Устройство и конструкция свайных фундаментов

Фундаментные конструкции с использованием различных типов свай становятся все более востребованными в различных направлениях строительства. Конструкция свайных фундаментов позволяет не только получить существенную экономию и упростить технологию монтажа.

В некоторых случаях (при определенных свойствах грунта) она может быть единственно возможным вариантом, способным эффективно выдерживать расчетные нагрузки.

Типы применяемых свай

В зависимости от назначения фундамента, геологических условий в месте монтажа, нагрузке, которой он будет подвергаться, основными элементами могут стать сваи различной конструкции:

• Забивные сваи применяются в основном в промышленном строительстве. Технология монтажа основана на применении вибровдавливающей техники,  молотов или других аналогичных механизмов, при этом выемка грунта под сваи не осуществляется. Именно технология и сформировала достаточно высокую стоимость такого фундамента, кроме того, для монтажа должна быть оборудована просторная площадка и основательные подъездные пути.

В качестве несущих элементов применяют чаще всего железобетонные сваи, допускается применение и металлических конструкций, очень редко используют дерево (связано с недолговечностью такого фундамента).

• Разновидность забивных конструкций — сваи оболочки. Устройство свайных фундаментов по такой технологии предполагает вдавливание основного элемента с частичным извлечением грунта. В  дальнейшем осуществляется бетонирование образовавшейся полости.
• Одним из самых простых  способов считается устройство буронабивных свай. Может применяться и в частном домостроении (если не требуется значительная глубина заложения фундамента, вполне можно выполнить работы без привлечения специальной техники). Для закладки фундамента бурят скважины необходимого диаметра, иногда выполняют их  обсадку металлической трубой для усиления прочности и надежности конструкции (но применяется этот прием достаточно редко). Полученные скважины бетонируются, при этом можно применять дополнительное армирование, все зависит от предполагаемой нагрузки на элемент. Поэтому, прежде чем спроектировать свайный фундамент, необходимо иметь информацию не только об особенностях геологического строения почвы, но и полную информацию о будущем здании.
• В последнее время все более популярен свайно-винтовой фундамент. Основной несущий элемент представляет завальцованную в нижней части стальную трубу, на которой закреплены лопасти (по аналогии с обыкновенным буром). Для обеспечения надежности и высокой прочности необходимо применять только толстостенные трубы, а повысить долговечность конструкции можно путем обязательной антикоррозийной обработки свай. Монтаж несущих элементов осуществляется путем вкручивания сваи в грунт. При этом если речь идет о небольших частных постройках, вполне можно этот процесс выполнить самостоятельно при помощи простейших приспособлений. Применение специальной техники целесообразно только при существенных объемах.

Расположение свай

Проектирование и конструирование фундаментов на сваях очень серьезный процесс. Поэтому должен выполняться только профессионалом, который сможет оценить все факторы, которые повлияют на выбор типа свай и схему их расположения.

В различных случаях сваи могут располагаться в конструкции по следующим алгоритмам:

• Самый простой и традиционный способ, применяемый в малоэтажном строительстве — сваи располагаются в один ряд под конструкциями несущих стен и перегородок. В обязательном порядке несущие элементы должны монтироваться по углам здания, в местах сопряжения конструкций.
• Для мощных стеновых конструкций могут применяться разнообразные многорядные схемы установки свай (2-3 ряда, в шахматном порядке), все зависит от расчета нагрузок.
• Если конструкция здания предполагает наличие несущих колонн, то под них закладываются так называемые кусты свай, способные выдержать все возникающие усилия. В некоторых случаях такие конструкции могут применяться и на проблемных грунтах,  с различной степенью насыщения влагой.
• Для небольших по весу металлических конструкций или отдельных опор, допускается применение единичных свай.
• В промышленном строительстве, особенно если речь идет о высотных зданиях с малой площадью, применяют создание свайных полей.

В проекте фундамента должны быть определены все технические характеристики несущих элементов (сечение, длина, материал, глубина заложения и схема размещения).

Распределение нагрузок

Конструкция верхней части свайного фундамента должна обеспечить равномерное распределение нагрузок на все несущие элементы. Чаще всего для этой цели применяют устройство ростверка, обвязки, соединяющей все сваи в единую конструкцию.

Все применяемые виды ростверков можно классифицировать по нескольким признакам.

По глубине заложения различают:

• Низкий — частично заглублен в почву.
• Повышенный — расположен на уровне грунта.
• Высокий — опирается только на сваи.

Первые два типа передают часть нагрузки на почву, а третий работает только в связке со сваями.

Для монтажа ростверка можно применять следующие материалы:

• Сборный железобетонный ростверк применяется в основном на крупных строительных объектах, требует применения подъемной техники.
• Монолитный железобетонный ростверк может применяться и в частном домостроении. Технология возведения аналогична устройству ленточного фундамента — устанавливается опалубка, выполняется армирование и заливка бетонной смесью.
• Металлический ростверк монтируется из швеллера или двутавровых балок, достаточно часто применяется в фундаментах на винтовых сваях.
• Ростверк из деревянного бруса чаще всего можно увидеть при стенах из нетяжелых материалов (газосиликатные блоки, ракушняк). Применяется в каркасных и рубленых строениях, хотя в этих случаях функции ростверка может выполнять нижняя обвязка стены или первый венец сруба.

Свайные фундаменты применяются достаточно широко, главное выполнить правильный расчет конструкции, это будет залогом надежности.