Варианты конструкции свайного фундамента

Свайный фундамент традиционно считается универсальным.

В индивидуальном домостроении наиболее широко применяются забивные, буровые и винтовые сваи. Поговорим об особенностях, а также плюсах и минусах этих технологий.


Если нужно построить дом на участке с проблемными (слабонесущими, пучинистыми) грунтами, то выбирать приходится между свайным фундаментом, плитным и ленточным глубокого заложения. Все три конструкции считаются очень надёжными, и в спорах о том, какая из них лучше, сломано немало копий. Принимать решение следует при помощи специалистов, исходя при этом из геологических данных, расчётных нагрузок и экономических условий (стоимости и доступности конкретных материалов и видов работ). Однако свайный фундамент почти всегда предпочтителен при сложной конфигурации здания, а также при строительстве на склонах и подтопляемых территориях. Он окажется стабильнее плитного, а тем более ленточного и в том случае, если верхний слой фунта — просадочный, но под ним, на глубине не более 3 м, располагаются малосжимаемые породы, которые могут стать надёжным основанием для свай.

Свайно забивной фундамент

Свайно-забивной фундамент возводится в основном из элементов заводской готовности с помощью специальной установки — копёра. В малоэтажном строительстве применяются железобетонные заострённые сваи сплошного квадратного сечения 200/250/300 х x 200/250/ 300 мм длиной 3-6 м (некоторые фирмы предлагают также «негостовые» изделия сечением 150 x x 150 мм и длиной 2 м, предназначенные для лёгких построек). Шаг, необходимую длину и сечение опор определяют согласно СНиП 2.02.03-85 с учётом прочности материалов фундамента, несущей способности грунта (о георазведке мы поговорим особо) и типа свай. Строительные нормы различают сваи-стойки, опирающиеся сквозь неплотные или пластичные породы на скальные и малосжимаемые грунты (крупнообломочные с песчаным заполнением, а также плотные глины), и висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом. Расчёт первых и вторых осуществляется по разным формулам. Чтобы сориентировать читателя, скажем, что, например, в болотистых районах Московской области, как правило, применяют висячие опоры длиной до 4-5 м, забитые с шагом 1,5-2 м.




а-в. Для строительства фундамента из железобетонных свай длиной до б м может применяться самая разная мобильная техника, например самоходный гусеничный копёр (а), доставляемый на объект грузовиком с аппарелью. Сваи забивают на расчётную глубину, постоянно контролируя их положение (главное — не допускать отклонений от вертикали) (б). Для ростверка делают дощатую опалубку (в)
г-д. Выпуски свай «распушают», то есть удаляют бетон, чтобы связать арматурные каркасы опор и ростверка (г). Прутки арматуры можно сваривать или связывать проволокой (д)

Сваи располагают под наружными и внутренними капитальными стенами здания и забивают так, чтобы над поверхностью почвы остались выпуски длиной 0,4-0,7 м — их затем связывают монолитным железобетонным ростверком или рандбалками минимальным сечением 200 x 300 мм. Чтобы соединить арматурные каркасы ростверка и свай, последние «распушают», то есть сбивают бетон с верхней части.

Важно учитывать: если ростверк покоится на фунте, на него действуют силы морозного пучения. Чтобы уменьшить их, в опалубку сначала подсыпают песок на высоту не менее 20 см (после распалубки по периметру дома устраивают отмостку по пескогравийной подушке). Песок почти не увлажняется и отчасти компенсирует давление грунта.

Преимущества забивного фундамента в том, что сваи при монтаже уплотняют фунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. К тому же заводские ЖБИ по прочности и долговечности превосходят и металлические винтовые, и изготовленные на объекте заливные (буровые). Наконец, монтаж забивных свай не занимает много времени.


а-в. Для деревянных домов изредка строят фундамент без ростверка. В этом случае каждую сваю оснащают опорной площадкой (а, в). Затем укладывают слой гидроизоляционного материала толщиной не менее 5 мм и с помощью «глухарей» крепят к сваям окладной венец дома (6), который, как и балки перекрытия первого этажа, тщательно антисептируют


а-б. Чтобы снизить теплопотери дома и воздействие сил морозного пучения на фундамент, ростверк утепляют снаружи плитами ЭППС и возводят бетонную отмостку (а, 6). Утепление особенно необходимо в случае свайноплитного фундамента, где есть риск подъёма промёрзшим грунтом краёв плиты

Но чтобы возвести такой фундамент, нужно обеспечить проезд и передвижение по участку сваебойной машины или грузовика с автокраном, который доставит копёр и сваи. Деревья и сооружения помешают работе, поэтому возвести фундамент без дополнительных расходов на восстановление оград, дорожек и посадок удастся лишь на начальном этапе освоения участка. К минусам стоит отнести и высокую стоимость конструкции: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9-12 тыс. руб. Расходы на забивной фундамент оправдывают себя только на сложных грунтах и если строительство необходимо закончить в сжатые сроки.

