Типы свай
Существуют разные конструкции свай:
- Сваи-стойки. Вертикальные опоры, находящиеся в плотном контакте с твердыми слоями грунта. Обеспечивают максимальную устойчивость и несущую способность.
- Висячие сваи. Удерживаются за счет силы трения между боковыми стенками и грунтом, а также за счет уплотненной грунтовой подушки под наконечником. Опоры на твердые слои не имеют. Прочность обеспечивается за счет площади контакта — чем длиннее свая, тем надежнее она установлена. Способны внезапно давать осадку из-за подземных изменений гидрогеологии.
По типу погружения существуют:
- Забивные. Погружаются в грунт с помощью специальных механизмов. Имеют максимальную несущую способность и устойчивость, но создают немалую опасность при погружении для всех построек, расположенных поблизости.
- Литьевые. Эти сваи представляют собой железобетонные отливки, изготовленные непосредственно на площадке. В пробуренную скважину устанавливают арматуру и заливают бетон, получая прочный вертикальный стержень. Удобны для самостоятельного изготовления.
- Винтовые. Специфический вид свай, погружаемых в грунт путем завинчивания (наподобие шурупа). Позволяют самостоятельную установку, не требуют предварительной подготовки или земляных работ.
Материалом для свай могут служить:
- Древесина. Традиционный материал, но сегодня деревянные сваи практически сошли со сцены, уступив место более долговечным и удобным видам.
- Металл. Кроме винтовых свай, специальных конструкций не производится. Используют массивные куски швеллера, рельса, двутавра и т.д. Недостаток металлических свай — электрохимическая коррозия, от которой их практически невозможно защитить.
- Железобетон. Из него делают забивные и набивные сваи, получая прочные и устойчивые к нагрузкам опоры. Является самым распространенным материалом, устойчивым ко всем нагрузкам и практически в 3 раза более долговечным, чем металлические сваи.
Выбор типа свай обусловлен техническими требованиями и условиями строительства. Чаще всего используются забивные или буронабивные железобетонные стержни.
Как возвести своими руками?
Данная инструкция носит рекомендательный характер и не является прямым указанием точного выполнения её пунктов. В ней отражены основные правила возведения свайного фундамента из канализационных ПВХ труб – это:
- Подготовка строительной площадки.
- Заготовка стройматериалов и подбор инструментов.
- Бурение и подготовка скважин.
- Установка труб.
- Армирование свай.
- Приготовление и заливка бетона.
- Обратная засыпка скважин.
Подготовка строительной площадки
С территории стройучастка убирают мусор и удаляют плодородный слой почвы вместе с растительностью. Шнуром и колышками делают разметку расположения центров свай. Правильность построения прямоугольников разметки проверяют равенством диагоналей между противоположными углами.
Заготовка стройматериалов и подбор инструментов
Понадобятся следующие материалы:
- канализационные ПВХ трубы;
- щебень, песок, цемент и вода;
- арматура периодического профиля ø 8 – 10 мм;
- гладкая арматура ø6 мм;
- вязальная проволока.
Для осуществления строительного процесса будут нужны следующие инструменты:
- штыковые и совковые лопаты;
- тачка;
- садовый бур;
- лазерный нивелир;
- бетономешалка или ёмкость для замеса раствора вручную;
- ножовка, строительный нож;
- вёдра.
Бурение и подготовка скважин
Ось бура перед сверлением грунта выставляют строго вертикально. В процессе бурения вертикальность инструмента строго контролируют.
В случае перекоса, установленная труба потеряет часть несущей способности. Дно скважины должно находиться ниже проектной отметки низа сваи на 200 – 300 мм. Это нужно для уширения подошвы фундамента.
Оно состоит из оси с закреплённой на ней подвижной лопатки с режущим лезвием и накопительным бункером. Тросиком постепенно поднимают лопатку снизу до горизонта, срезая грунт по кругу вращения устройства. Отработка попадает в бункер, который потом извлекают вместе с лопаткой наверх.
На дно высыпают песок и тщательно его трамбуют. Выработку заполняют бетоном, и оставляют скважину в покое на 14 дней.
Установка труб
Чтобы избежать перекосов, скважины сверлят на 50 – 70 мм больше, чем диаметр труб. Это даёт возможность откорректировать вертикаль сваи и зафиксировать её положение распорками из бруса.
Армирование
Внутрь опор опускают вертикально один или несколько арматурных хлыстов периодического профиля, связанных проволокой с поперечной гладкой арматурой. Для соединения свай с ростверком оставляют выпуски арматуры на высоту 200–300 мм.
