. Такое уплотнение почвы увеличивает ее несущую способность.

Насыщенные илистые почвы и связные почвы имеют плохую дренажную способность. Таким образом, эти грунты не уплотняются при бурении забивных свай. Для уплотнения почвы необходимо слить воду. Таким образом, напряжения, возникающие у свай, должны восприниматься только поровой водой. Это приводит к увеличению порового давления воды и снижению несущей способности почвы.

2. Монолитные свайные фундаменты

Монолитные сваи — это бетонные сваи.Эти сваи сооружаются путем просверливания ям в земле на необходимую глубину и последующего заполнения ям бетоном. Армирование также используется в бетоне в соответствии с требованиями. Эти сваи имеют небольшой диаметр по сравнению с буронабивными сваями.

Монолитные сваи представляют собой забивные сваи с прямыми буронами или с одной или несколькими луковицами через определенные промежутки. Сваи с одной или несколькими луковицами называются недоработанными сваями.

3. Забивные и монолитные сваи

Забивные и монолитные сваи обладают преимуществами забивных и монолитных свай.Порядок установки забивной и монолитной сваи следующий:

Стальная оболочка, равная диаметру сваи, забивается в грунт с помощью оправки, вставленной в оболочку. После забивки оболочки оправку снимают и в оболочку заливают бетон.

Оболочка изготавливается из гофрированного и армированного тонкого стального листа (однотрубные сваи) или труб (сварные трубы Armco или обычные бесшовные трубы). Сваи этого типа называются сваями-оболочками.

Безоболочечный тип образуется путем извлечения оболочки во время укладки бетона. В обоих типах свай дно оболочки закрыто коническим наконечником, который можно отделить от оболочки. Путем выталкивания бетона из оболочки в обоих типах свай может образоваться увеличенная луковица. К этому типу относятся сваи франки. В некоторых случаях оболочку оставляют на месте, а трубу забетонируют. Этот тип сваи очень часто используется при наваливании на воду.

Friction Pile — обзор

9.2 Обзор быстрого строительства опорных сооружений

В США мосты расположены в одной из следующих сетей и классифицируются как таковые:

•

Межгосударственный

•

Артериальный

•

Коллектор

•

Местный

ABC и быстрое строительство основания будут особенно полезны для замены мостов, расположенных на наиболее важных межгосударственных и магистральных дорогах с высокой среднесуточной интенсивностью движения (ADT).Это необычная ситуация, если необходимо заменить каркас, пока он находится в удовлетворительном состоянии. В некоторых случаях надстройки можно снять с подшипников и использовать повторно. В большинстве случаев заменяется весь мост, за исключением случаев использования техники бокового вдвигания или вкатывания-выкатывания, которые могут сохранить надстройку.

Основными компонентами каркаса являются следующие:

Сборные консольные настенные абатменты

•

Абатмент полной высоты

•

Средневысотный абатмент

и

• полуступенчатые абатменты

•

Прочные абатменты

Современные типы включают:

•

Интегральные абатменты (Рисунок 9.1)

РИСУНОК 9.1. Интегральный абатмент авторского дизайна на шоссе 46 на реке Пекман в Нью-Джерси.

•

Полуинтегральные абатменты

•

Стеновые абатменты с механической стабилизацией земли (MSE) (Рисунок 9.2)

РИСУНОК 9.2. Строящаяся земляная стена с механической стабилизацией из сборных сегментов.

Подпорные стены из сборного железобетона могут быть построены вместо традиционной монолитной конструкции (Рисунок 9.2).

Типы сборных свай

Множественные изгибы и расширяющиеся крышки эстетичны. Вот некоторые распространенные формы:

•

Сплошная стена

•

Hammerhead

•

Множественные изгибы колонн (полый или сплошной бетон, сегментированный, предварительно напряженный и армированный) (Рисунок 9.3 )

РИСУНОК 9.3. Использование сборной многоколонной опоры, изогнутой автором для моста США Route 50, расположенного на юге Нью-Джерси.

К современным типам относятся:

•

Множественные изгибы свай

•

Интегральная опора

Автор спроектировал изгиб многоколонных сборных опор для южного моста Нью-Джерси (США). Рисунок 9.3).

Использование сборных элементов опоры и опоры может потребовать дополнительного напряжения для обеспечения композитного и водонепроницаемого соединения. В последнее время арматурные соединители с цементным раствором, которые используются в строительстве около 40 лет, рассматриваются как более быстрая и менее дорогостоящая альтернатива для соединения компонентов.

Высота мостов редко превышает 20 футов, а ширина двухполосного моста составляет менее 40 футов, по сравнению с гораздо большей длиной пролетов балок, переносимых SPMT. Поэтому транспортировка сборных компонентов каркаса для сборных изгибов опор не так распространена, как транспортировка компонентов надстройки.