ФУНДАМЕНТ ИЗ БУРОВЫХ СВАИ

Фундамент из буровых свай в последнее время завоевал немало приверженцев среди строителей. Это один из оптимальных вариантов для дома с брусовыми или бревенчатыми стенами, и обойдётся он на 30—ДО % дешевле забивного.

Основание этого типа можно соорудить без привлечения автотехники — достаточно приобрести или взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150-300 мм, надстраивают их опалубкой из свёрнутых в трубку листов рубероида, затем опускают в каждую скважину арматурный каркас (обычно из трёх-четырёх ниток арматуры диаметром 10-16 мм) и заливают тяжёлый бетон марки М300. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют обсадные трубы, как правило — асбестоцементные.


При высоком уровне грунтовых вод на помощь приходит дренажный насос, в считанные секунды осушающий скважины, а уплотнить бетон позволяет погружной вибратор. На практике таким способом (без применения самоходной буровой установки) можно заложить фундамент на глубину до 4 м.

Важным плюсом технологии является то, что в нижней части сваи можно сформировать уширение, которое позволяет значительно увеличить несущую способность опоры на просадочных грунтах и одновременно служит своеобразным якорем, противодействующим силе морозного пучения. Чтобы выполнить уширение, используют специальный бур с выдвижным плугом (ТИСЭ-Ф и его аналоги).


а-в. Монтаж буровых свай проще всего осуществить зимой либо засушливым летом (а). Наиболее распространённый диаметр скважин — 200-250 мм, а их число и глубина рассчитываются в зависимости от нагрузки и геоусловий (б). Над землёй оставляют выпуски арматуры, которые затем увязывают с каркасом ростверка (в)

Ещё одно преимущество заключается в возможности без дополнительных затрат сил и времени на «распушение» прочно связать (или сварить) арматурные каркасы свай и ростверка, увеличив тем самым прочность всей конструкции.

Что до минусов, то это прежде всего зависимость результата от пресловутого человеческого фактора — опытности и добросовестности рабочих.


а-б. Основанием для штукатурной забирки могут послужить листы водостойкой фанеры и металлическая сетка (а), а реечную прибивают к деревянным слегам (б), прикреплённым к сваям. В обоих случаях, чтобы конструкция прослужила долго, требуется исключить воздействие на неё промерзающего грунта


а-г. При устройстве бурового свайного фундамента оголовки обсадных труб выставляют по горизонтали с помощью гидроуровня и натянутого шнурка (а). Опалубку для висячего ростверка надёжно подпирают досками (б).
Позже под основание здания подсыпают песок до нижнего среза ростверка (в), а затем облицовывают цоколь, например, плиткой под кирпич (г)

ФУНДАМЕНТ ИЗ ВИНТОВЫХ СВАЙ

Для небольшого дома с каркасными или деревянными стенами вполне подойдёт фундамент из винтовых свай, которые можно завинчивать вручную или с помощью компактной электроустановки. Стоимость конструкции сравнительно невелика: одна опора диаметром 200 мм и длиной 2,5 м с учётом монтажа обойдётся в 2400-2700 руб.


В винтовой свае функцию нижнего уширения выполняет лопасть. Если глубина заложения выбрана правильно, осадка здания оказывается минимальной. Что касается сил морозного пучения, то их необходимо принимать во внимание л ишь при сооружении обвязки: крайне желательно вывесить рандбалки, которые в фундаментах этого типа обычно выполняют из металлопроката.

Исследования показывают, что стальные изделия, обработанные защитным полимерным составом, корродируют в грунте со скоростью не более 0,04 мм в год (имеется в виду истончение стенок и лопасти). Таким образом, срок службы свай со стенками толщиной 4 мм превышает 30 лет.


Обвязочные балки (а, 6) способствуют равномерному распределению нагрузки на сваи. На склонах фундамент часто усиливают стальными раскосами, увеличивающими жёсткость конструкции. Наиболее ответственная часть сваи — лопасть (в), она должна быть надёжно приварена к трубе

При монтаже винтовых свай важно пройти водонасыщенные слои и погрузить лопасть в плотную породу. Если георазведка не проводилась, «правильную» глубину определяют по усилию завинчивания.

Винтовые сваи из обычной «чёрной» стали после монтажа требуется заполнить жидким раствором или сухой цементно-песчаной смесью. Необходимо это прежде всего для того, чтобы меньше влаги проникло в полость изделия. Полая труба корродирует намного быстрее, а тонкостенную сваю может даже разорвать замёрзшей водой. При длине опоры более 2,5 м бетонирование помогает к тому же придать ей дополнительную прочность на изгиб. Если же перед заливкой бетона опустить в полость несложный в изготовлении каркас из двух-трёх прутков арматуры, свая продолжит служить даже после разрушения стенок. Другой способ сделать фундамент более долговечным заключается в использовании свай, поверхности которых оцинкованы и покрыты полимерным составом. Самое слабое место стальных изделий — сварные швы в основании лопасти. При выборе необходимо следить, чтобы они были выполнены качественно — без пропусков, с аккуратными волнами. Не так давно на рынке появились сваи с литыми наконечниками — более надёжные, чем с приваренными лопастями; правда, и стоят они примерно в полтора раза дороже.