Приготовление и заливка бетона
В бетономешалку засыпают цемент, песок и щебень. В процесс вращения барабана в него постепенно добавляют воду, до получения густого жидкого раствора.
Раствор погружают в тачку и довозят до очередной трубы. Заливают бетон вёдрами, постоянно трамбуя его подручными стержнями.
Обратная засыпка скважин
По окончании заливки пазухи вокруг свай засыпают грунтом или песчано-гравийной смесью. Засыпку послойно трамбуют. Через 30 дней приступают к монтажу ростверка.
Типичные ошибки и рекомендации
по неопытности допускают такие ошибки:
- плохо соединяют арматуру опор и ростверка;
- делают слишком незначительный воздушный зазор при сооружении высокого варианта ростверка;
- крепят мало свай, из-за чего происходит прогиб ростверка.
Все такие ошибки требуют непременного исправления посредством усиления соединений, монтажа дополнительных опор, обеспечения качественного воздушного зазора.
Дополнительно приводим несколько рекомендаций:
- Выполнять более заглубленный монолит, чтобы обеспечить место для подвального помещения непрактично, поскольку это значительно увеличит затраты. Целесообразнее немного выше поднять сваи, выложив между ними кирпичные стены.
- Закрепляя в опалубке армирующий каркас, требуется понимать, что монолит постепенно будет крошиться. Прутки необходимо располагать минимум на удалении 5 см от среза бетона.
- Для усиления бетонного монолита запрещено применять композитные изделия. Хотя их производители постоянно рекламируют достоинства пластиковой арматуры, однако они старательно замалчивают то, что надежность такого материала не успела пройти проверку временем. Поэтому явно преждевременно говорить, что композитная продукция имеет вековую гарантию надежности.
- Выполняя вязку каркаса, запрещено использовать сварку. Соединять прутки необходимо только посредством их увязывания мягкой проволокой. При резком температурном перепаде изменяется внутренняя структура металла, поэтому армирование становится не таким прочным и менее надежным.
Много важной и полезной информации о свайно-ростверковом фундаменте найдете в этом разделе
Сравнение ж/б опор с другими видами забивного фундамента
По прочностным характеристикам и сроку службы деревянные сваи сильно уступают другим типам основания, поэтому целесообразно сравнивать забивные ж/б конструкции с буронабивным фундаментом и винтовыми сваями.
Столько времени требуется на земляные работы, включая:
- устройство траншей,
- монтаж опалубки,
- армирование,
- высыхание бетона.
При этом строительные работы можно вести своими руками, арендуя лишь оборудование для бурения.
Технологии с применением забивных ж/б свай и винтовых опор отличаются скоростью монтажа – от одного дня, а также дешевизной. Стоимость винтовых свай на 10–30% будет дешевле железобетонных конструкций, но общая цена строительных работ для усредненных условий выравнивается за счет дорогостоящей аренды оборудования для забивки фундамента.
К основным преимущественным отличиям ж/б опор необходимо отнести:
- более высокую несущую способность,
- отсутствие усадки грунта,
- стойкость по отношению к коррозионным процессам,
- продолжительный срок службы.
О том, какие сваи лучше выбрать — забивные или винтовые, можно узнать тут.
Выбор подходящих свай для забора
Отвечают сваи за равномерное распределение нагрузки, увеличивая прочность и долговечность ограждения.
По типу резьбы
Фото: классификация винтовых свай по типу резьбы
Выпускают:
- с лопастями,
- стандартной резьбой,
- комбинированной резьбой.
Наиболее дорогие и надежные сваи с лопастями. Имеют 2–3 лопасти. Давление, оказываемое на трубу, распределяется равномерно. Повышается несущая способность.
Этот тип применяется на любом типе грунта.
Пользователи часто ищут:
- Установка металлического забора
- Забор из шифера
По диаметру
Фото: покраска винтовых свай
При возведении забора наибольшим спросом пользуются столбы диаметром:
- 57 мм. С толщиной стенки трубы – 3 мм, толщиной лопасти – 4 мм, диаметром лопастей – 200 мм. Устанавливается для ограждения из деревянного штакетника, доски, поликарбоната, сетки.
- 76 мм. Толщина стенки трубы – 3,5 мм, лопасти – 4 мм. Диаметр лопастей – 250 мм. Применяют для винтового забора из шифера, профнастила.
- 89 мм. Толщина стенки трубы – 3,5 мм, лопасти – 4 мм. Диаметр лопастей – 250 мм. Отличный вариант для кованого ограждения, из кирпича, металлоштакетника.