Типы фундаментов

•

Мелкие опоры : Сборные опорные плиты

•

Глубокие фундаменты : Сваи, свайные заглушки и просверленные валы или

26 Свайный фундамент

6

3 выполнен в виде концевой опоры или фрикционной сваи.Обычно используются следующие формы поперечного сечения:

•

Стальная H-свая или W-профили

•

Стальная трубная свая

•

Бетонная или стальная свая

•

Труба из предварительно напряженного бетона

•

Стальные шпунтовые сваи

Для выбора фундамента необходимо использовать опыт инженера-геолога.

Сборные опоры : Грунт под сборными плитами фундамента должен быть хорошо уплотнен и выровнен для размещения тяжелых сборных железобетонных плит подошвы толщиной 3–4 фута; в противном случае может возникнуть дифференцированный расчет. Из-за допусков при отливке плиты фундамента нижняя сторона плит основания вряд ли будет выровнена. До сих пор не было получено достаточного опыта в отношении поведения грунта по отношению к сборным плитам фундамента.

Любые поврежденные монолитные опоры можно укрепить забиванием микросвай, но это дорогостоящая операция.С другой стороны, обычный монолитный бетон будет течь по неровной поверхности почвы, не оставляя воздушных карманов, и не будет недостатка контакта между основанием и почвой.

Фундаменты мостов, расположенных на водных путях :

•

Предварительные или общие проверки, которые включают проверку изгибов мостов, расположенных в воде, с возможным размывом, должны также включать проверку изогнутых свай на предмет разрушения изгиба. Кроме того, требуется проверка изгибов на случай разрушения поперечного сечения осевой линии моста (из-за комбинированной силы тяжести и дополнительных нагрузок от паводковой воды).

•

Хорошей практикой является установка ответвлений или водосливов на изгибе, который смещается к опоре моста. Шпоры перенаправляют поток от абатмента.

•

Гидравлические контрмеры : Сюда входит размещение арматуры, например каменной наброски, вокруг любого открытого фундамента.

•

Структурные контрмеры : Включает подкрепление опор, которые были подорваны с помощью цементного раствора или мешков для раствора.

Типы подшипников

Подшипники можно классифицировать как компоненты каркаса. Обычно используются следующие типы современных подшипников:

•

Тип 1: Многонаправленный

•

Многонаправленный (подшипник качения)

•

Многоступенчатый подшипник неуправляемый

•

Многовращающийся (дисковый подшипник) с направляющими

•

Многовращающийся (дисковый подшипник) неуправляемый

•

10

9102

03 10 910 9102

Эластомерный с политетрафторэтиленом (ПТФЭ) (напр.g., тефлон)

•

Эластомерный, тканевый с ПТФЭ (например, тефлон)

•

Эластомер, стальной ламинат

•

, тканевый ламинат

02

Эластомерный стальной ламинат с внешней нагрузочной пластиной

•

Эластомер, ламинированный сталью со свинцовым сердечником

•

Эластомер, ламинированный ПТФЭ (напр.g., Teflon)

9.2.1 Замена каркаса

Требуется обследование структурных недостатков, чтобы установить необходимость замены (см. учебник Khan, MA, 2010. Восстановление конструкций мостов и автомагистралей и Ремонт . McGraw-Hill, страницы 54 и 363). В прошлом часто возникали чрезмерные расчеты с использованием гравитационных и массивных стеновых опор, опор и фундаментов. Это имело встроенное преимущество в том, что при замене заменялась только надстройка.

Меры по предотвращению размыва грунта основания и разрушения свай после строительства включают следующее:

1.

Конструкция свай : Для мостов, расположенных на реках, подверженных наводнениям, предельная несущая способность свай с осевой нагрузкой должна быть ограничена. к сжимающим и / или растягивающим нагрузкам, определенным для снижения пропускной способности при любом прогнозируемом размыве.

2.

Вместимость сваи : Это должно быть ограничено конечным пределом, установленным анализом L-образной сваи.Необходимо учитывать групповые эффекты свай.

3.

Использование динамического скрининга изгибов свай : Можно использовать процедуру оценки, разработанную Департаментом транспорта Алабамы и Обернским университетом. Это инструмент скрининга, описанный в картах макро- и микрофлода.

(См. Ramey, GE, Brown, DA, Hughes, ML, Hughes, D., Daniels, J., май 2007 г. Инструмент проверки для оценки адекватности изгибов сваи моста во время экстремальных наводнений / размывов, ASCE, Журнал практических занятий по структурному проектированию и строительству, т.12, № 2).

