Свайный фундамент не только обходится дешевле на 30–60% ленточного и плитного основания, но порой эффективен там, где другие типы силовой конструкции даже невозможно применить.
В жилищном и промышленном строительстве используют различные виды свай для фундамента, и застройщик должен хорошо понимать, какие из них обеспечат максимальный срок службы сооружения в каждом конкретном случае.
Какие разновидности бывают по способу погружения?
Сваи – силовые элементы фундамента, воспринимающие давление от конструкции и передающие его на несущий пласт, который может находиться на значительной глубине (до 30 м). Как правило, выше несущего пласта расположены нестабильные, слабые и перенасыщенные влагой слои почвы.
Эта особенность позволяет возводить дома и другие сооружения не только на твердой почве, но также на заболоченных местах и на открытой воде. Сваи могут быть погружены строго в вертикальном положении или под проектным углом.
Свайным фундамент называют группу опор, объединенных между собой ростверком – специальной конструкцией, которая удерживает основание дома и отвечает за равномерное распределение веса по всем подземным силовым элементам.
Проектирование и монтаж свайного фундамента контролируется нормативными требованиями, изложенными в СП 50-101-2004, СП 50-102-2003 и других соответствующих документах.
Забивные сваи представляют собой готовые столбы, изготовленные в заводских условиях. По материалу изготовления силовые элементы делятся на типы:
- железобетонные;
- металлические;
- деревянные.
Для строительства тяжеловесных и многоэтажных зданий используют железобетонные столбы, легковесных домов в один или два этажа – металлические и деревянные.
В большинстве случаев забивные опоры имеют квадратное сечение со стороной от 150 до 500 мм.
Длина изделий редко превышает 25 м. Нижней конца столба заострен или имеет пирамидоидальную форму, благодаря чему легче преодолевает сопротивление грунта. Удары дизель-молота забивная опора воспринимает верхней торцевой частью, усиленной оголовком. Погружение в грунт ведут до тех пор, пока нижний конец не упрется в плотную породу до предела. Преимущества изделий:
- значительная грузоподъемность;
- продолжительный срок службы;
- отсутствие необходимости подготавливать скважины.
Минусы технологии: недостаточная надежность при строительстве на просадочных грунтах и неравномерная осадка в местах, где почва характеризуется различной плотностью.
В частном домостроении забивной фундамент используют редко из-за необходимости привлечения к работе спецтехники.
Согласно буроопускной технологии, силовые элементы погружаются в заранее подготовленные шурфы, при этом диаметр скважин должен превышать размер сечения опор на 5–10 см. После погружения пространство между грунтом и землей заполняют связующим раствором, который после застывания увеличивает прочность конструкции.
Метод применяют при строительстве на твердомерзлой и пластично-мерзлой почве. Фундаментные работы ведутся при температуре окружающей среды не ниже 0,5оС.
Отличительной особенностью таких свай является оснащение конструкции винтовыми лопастями, благодаря чему изделия вкручивают в грунт, а не забивают.
Лопасти в процессе погружения дополнительно уплотняют почву, повышая несущую способность основания.
По материалу изготовления винтовые сваи делятся на железобетонные и стальные конструкции. Первый тип опор отличается повышенной несущей способностью, поэтому применяется при строительстве кирпичных и других тяжеловесных сооружений.
Металлические винтовые сваи изготавливают из стальных труб с диаметром сечения от 57 мм. Для строительства жилых домов (каркасно-щитовых, деревянных, из пенобетона) подходят стержни диаметром 108 мм и размахом лопасти 250–350 мм.
Стальные винтовые сваи дешевле железобетонных изделий и их можно монтировать вручную, что в целом обуславливает их популярность среди частных строителей.
Буронабивная методика применяется для строительства тяжелых сооружений на грунтах, которые характеризуются слабой несущей способностью. Силовые элементы создаются непосредственно на рабочей площадке.
В заранее подготовленной скважине устраивают утрамбованную песчаную подушку. Затем в шурф помещают обсадную трубу, армирующий каркас и заливают конструкцию бетоном. Буронабивная технология считается самой сложной, поскольку достоверно рассчитать грузоподъемность такого основания практически невозможно. При этом фундаментные работы можно провести самому без использования спецтехники.
Данный тип свай относится к специальным конструкциям, поскольку сочетает сразу несколько технологий, чтобы удовлетворить исходным инженерно-геологическим условиям.
Например, когда несущий пласт находится предельно глубоко, то комбинируют забивную и буронабивную методики.
Монтаж выглядит следующим образом:
- Вначале способом лидерного бурения в грунте устраивают шурф, куда помещают обсадную трубу.
- Затем дизель-молотом забивают железобетонную опору.
- Когда конец изделия упрется в плотный грунт, сверху закладывают монолитную конструкцию путем армирования и бетонирования скважины.
Таким образом, для строительства частных домов в большинстве случаев используют стальные винтовые и железобетонные буронабивные сваи. Когда по проекту возводится тяжеловесное здание в несколько этажей необходимо применять забивную методику для возведения фундамента.