По способу изготовления
Бывают:
- Сварные. Создаются плазменной резкой. Это металлические конусовидные трубы с приваренными лопастями на конце. Перед поступлением в продажу обрабатываются антикоррозийными средствами. Отлично подходят для возведения заборов. Цена доступна. А вот для беседок, домов необходимо выбрать литые свайные опоры.
- Литые. Имеют цельную конусовидную форму за счет литья металла. Способны выдерживать большие нагрузки, поэтому широко применяются в малоэтажном строительстве. В зависимости от того, на каких грунтах будут вестись работы, литые трубы берутся с разным диаметром лопастей. Для вечномерзлых почв рекомендуется брать поменьше, чтобы удобнее было ввинчивать. Для устойчивых грунтов лопасти должны быть крупными. Стоят они немало.
- Комбинированные. Из названия ясно, что в них объединили элементы первых двух типов. Подойдут для установки легковесных сооружений, заборных конструкций. Цена на них невысокая.
Классификация элементов конструкции и технология возведения
Типичный свайно-ростверковый фундамент.
Сваи – виды и особенности
По материалу изготовления различают железобетонные, деревянные и металлические сваи:
Деревянные используют в основном под постройку зданий из того же материала, часто это хозяйственные постройки, беседки, бани. Для возведения жилых помещений обычно обустраиваются более долговечные фундаменты. Установка может производится как одиночно, так и группами по 3-4 столба в связке для повышения прочности и несущей способности.
Металлические сваи могут быть забивными или винтовыми, но чаще встречается второй вариант. Винтовой свайный столб представляет собой металлическую трубу, погружной конец которой выполнен в виде конуса с винтовой лопастью для завинчивания. Конусовидный наконечник может быть литым или приварным. Литые сваи более надежны и долговечны, так как у них нет сварного шва, прочность которого снижена. Стальное изделие обязательно проходит процесс обработки антикоррозийным покрытием, а в процессе монтажа полость трубы заливают бетоном. Срок службы такого фундамента может достигать до 400 лет.
Железобетонные сваи изготавливают из армированного бетона, на предприятии (забивные) либо непосредственно на участке (набивные).
Железобетонные забивные сваи.
По методу установки сваи разделяют на несколько категорий:
- Забивные. Установка производится при помощи специальной техники – сваебойных машин, вибропогружателей и оборудования, которое производит установку путем вдавливания столба в грунт. При использовании этого типа свайных столбов земляные работы могут не проводиться вообще, либо снимается только дерн.
- Винтовые. Устанавливаются путем вкручивания, вручную при помощи кабестана, либо, в массовом строительстве, с использованием спецтехники.
- Буронабивные. Монтаж представляет собой три этапа: бурение скважины, установка осадных труб с арматурой и бетонирование.
Ростверк – классификация и особенности
Один из вариантов ростверкового фундамента.
По материалу изготовления ростверки бывают:
- железобетонными заливными;
- деревянными;
- из готовых ЖБИ-изделий;
- металлическими.
По расположению относительно грунта:
- висячими (обустраиваются на некотором расстоянии от земли) ;
- мелкозаглубленными (погружаются в грунт на небольшую глубину);
- заглубленными (основательно погружаются в землю; выполняют не только связующие функции, но и участвуют в распределении нагрузок на грунт наравне со сваями).
Ростверковый каркас из бруса.
Чаще всего в строительстве используются висячие ростверки. Они приподнимают здание над землей, а монтаж отличается простотой и небольшой стоимостью.
Фундамент с заглубленным ростверком используют редко – по сути, он сам и его обустройство напоминает ленточный тип оснований, только укрепленный свайными столбами. Это значит, что процесс монтажа усложняется – рытье котлована, обустройство дренирующей песчаной подушки и т.д
Перед установкой свай проводятся подготовительные работы.
Этап 1 – Подготовительный
Включает в себя:
- геологические исследования;
- расчет последующих нагрузок и планировку расположения свай;
- составление проекта и необходимых чертежей.
Этап 2 – Подготовка территории
Разметка участка под свайный фундамент.
Включает в себя:
- очистка местности под постройку;
- снятие верхнего слоя почвы (при необходимости);
- разметка территории согласно планировке – отмечаются места расположения внутренних и внешних свай.
Этап 3 – Монтаж свай
Забивание железобетонной сваи в грунт.
Включает в себя:
-для забивных:
- установка столбов с помощью сваебойной техники;
- выравнивание надземной части столбов путем подрезания до нужного уровня.
-для буронабивных:
- бурение отверстий;
- установка труб и армирование;
- бетонирование.