Консольные створки : Требуются сборные стеновые панели одинаковой высоты и расширенные панели различной высоты. Значительный объем работ проделан по сборным стеновым панелям. Примеры запатентованных систем стен включают следующее:

Системы подпорных стен Mesa : сегментные бетонные облицовочные блоки Mesa используются в сочетании со структурными георешетками Tensar. Для блоков Mesa не требуется строительный раствор, что исключает необходимость значительного времени, труда и материалов для монолитного строительства.Возможна высота до 50 футов. Высокий уровень структурной целостности может быть достигнут с помощью типового соединения типа ТРО. (См. Руководство по проектированию систем подпорных стенок Mesa, Tensar Earth Technologies Inc., Атланта, Джорджия).

Сегментные подпорные стены блока Аллана : Строятся высокопрочные профессиональные подпорные стены. Различные типы строительства включают в себя гравитационные стены и стены, армированные различными вариантами армирования грунта, такими как георешетки и анкеры для грунта.

Этот тип сегментной подпорной стены был рассмотрен автором при проектировании стен группой RBA для проекта New Jersey Oak Tree Road Project, расположенного в Эдисоне, Нью-Джерси.(См. Руководство по установке сегментных подпорных стенок Allan Block, Allan Block Corporation, Эдина, Миннесота).

Подпорные стены MSE: Механически стабилизированная земля или MSE, которая представляет собой грунт, построенный с искусственным армированием, может использоваться для подпорных стен и опор мостов. Хотя основные принципы MSE использовались на протяжении всей истории, MSE была разработана в ее нынешнем виде в 1960-х годах. Используемые армирующие элементы могут быть разными, но включают сталь и геосинтетические материалы.MSE — это термин, обычно используемый в Соединенных Штатах для обозначения «армированной земли». Автор использовал этот тип модульной стены в проектах мостов. (Для получения дополнительной информации см. «Механически стабилизированные земляные стены и укрепленные грунтовые откосы: рекомендации по проектированию и строительству», март 2001 г.). ¹

Консольные подпорные стены с парапетами: Сборные стеновые панели могут использоваться на подходах к мосту для удержания насыпей по обе стороны от шоссе, при этом парапеты служат тротуарами.Конструкция стен одинаковой высоты как второстепенных элементов проекта моста и шоссе аналогична описанным выше частным стенам.

типов свайных фундаментов | конструкция свайного фундамента

Сваи можно разделить на категории на основе следующих атрибутов: 1. Механизм передачи нагрузки (см. Также: Грузоподъемность свай) 2.
Способ установки 3. Сорт материалов

Категоризация свай по передаче нагрузки : категории свай основаны на методе передачи нагрузки —

Сваи с опорой на конце / острие : Когда коренная порода или материал аналогичного типа существует на участке в пределах логической глубины, сваи расширяются до поверхности породы.Здесь максимальная несущая способность сваи достигается за счет элементарного материала; поэтому сваи определяются как сваи с торцевыми или точечными опорами. В таких случаях желаемая длина сваи подбирается разумно.

Вместо коренной породы, если умеренно уплотненный и твердый слой почвы собирается на разумной глубине, сваи могут быть расширены до нескольких метров в твердый слой.

Фрикционные сваи : В фрикционных сваях нагрузка на сваю затрудняется из-за сопротивления кожи / трения вдоль боковой стороны сваи (стержня сваи).Сваи чистого трения кажутся достаточно длинными, поскольку они несущие нагрузку. Вместимость относится к функции площади вала, прилегающей к почве. В грунтах с меньшей конгруэнтностью, таких как пески средней и низкой плотности, часто используются фрикционные сваи для увеличения плотности, а также прочности на сдвиг. Когда на участке нет слоя камня или камнеподобного материала на логической глубине, точечные несущие сваи оказываются очень вытянутыми и расточительными. Чтобы справиться с этим типом состояния грунта, сваи усиленно поглощаются более мягким материалом на заданную глубину.

Фрикционные сваи с концевыми подшипниками : В большинстве случаев грузоподъемность зависит от трения как концевых подшипников, так и вала.

Забивные или вытесняющие сваи : Как правило, они создаются заранее, до того, как их опускают, опускают, привинчивают или забивают в грунт. В эту категорию входят забивные сваи из стали или сборного железобетона и сваи, изготовленные с забивающими трубами или оболочками, которые соединяются забивным башмаком. После этого трубы или гильзы заливаются бетоном.В этой категории существуют сваи, образующиеся при укладке бетона после удаления забивных свай.

Буронабивные или сменные сваи : В сваях этого типа сначала необходимо пробить отверстие, и на этом этапе сваю обычно создают из железобетона. В зависимости от типа почвы вал (ствол) можно отремонтировать или утилизировать.