Классификация и виды свайных фундаментов под дом

В строительстве издавна используются различные виды свайных фундаментов, где применяются  сваи разного типа. Стоит только вспомнить Венецию, где все здания построены на сваях. Даже мостки на реке или озере, и те в своем основании имеют сваи. 

Различаются они по таким параметрам:

• по конфигурации сечения;
• материалу изготовления;
• по несущим нагрузкам;
• по направленности;
• по расположению;
• по способу устройства и прочим параметрам

Область применения

Использование свайных фундаментов в некоторых случаях более выгодно, нежели устройство традиционных монолитных или сборных ленточных фундаментов.

Особенно актуально применение свай:

• при подвижных грунтах;
• в районах вечной мерзлоты;
• при высоком уровне грунтовых вод;
• при сложном рельефе в районе строительства.

Сваи представляют собой конструкции удлиненной формы, изготавливаемые из бетона, железобетона, металла, дерева или комбинированным способом. Устройство свайного фундамента под дом возможно как погружением в грунт готовых свай, так и заливкой непосредственно в грунте конструкции свай.

Располагаться в земле сваи могут в вертикальном или наклонном положении.

Сечение свай может иметь форму круга, квадрата, многоугольника или быть полыми.

По несущим нагрузкам сваи подразделяются на:

• сваи-стойки, оказывают давление на грунт, передавая ему все нагрузки, действующие на сваю.
• висячие, оказывают давление на грунт своими боковыми гранями за счет силы трения между сваей и грунтом.

По расположению в плане фундамента сваи могут быть одиночными для отдельных колонн, кустовыми, ленточными для возведения стен и в виде целого свайного поля.

По способу устройства сваи делятся на:

• винтовые;
• забивные;
• набивные.

Если винтовые и забивные изготавливаются на заводах ЖБИ, то набивные заливаются непосредственно на месте возведения фундамента из  монолитного бетона с арматурным каркасом  или сборных элементов.

В строительстве крупных объектов сваи  и свайные фундаменты погружаются в грунт  разными способами:

• забивкой;
• бурозабивкой;
• буроопусканием;
• завинчиванием;
• вибропогружением;
• вдавливанием;
• с подмывом в нижней части сваи грунта, комбинированным – электростатическим, виброударным и другими.

Ударным способом, в основном, забиваются сваи при помощи сваебойных установок. Для такого метода подходят все грунты, кроме скальных пород. Вдавить сваю в грунт можно, только если он по своей структуре мягкий.

Вибрацией погружают сваи, если на участке грунты влажные, пластичные или сыпучие.

Винтовые сваи можно использовать на грунтах любой структуры. Здесь, кроме силы вдавливания, используется сила вращения. Конструкция сваи своим внешним видом напоминает огромный шуруп, так как на металлической полой трубе приварено винтовое ребро, заостренное книзу.

В жилищном  малоэтажном строительстве свайный фундамент забивной практически не применяется. Его с успехом заменяет фундамент из буронабивных свай, которые устраиваются непосредственно на месте строительства. Для этого в размеченных местах бурят скважины, в которые устанавливают арматурные каркасы и заливают бетон необходимой марки.

Если в месте устройства свай грунт сыпучий, то в скважину вставляется рубероидная или толевая рубашка. Иногда устанавливают обсадную трубу, которую после застывания бетона вынимают из скважины, или оставляют в земле, тем самым повышая прочность залитой сваи.

Установка ростверка

Ни одно сооружение не может располагаться только на сваях. Необходим ростверк, который объединяет сваи в единую конструкцию и создает основание для возведения стен.

Ростверки могут быть сборными и монолитными в виде балок, лежащих на сваях или цельной плиты, накрывающей все сваи.

Если используются сборные ростверки, то точность погружения свай должна быть очень высокой. По горизонтали сваи не должны иметь отклонения больше или меньше 0,05м, а по вертикали 0,01 м. Устройство комбинированных ростверков допускает большие отклонения, поскольку узел свайного фундамента выполняется в монолитном исполнении в съемной опалубке.

По высоте от земли различают высокие ростверки и низкие. При сооружении высокого ростверка создается свободное  пространство между поверхностью земли и ростверком, которое впоследствии заделывается при помощи забирки (наружная стенка между сваями). Низкие ростверки могут соприкасаться с грунтом или быть погруженными в него, но этот вариант возможен только при непучинистых грунтах.

Достоинства и недостатки свайных фундаментов

Применение свайных фундаментов имеет свои преимущества:

• свайные фундаменты могут возводиться на грунтах любой сложности;
• снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи;
• уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента;
• производить фундаментные работы можно круглый год, не исключая зимний период;
• конструкции, возводимые на свайных фундаментах, отличаются особой стойкостью к паводкам, подвижкам грунта вследствие зимнего вспучивания.

Однако, несмотря на все преимущества свайных фундаментов, возводятся они крайне редко в индивидуальном жилищном строительстве по причине высокой стоимости транспортных расходов на доставку свай и из-за использования сваебойной техники.

Классификация фундаментов происходит по многочисленным признакам, это зависит:

• от вида свай;
• от расположения свай — отдельностоящие сваи, расположенные кустом, ленточное расположение, сплошное поле свай;
• от типа сопряжения сваи со строящимся зданием- с устройством ростверка или без него;
• от вида ростверка – высокий или низкий;
• от конструкции ростверка – монолитный, сборный или комбинированный;
• от вида соединения ростверка со сваями – жесткое, свободное опирание,  с устройством сейсмических поясов.

Среди типов свайных фундаментов наиболее часто применяются железобетонные сваи, которые сочетают в себе свойства висячих свай и свай-стоек.

При возведении каркасных многоэтажных зданий применяются свайно — плитные фундаменты. Такое решение конструкторов обусловлено в тех районах, где сейсмическая обстановка неустойчивая и есть риск подвижек грунта при землетрясениях. Суть этого инженерного изобретения заключается в создании необходимой жесткости свай и железобетонной плиты, которые обеспечивают совместную деформацию элементов фундамента при сейсмических нагрузках.

Сваи устраиваются кустовым методом, после чего делается ростверк с выпуском арматуры для последующего крепления тонкой железобетонной плиты. Между ростверком и бетонной плитой устраивается шов из герметичного материала, который обеспечивает независимость осадки здания, гидроизоляцию конструкции, одновременно реагирует на сейсмические изменения в почве.

Свайный буронабивной фундамент чаще всего применяется при строительстве индивидуальных жилых домов ввиду его экономичности и упрощенной технологии, по сравнению  с другими видами свай. Для небольших строений и при неглубоком залегании твердых грунтов скважины под сваи можно бурить даже вручную специальными бурами или выкапывать ямы соответствующей глубины.

В любом случае, объем земляных работ будет  меньше, чем при устройстве ленточного фундамента монолитного или сборного.

Для большей прочности буронабивные сваи могут устраиваться с расширением в корне, т. е. делается пятка сваи из бетона.

Если грунт твердый и не осыпается, опалубку можно не выставлять. В противном случае, в скважину вставляют рубероид, полиэтиленовую пленку или картон в виде рулона, в который уже вставляется арматурный каркас и заливается бетон.

Свайный фундамент под колонны, если проектом дома таковые предусмотрены, делается безростверковым.  Под колонны используются готовые конструкции в виде железобетонных стаканов, оголовков или насадок.

Для небольших по своей массе строений – заборов, навесов, каркасных домов применяются сваи колонны. Это забивная свая круглого или квадратного сечения, которая является продолжением колонны и в надземной части здания или сооружения. В этом случае устраивать ростверк не требуется.