С какой целью выполняется армирование ростверка свайного фундамента
Необходимость укрепить фундамент строения с помощью арматурной решетки связана со свойствами бетонного состава. Бетон восприимчив к влиянию деформации, вызывающей растяжение и изгиб. В результате таких деформационных процессов возможно разрушение основания, хотя материал способен воспринимать значительные сжимающие нагрузки.
Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания укрепляет конструкцию, повышает ее устойчивость, а также положительно влияет на долговечность возводимого строения. Мощный каркас, забетонированный в бетонной ленте, повышает прочность основания, компенсирует различные виды нагрузок и крутящих моментов.
Укрепление ростверка свайной основы с помощью арматуры обеспечивает:
- устойчивость бетонного массива, воспринимающего реакцию сил морозного пучения;
- повышение прочностных характеристик основы, на которую действует вес здания;
- защиту основания, которое сооружено из бетона пониженной прочности.
Используя стальную арматуру для укрепления ростверковой основы можно предотвратить влияние негативных факторов.
Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения
Правила армирования ростверка
Придерживаясь перечисленных правил, можно избежать многих ошибок при строительстве ростверка:
- арматурный каркас и опалубку устанавливают строго по уровню;
- у свай срезают верхнюю часть, чтобы все оголовки находились в горизонтальной плоскости;
- при монтаже металлического каркаса перемычки устанавливают на расстоянии друг от друга 200-400 мм;
- угловые элементы соединяют гнутыми Г- и П-образными элементами;
- сечение опоры должно быть не менее 300 мм, количество прутов в продольном поясе 3 и более, припуск арматуры под ростверк должен быть 50 см и более;
- сварные соединения менее прочные, чем проволочные.
Нельзя экономить на качестве и количестве металлических прутов.
Более подробно узнать, как армировать свайно-ростверковый фундамент можно из профильных книг или видео: Армирование монолитно-бетонного ростверка является обязательным технологическим процессом. При соблюдении всех норм и технологии армирования постройка прослужит более половины века.
Виды, их особенности и цена для свайного фундамента
Их изготавливают из различных материалов таких, как:
- сталь;
- железобетон;
- пластик;
- асбоцемент.
Сталь
Сваи из стальных опор обладают большой несущей способностью. Особенно это относится к винтовым опорам. Применение новых изделий в качестве опорных стоек под строения во многих случаях экономически не выгодно по причине их высокой стоимости. Чем больше диаметр, тем дороже металлопрокат.
Винтовые сваи представляют собой готовую к использованию конструкцию. Это трубы, имеющие на нижнем конце лопасти и окончание в виде конуса. Опоры не пригодны для использования в скалистых и каменистых грунтах.
После установки, верхушки винтовых свай срезают под один уровень. Для этого применяют лазерный нивелир и угловую машинку с режущим кругом или ножовку. После этого к трубам прикручивают или приваривают горизонтальные монтажные площадки. На них будет опираться ростверк.
Единственный их недостаток в том, что, как правило, старый металл уже повреждён коррозией, и фундамент может прослужить недолго, зато обойдётся практически бесплатно.
Железобетон
Изделия представляют собой кольцевые металлические армокаркасы, залитые бетоном. В индивидуальном малоэтажном строительстве для свайного фундамента используют ж/б изделия диаметром до 300 мм длиной от 500 до 2500 мм. Их устанавливают в скважины, просверленные садовым буром.
Выгодно использовать бывшие в употреблении безнапорные железобетонные изделия. В дело идут даже лопнувшие и потрескавшиеся изделия. Перед заливкой бетоном повреждённые поверхности оборачивают рубероидом и обвязывают проволокой.
Пластик
ПВХ канализационные трубы являются надёжной оболочкой для формирования свай залитым бетоном с армокаркасом. Пластиковые изделия обладают лёгким весом, что удобно при их транспортировке, обработке и установке.
Если требуется провести сваю сквозь слабые пучинистые слои грунта, то применяют изделия с гладкой поверхностью. В местах, где залегают почвы с большим сопротивлением, устанавливают гофрированные опоры, боковая поверхность которых обеспечивает прочное сцепление с грунтом.
Более подробно читайте здесь.
Асбоцемент
Асбестоцементная (а/ц) продукция в малоэтажном строительстве применяется в основном диаметром 150–250 мм. А/ц изделия армируют изнутри и заливают бетонным раствором. Основным достоинством асбеста, как и пластика, является его невосприимчивость коррозии.
А/ц опоры устанавливают в скважины, просверленные садовым буром. Перед заливкой бетоном в трубы вставляют вертикальные арматурные стержни периодического профиля, связанные с гладкими отрезками проволокой.
Для сравнения стоимости свайного основания из разных видов труб, ниже приведена сравнительная таблица, рассчитанная из количества опор 20 шт.