Какие типы опор используют для устройства оснований из свай в зависимости от материала?
Опоры также различаются между собой по материалу изготовления. На практике используют железобетонные, стальные, деревянные и пластиковые изделия.
Выбирая вариант силовой конструкции, обращают внимание на:
- прочностные характеристики;
- срок службы,
- стойкость к внешней среде;
- стоимость изделия.
ПВХ трубы в качестве обсадной трубы для буронабивных свай стали применятся не так давно. Как правило, используют недорогие канализационные трубы нужного диаметра (от 200 до 500 мм).
Заготовки помещают в готовые скважины с утрамбованной песчаной подушкой. Во внутреннюю полость трубы заводят арматурный каркас и заливают раствором. Пространство между грунтом и трубой заполняют укрепляющей засыпкой из щебня или гравия.
Сфера применения: строительство легковесных построек сельскохозяйственного назначения, реже – одноэтажных домов.
Преимущества:
- доступная цена;
- легкий вес;
- средние прочность;
- продолжительность эксплуатации.
Основной недостаток – ограниченная грузоподъемность.
Ж/б фундамент может быть:
- забивным;
- буронабивным;
- комбинированным.
Армирование бетонного изделия повышает прочность, а также стойкость к деформирующим нагрузкам, что значительно увеличивает срок службы силовой конструкции.
Как правило, при изготовлении опор используют арматуру класса А2, А3 и тяжелый бетон (М250–М300), для которого характерны высокие показатели морозоустойчивости.
Деревянный фундамент закладывают для каркасных, щитовых и бревенчатых домов методом прикладывания ударной силы. От повреждений в процессе погружения в грунт изделие защищают стальным наконечником и кольцом в верхней части столба. Силовые конструкции с элементами из дерева применяют в частном строительстве.
Их преимущества:
- доступная цена,
- экологическая безопасность,
- эстетичный вид.
Недостатки:
- для погружения нужно привлекать спецтехнику,
- средняя несущая способность,
- ограниченный срок службы.
Стальные опоры применяются в частном строительстве чаще всего, поскольку имеют доступную цену, значительную грузоподъемность, а также эффективность на сложных грунтах.
Склонность металла к коррозии компенсируют защитным слоем, образовавшимся в процессе горячего оцинкования. Также с этой целью на поверхность стали наносят битумную мастику, акриловые покрытия и другие гидрофобные составы.
Металлические опоры могут быть забивными (сплошными, полыми) и винтовыми.
Подробная статья о металлических опорах здесь.
Как правильно выбрать?
Каждый тип опор характеризуется своими особенностями, преимуществами и недостатками. К наиболее долговечным относят железобетонные и металлические конструкции. При этом имеют в виду, что ж/б столбы способны удерживать больше вес в течение 100 лет, тогда как металл подвержен коррозии. Но недостаток стали можно компенсировать качественным защитным покрытием и тогда эксплуатационный ресурс фундамента повысится до 70–90 лет.
В свою очередь винтовые изделия можно монтировать своими руками всего за несколько дней, тем самым сокращая расходы на строительство. В случае необходимости такой фундамент можно усилить или отремонтировать.
Но когда по проекту требуется ж/б основание со значительной несущей способностью, то самостоятельно конструктор может только заложить буронабивные опоры, либо пригласить специалистов, которые с помощью техники погрузят в грунт силовую конструкцию за один день.
Пластиковые изделия используют в качестве обсадных труб для буронабивных свай для малоэтажного строительства и при возведении легких построек. Материал ПВХ характеризуется стойкостью к механическим повреждениям и переувлажненной почвенной среде, но имеет ограниченную грузоподъемность. Скорость возведения буронабивных опор ограничена временем затвердевания бетона. Срок службы такого фундамента – не более 70 лет.
Забивные деревянные опоры применяют при возведении:
- каркасных;
- щитовых;
- деревянных домов;
- бань;
- тех конструкцией, вес которых допустим относительно несущей способности свайного фундамента.
Древесина – экологичный материал, с которым легко работать, но не смотря на пропитку гидрофобными составами, антипиреном и антисептиком, срок службы такой силовой конструкции ограничен 40–60 годами.
Для сравнения стоимости фундамента для строительства частного дома ниже приведена таблица со среднерыночными ценами:
| Тип силовой конструкции (по способу погружения) | Цена сваи с монтажом, руб. | Цена закладки фундамента площадью 6 на 6 м под ключ, руб. |
| винтовые стержни | от 2600 | от 35000 |
| забивные опоры | от 10000 | от 120000 |
| буронабивные сваи | от 6000 | от 70000 |
Заключение
Свайная технология широко используется в строительстве за счет ее экономической целесообразности, практичности и эффективности. Сваи различаются между собой по способу погружения, материалу изготовления и другим характеристикам, позволяющим подобрать тип силовой конструкции, который будет отвечать проектным требованиям и инженерно-геологическим условиям.