Сравнительная таблица стоимости свайного фундамента:
| Вид | Длина, мм | Диаметр, мм | Цена 1 шт., руб. | Всего, руб. (20 шт.) |
| Винтовая свая | 2000 | 57 | 1100 | 22000 |
| Железобетонная | 2500 | 400 | 3800 | 72000 |
| ПВХ | 2000 | 125 | 700 | 14000 |
| Асбестоцементная | 3950 | 100 | 320 | 6400 |
Цены на продукцию указаны усреднённые, взятые из рекламных объявлений в интернете. Из таблицы видно, что самый недорогой фундамент получится из асбоцементных изделий. Но при выборе вида труб нужно учитывать условия их применения.
Более подробно читайте здесь.
Влияние габаритов на стоимость
Выбор типа и параметров свай обусловлен не только их практичностью в исходных условиях, но и экономической целесообразностью. Поскольку несущая способность силовых элементов зависит от габаритов, то полезно оценить, насколько меняется стоимость для различных моделей опор.
Зависимость цены винтовых опор от габаритов отражена в таблице:
| Длина стержня, м | Диаметр трубы, мм | Размер лопасти, мм | Цена, руб. |
| 1,5 | 57 | 200 | 850 |
| 2,0 | 76 | 250 | 1150 |
| 2,0 | 89 | 250 | 1290 |
| 2,5 | 89 | 250 | 1400 |
| 1,5 | 108 | 300 | 1200 |
| 2,0 | 108 | 300 | 1450 |
| 2,5 | 108 | 300 | 1550 |
Сравнить, как изменяется стоимость забивной опоры в зависимости от размеров, можно по данным из таблицы:
| Длина ствола, м | Тип сечения, мм | Стоимость, руб. |
| 3 | 150х150 | 1350 |
| 4 | 150х150 | 1750 |
| 3 | 200х200 | 1800 |
| 4 | 200х200 | 2300 |
От размеров буронабивных опор зависит потребность в бетоне, цена на который определяется исходя и его прочностных характеристик. Стоимость такого фундамента обходится в среднем от одной тысячи рублей за погонный метр.
К факторам, увеличивающим стоимость, относят
- расход и класс арматуры,
- гидроизоляционные материалы,
- песок,
- щебень и т.д.
Как видно из представленных данных, цена силовых элементов прямо пропорциональна их параметрам.
Чем больше размеры, чем выше несущая способность такого основания. К факторам ценообразования также следует относить качество использованного материала.
Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.
Ошибки и советы
Армирование ростверка выполняют строго по технологии, описанной в СП 63.13330.2018 и связанных с ним нормативных актах, в противном случае невозможно прогнозировать надежность и срок службы фундамента.
Чаще всего строители допускают такие ошибки:
- Неправильные размеры армирующего каркаса. Чтобы придать жесткости ростверку, силовую конструкцию располагают максимально близко к краю бетонной ленты, оставляя при этом слой бетона (минимум 50 мм). Для наземных и заглубленных ростверков слой бетонного раствора без армирования увеличивают до 70 мм.
- Использование других вспомогательных предметов для армирования – рельс, сетку-рабицу и т.д. Применять гладкие стальные прутья можно только в качестве поперечных перемычек. Для создания продольных поясов используют насеченную арматуру толщиной до 14 мм.
- Армирование прутьями, бывшими в эксплуатации, на которых сохранились остатки краски и видны следы коррозии. Все поверхностные дефекты мешают сцеплению бетона с металлом. Технология допускает только нанесение тонкого слоя эпоксидного покрытия в качестве гидроизоляционного мероприятия.
Руководство и пособия по регулированию
Общий свод правил по проектированию и строительству свайного фундамента отражен в нормативных документах СП 50-101-2004 и СП 50-102-2003 — актуализированных версиях СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87. Руководства регламентируют формулы расчета и технологические этапы монтажа различных типов свай в разных гидрогеологических условиях.
Параллельно СП 11-105-97, СП 11-104-97, СП 11-102-97 и ГОСТ 5686-94 описывают требования к инженерно-геологическим, геодезическим и экологическим исследованиям для строительства. Свайные фундаменты, предназначенные для эксплуатации в агрессивной среде, следует проектировать согласно правилам ГОСТ 27751. Чтобы грамотно оценить климатические условия, конструктор должен руководствоваться СНиП 23-01-99 и СНиП 23-01.
Требования к железобетонным сваям с различными конструктивными особенностями изложены в ГОСТ 19804-91, №19804.2-79, №19804.3-80*, №9804.4-78, №19804.5-83 и №19804.6-83.
